CN103020872B - 基于智能电网的电力信息组装系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能电网通信技术领域中的一种基于智能电网的电力信息组装系统及方法。系统包括数据采集模块、数据处理模块、信息集装箱智能处理模块、本地服务器、智能电网信息通信平台和调度模块；方法包括各个数据采集模块分别采集各自数据；各个数据处理模块将采集的数据转换为相应信息；各个信息集装箱智能处理模块分别将各自信息与本地服务器存储的数据进行比对，得到相应的比对信息；智能电网信息通信平台将所有比对信息进行智能处理得到处理结果；调度处理模块将处理结果与智能电网信息通信平台预置的智能数据库进行比对，形成智能发电调度列表，并根据智能发电调度列表生成调度信息后传输至各模块节点。本发明提高了整个电网的电能利用率。

Description

基于智能电网的电力信息组装系统及方法

技术领域

本发明属于智能电网通信技术领域，尤其涉及一种基于智能电网的电力信息组装系统及方法。

背景技术

智能电网旨在通过升级改造原有电网的发电、输电、配电和用电环节达到更加环保、高效、互动的现代化电力系统,可综合处理各类调度自动化数据信息,为调度员提供各种智能分析和辅助决策工具,具有高度开放性、可用性和信息安全性,使运行和管理达到最优化。

智能电网基于知识的信息集装箱技术，网络是智能电网信息传递的“神经系统”，在智能电网的“神经系统”上搭载了“思维器官”，就形成了可重构的智能电网分布式智能应用系统。“电力信息集装箱”是一个独立的实体，将对信息的获取行为、认知行为以及分析处理的一系列过程封装其中，满足具体电网控制过程所需的数据的整合性、一致性，可以在不需要外界指令的情况下独立地完成“数据→信息→智能”的转换过程，是智能电网可重构信息通信平台中最为关键的部分。由于电网在空间、时间、控制目标这三方面表现出复杂性，电力信息集装箱需要在控制协调方面取得技术突破，并通过实验环境验证对电网双向互动的适应能力。

现有电网在发电、输电、变电、配电、用电、调度以及信息通信平台这七大部分之前缺少模式统一的通信控制技术，各环节之间缺少交互性，整个电网的控制性较低，使得电网安全稳定性以及智能性偏低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于智能电网的电力信息组装系统及方法，用于解决现有电网存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种基于智能电网的电力信息组装系统，其特征在于所述系统包括数据采集模块、数据处理模块、信息集装箱智能处理模块、本地服务器、智能电网信息通信平台和调度模块；

所述数据采集模块、数据处理模块和信息集装箱智能处理模块顺序相连；所述信息集装箱智能处理模块分别与本地服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述智能电网信息通信平台和调度模块相连；

所述数据采集模块包括发电节点数据采集模块、输电线路数据采集模块、变电系统数据采集模块、配电系统数据采集模块和用电节点数据采集模块；

所述数据处理模块包括发电数据处理模块、输电数据处理模块、变电数据处理模块、配电数据处理模块和用电数据处理模块；

所述信息集装箱智能处理模块包括发电信息集装箱智能处理模块、输电信息集装箱智能处理模块、变电信息集装箱智能处理模块、配电信息集装箱智能处理模块和用电信息集装箱智能处理模块；

所述本地服务器包括发电信息服务器、输电信息服务器、变电信息服务器、配电信息服务器和用电信息服务器；

所述发电节点数据采集模块与发电数据处理模块相连；

所述输电线路数据采集模块与输电数据处理模块相连；

所述变电系统数据采集模块与变电数据处理模块相连；

所述配电系统数据采集模块与配电数据处理模块相连；

所述用电节点数据采集模块与用电数据处理模块相连；

所述发电数据处理模块与发电信息集装箱智能处理模块相连；

所述输电数据处理模块与输电信息集装箱智能处理模块相连；

所述变电数据处理模块与变电信息集装箱智能处理模块相连；

所述配电数据处理模块与配电信息集装箱智能处理模块相连；

所述用电数据处理模块与用电信息集装箱智能处理模块相连；

所述发电信息集装箱智能处理模块分别与发电信息服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述输电信息集装箱智能处理模块分别与输电信息服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述变电信息集装箱智能处理模块分别与变电信息服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述配电信息集装箱智能处理模块分别与配电信息服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述用电信息集装箱智能处理模块分别与用电信息服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述发电节点数据采集模块用于采集发电节点的数据；

所述输电线路数据采集模块用于采集输电线路的数据；

所述变电系统数据采集模块用于采集变电系统的数据；

所述配电系统数据采集模块用于采集配电系统的数据；

所述用电节点数据采集模块用于采集用电节点的数据；

所述发电数据处理模块用于将采集的发电数据转化为发电信息并发送至发电信息集装箱智能处理模块；

所述输电数据处理模块用于将采集的输电数据转化为输电信息并发送至输电信息集装箱智能处理模块；

所述变电数据处理模块用于将采集的变电数据转化为变电信息并发送至变电信息集装箱智能处理模块；

所述配电数据处理模块用于将采集的配电数据转化为配电信息并发送至配电信息集装箱智能处理模块；

所述用电数据处理模块用于将采集的用电数据转化为用电信息并发送至用电信息集装箱智能处理模块；

所述发电信息集装箱智能处理模块用于将发电信息与发电信息服务器中存储的数据进行比对，从而得到第一比对信息并发送到智能电网信息通信平台；

所述输电信息集装箱智能处理模块用于将输电信息与输电信息服务器中存储的数据进行比对，从而得到第二比对信息并发送到智能电网信息通信平台；

所述变电信息集装箱智能处理模块用于将变电信息与变电信息服务器中存储的数据进行比对，从而得到第三比对信息并发送到智能电网信息通信平台；

所述配电信息集装箱智能处理模块用于将配电信息与配电信息服务器中存储的数据进行比对，从而得到第四比对信息并发送到智能电网信息通信平台；

所述用电信息集装箱智能处理模块用于将用电信息与用电信息服务器中存储的数据进行比对，从而得到第五比对信息并发送到智能电网信息通信平台；

所述智能电网信息通信平台用于将接收到的所有比对信息进行智能处理，并将处理结果发送至调度处理模块；

所述调度处理模块用于将处理结果与智能电网信息通信平台预置的智能数据库进行比对，形成智能发电调度列表，并根据智能发电调度列表生成调度信息，再将调度信息装载至电力信息集装箱，并通过通信平台传输至各模块节点。

一种基于智能电网的电力信息组装方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：发电节点数据采集模块、输电线路数据采集模块、变电系统数据采集模块、配电系统数据采集模块和用电节点数据采集模块分别采集各自的数据；

步骤2：发电数据处理模块、输电数据处理模块、变电数据处理模块、配电数据处理模块和用电数据处理模块将采集的数据转换为相应信息；

步骤3：发电信息集装箱智能处理模块、输电信息集装箱智能处理模块、变电信息集装箱智能处理模块、配电信息集装箱智能处理模块和用电信息集装箱智能处理模块分别将各自信息与发电信息服务器、输电信息服务器、变电信息服务器、配电信息服务器和用电信息服务器中存储的数据进行比对，得到相应的比对信息；

步骤4：智能电网信息通信平台将所有比对信息进行智能处理得到处理结果；

步骤5：调度处理模块将处理结果与智能电网信息通信平台预置的智能数据库进行比对，形成智能发电调度列表，并根据智能发电调度列表生成调度信息；

步骤6：将调度信息装载至电力信息集装箱，并通过通信平台传输至各模块节点。

本发明根据各环节传输的信息集装箱内容，将电能由发电节点调度至用电节点，使发电节点的电能高效地传输至发电节点，减少了传统电力系统的电能损失，提高了整个电网的电能利用率。

附图说明

图1是一种基于智能电网的电力信息组装系统的整体示意图；

图2为电力信息集装箱的帧结构；

图3为一种基于智能电网的电力信息组装方法的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

为了提高电网的可控性和电能利用率，实现电网智能化，提出了一种基于智能电网的电力信息组装系统。

在第一实施例中，结合附图1，一种基于智能电网的电力信息组装系统，包括发电节点数据采集模块，输电线路数据采集模块，变电系统数据采集模块，配电系统数据采集模块，用电节点数据采集模块，发电数据处理模块，输电数据处理模块，变电数据处理模块，配电数据处理模块，用电数据处理模块，智能电网信息通信平台，调度处理模块以及信息反馈模块。

智能电网主要由发电、输电、变电、配电、用电、调度以及通信平台等七大环节构成，对其中发电、输电、变电、配电和用电等五部分进行数据采集，为区分电力信息集装箱的来源，在图2中的类型码字部分对这五部分编号，加以区分。在同一地区，为区分同一环节的不同节点，在图2中的编号码字部分进行编号区分。

每一个节点都需要监测采集不同的数据，对节点的数据类型进行编码，在采集过程中，将数据类型码字装载到图2中的数据类型部分中。同一节点的同一数据类型可能会有多组数据，将每组数据编号装载到图2中的数据编号部分，同时，将采集的数据装载到图2中的数据部分中。

发电节点数据采集模块，用于采集发电节点的数据并装载到电力信息集装箱中。具体就是通过各种仪器仪表、传感器、探测器等采集发电信息。发电节点根据不同能源形式，可分为清洁可再生能源与不可再生能源。为提高可再生能源的利用，尽量在发电节点编号时，分配给可再生能源发电节点较高的优先级。发电节点的数据类型主要包含：发电节点的发电电压、功率，电能储存能力，常规发电机组的励磁系数，电力系统稳定器参数等。

输电线路数据采集模块，用于采集输电线路的数据并装载到电力信息集装箱中。由于输电线路距离长，所以采用无线设备进行数据采集。具体采用SCDMA专网无线技术，每隔一段输电线路设置一个数据采集点，通过不同类型的传感器实时监测输电线路的情况，主要采集的数据类型有：温度、风速、湿度等气象因素，电压，相位以及电网扰动等。

变电系统数据采集模块，用于采集变电系统的数据并装载到电力信息集装箱中。主要对变压器、断路器、隔离开关等一次设备的相关性能参数进行数据采集。

配电系统数据采集模块，用于采集配电系统的数据并装载到电力信息集装箱中。主要需要采集包括：配电调度、配电运行、配电自动化、配电设备、分布式电源、供电安全和电能质量等相关方面的数据。

用电节点数据采集模块，用于采集用电节点的数据并装载到电力信息集装箱中。智能电网引入智能用电小区，采集模块对节点小区内的电压、功率和用户负荷等重要数据，及时、完整、准确地为整个系统提供相关数据。

发电、输电、变电、配电和用电等五部分的数据处理模块，用于处理各自环节所采集到的数据。通过本地连接的服务器，将各自采集模块传输的电力信息集装箱内的数据与本地数据库数据进行比对参照，将原本复杂的数据生成较为简单的比对信息，并且将比对信息装载到电力信息集装箱中。

信息传输线路，由于每一环节的数据信息量较大，并且为了提高数据快速、安全、准确地传输，在本地服务器与智能电网信息通信平台之间采用有线传输方式，采用光纤通信技术传输电力信息集装箱。

智能电网信息通信平台，用于将各环节传输来的电力信息集装箱进行智能处理。这是一种基于智能电网的电力信息组装系统最为重要的一个部分，也是实现“数据—信息—智能”最为核心的环节。平台包含了五个比较重要的部分，分别处理来自发电、输电、变电、配电和用电的电力信息集装箱。平台将传输来的信息集装箱根据图2中的类型码字部分不同，将信息集装箱分配到平台的不同部分。每一部分将所收到的信息集装箱进行处理，根据信息集装箱各部分内容的不同，将信息集装箱内的数据与各部分在平台的数据库数据进行比对，并将比对结果与信息集装箱内的比对信息与平台的结果数据库比对，做出判断结果，并将判断结果装载到信息集装箱内。在判断完所有数据与信息以后，将所得判断结果与平台智能数据库内的结果进行比对，得到智能比对信息，装载到信息集装箱中。最后将智能比对信息与平台另一个数据库内的结果比对，得到智能判断信息，并将其装载到电力信息集装箱中。

调度模块，用于生产发电调度列表。将通过智能信息通信平台智能处理后的信息集装箱传输至调度中心，调度中心的服务器提取电力信息集装箱内的数据与信息，根据预设的调度模式以及各个节点优先级的不同生成发电调度列表。之后，再将发电调度列表内不同节点的信息装载到图2中的智能调度信息码字部分中，并将完整的电力信息集装箱通过智能电网信息通信平台传输到各个节点。

信息反馈模块，用于在电能从发电节点传输至用电节点后将传输使用情况的信息传回调度中心。调度中心根据反馈信息，可以实时地对预设模式以及各节点优先级进行调整。

为保证电力信息集装箱重要内容的安全可靠，如图2所示，在信息集装箱内增加了前后保护判断码字。一旦在传输中出现问题，立刻停止本次传输处理过程，通过循环模块立刻进入下一个周期。

为增强电力信息集装箱的扩展性，在电力信息集装箱内预留了一部分空白部分，未来如果出现新类型的数据，可以将其增加到预留部分。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种基于智能电网的电力信息组装系统，其特征在于所述系统包括数据采集模块、数据处理模块、信息集装箱智能处理模块、本地服务器、智能电网信息通信平台和调度模块；

所述数据采集模块、数据处理模块和信息集装箱智能处理模块顺序相连；所述信息集装箱智能处理模块分别与本地服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述智能电网信息通信平台和调度模块相连；

所述数据采集模块包括发电节点数据采集模块、输电线路数据采集模块、变电系统数据采集模块、配电系统数据采集模块和用电节点数据采集模块；为区分电力信息集装箱的来源，在电力信息集装箱帧结构中的类型码字部分对发电节点数据采集模块、输电线路数据采集模块、变电系统数据采集模块、配电系统数据采集模块和用电节点数据采集模块采集到的这五部分数据编号，加以区分；在同一地区，为区分同一环节的不同节点，在电力信息集装箱帧结构中的编号码字部分进行编号区分；每一个节点都需要监测采集不同的数据，对节点的数据类型进行编码，在采集过程中，将数据类型码字装载到电力信息集装箱帧结构中的数据类型部分中；同一节点的同一数据类型会有多组数据，将每组数据编号装载到电力信息集装箱帧结构中的数据编号部分，同时，将采集的数据装载到电力信息集装箱帧结构中的数据部分中；

所述数据处理模块包括发电数据处理模块、输电数据处理模块、变电数据处理模块、配电数据处理模块和用电数据处理模块；

所述信息集装箱智能处理模块包括发电信息集装箱智能处理模块、输电信息集装箱智能处理模块、变电信息集装箱智能处理模块、配电信息集装箱智能处理模块和用电信息集装箱智能处理模块；

所述本地服务器包括发电信息服务器、输电信息服务器、变电信息服务器、配电信息服务器和用电信息服务器；

所述发电节点数据采集模块与发电数据处理模块相连；

所述输电线路数据采集模块与输电数据处理模块相连；

所述变电系统数据采集模块与变电数据处理模块相连；

所述配电系统数据采集模块与配电数据处理模块相连；

所述用电节点数据采集模块与用电数据处理模块相连；

所述发电数据处理模块与发电信息集装箱智能处理模块相连；

所述输电数据处理模块与输电信息集装箱智能处理模块相连；

所述变电数据处理模块与变电信息集装箱智能处理模块相连；

所述配电数据处理模块与配电信息集装箱智能处理模块相连；

所述用电数据处理模块与用电信息集装箱智能处理模块相连；

所述发电信息集装箱智能处理模块分别与发电信息服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述输电信息集装箱智能处理模块分别与输电信息服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述变电信息集装箱智能处理模块分别与变电信息服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述配电信息集装箱智能处理模块分别与配电信息服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述用电信息集装箱智能处理模块分别与用电信息服务器和智能电网信息通信平台相连；

所述发电节点数据采集模块用于采集发电节点的数据；

所述输电线路数据采集模块用于采集输电线路的数据，采用无线设备进行数据采集，具体采用SCDMA专网无线技术，每隔一段输电线路设置一个数据采集点，通过不同类型的传感器实时监测输电线路的情况，采集的数据类型有：温度、风速、湿度、电压、相位以及电网扰动；

所述变电系统数据采集模块用于采集变电系统的数据；

所述配电系统数据采集模块用于采集配电系统的数据；

所述用电节点数据采集模块用于采集用电节点的数据；

所述发电数据处理模块用于将采集的发电数据转化为发电信息并发送至发电信息集装箱智能处理模块；

所述输电数据处理模块用于将采集的输电数据转化为输电信息并发送至输电信息集装箱智能处理模块；

所述变电数据处理模块用于将采集的变电数据转化为变电信息并发送至变电信息集装箱智能处理模块；

所述配电数据处理模块用于将采集的配电数据转化为配电信息并发送至配电信息集装箱智能处理模块；

所述用电数据处理模块用于将采集的用电数据转化为用电信息并发送至用电信息集装箱智能处理模块；

所述发电信息集装箱智能处理模块用于将发电信息与发电信息服务器中存储的数据进行比对，从而得到第一比对信息并发送到智能电网信息通信平台；

所述输电信息集装箱智能处理模块用于将输电信息与输电信息服务器中存储的数据进行比对，从而得到第二比对信息并发送到智能电网信息通信平台；

所述变电信息集装箱智能处理模块用于将变电信息与变电信息服务器中存储的数据进行比对，从而得到第三比对信息并发送到智能电网信息通信平台；

所述配电信息集装箱智能处理模块用于将配电信息与配电信息服务器中存储的数据进行比对，从而得到第四比对信息并发送到智能电网信息通信平台；

所述用电信息集装箱智能处理模块用于将用电信息与用电信息服务器中存储的数据进行比对，从而得到第五比对信息并发送到智能电网信息通信平台；

所述智能电网信息通信平台用于将接收到的所有比对信息进行智能处理，并将处理结果发送至调度处理模块；

所述调度处理模块用于将处理结果与智能电网信息通信平台预置的智能数据库进行比对，形成智能发电调度列表，并根据智能发电调度列表生成调度信息，再将调度信息按照电力信息集装箱的帧结构装载至电力信息集装箱，并通过通信平台传输至各模块节点；

所述电力信息集装箱是一个独立的实体，将对信息的获取行为、认知行为以及分析处理的一系列过程封装其中，满足具体电网控制过程所需的数据的整合性、一致性，可以在不需要外界指令的情况下独立地完成“数据→信息→智能”的转换过程，是智能电网可重构信息通信平台中最为关键的部分；

所述电力信息集装箱的帧结构是为保证电力信息集装箱重要内容的安全可靠，在信息集装箱内增加了前后保护判断码字，一旦在传输中出现问题，立刻停止本次传输处理过程，通过循环模块立刻进入下一个周期；为增强电力信息集装箱的扩展性，在电力信息集装箱内预留了一部分空白部分，未来如果出现新类型的数据，将其增加到预留部分。

2.一种基于智能电网的电力信息组装方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：发电节点数据采集模块、输电线路数据采集模块、变电系统数据采集模块、配电系统数据采集模块和用电节点数据采集模块分别采集各自的数据；为区分电力信息集装箱的来源，在电力信息集装箱帧结构中的类型码字部分对发电节点数据采集模块、输电线路数据采集模块、变电系统数据采集模块、配电系统数据采集模块和用电节点数据采集模块采集到的这五部分数据编号，加以区分；在同一地区，为区分同一环节的不同节点，在电力信息集装箱帧结构中的编号码字部分进行编号区分；每一个节点都需要监测采集不同的数据，对节点的数据类型进行编码，在采集过程中，将数据类型码字装载到电力信息集装箱帧结构中的数据类型部分中；同一节点的同一数据类型会有多组数据，将每组数据编号装载到电力信息集装箱帧结构中的数据编号部分，同时，将采集的数据装载到电力信息集装箱帧结构中的数据部分中；

所述输电线路数据采集模块用于采集输电线路的数据，采用无线设备进行数据采集，具体采用SCDMA专网无线技术，每隔一段输电线路设置一个数据采集点，通过不同类型的传感器实时监测输电线路的情况，采集的数据类型有：温度、风速、湿度、电压、相位以及电网扰动；

步骤2：发电数据处理模块、输电数据处理模块、变电数据处理模块、配电数据处理模块和用电数据处理模块将采集的数据转换为相应信息；

步骤3：发电信息集装箱智能处理模块、输电信息集装箱智能处理模块、变电信息集装箱智能处理模块、配电信息集装箱智能处理模块和用电信息集装箱智能处理模块分别将各自信息与发电信息服务器、输电信息服务器、变电信息服务器、配电信息服务器和用电信息服务器中存储的数据进行比对，得到相应的比对信息；

步骤4：智能电网信息通信平台将所有比对信息进行智能处理得到处理结果；

步骤5：调度处理模块将处理结果与智能电网信息通信平台预置的智能数据库进行比对，形成智能发电调度列表，并根据智能发电调度列表生成调度信息；

步骤6：将调度信息按照电力信息集装箱的帧结构装载至电力信息集装箱，并通过通信平台传输至各模块节点；

所述电力信息集装箱的帧结构是为保证电力信息集装箱重要内容的安全可靠，在信息集装箱内增加了前后保护判断码字，一旦在传输中出现问题，立刻停止本次传输处理过程，通过循环模块立刻进入下一个周期；为增强电力信息集装箱的扩展性，在电力信息集装箱内预留了一部分空白部分，未来如果出现新类型的数据，将其增加到预留部分。