CN109494876A - 一种配电网信息系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电网信息系统,包括硬件设施层、物理层、平台层、应用层和客户端,硬件设施层,用于采集信息并根据采集的信息控制二次开关;物理层,用于提供数据存储,并且记录设备的操作日志以及响应于操作日志的查询请求以及负荷预测的查询请求并返回查询结果;平台层,用于设定物理层的访问权限并对物理层存储的数据进行备份;应用层,用于根据物理层存储的历史用电负荷信息预测负荷变化情况并将预测结果传输给物理层进行存储;客户端,用于向物理层提交负荷预测查询请求。本发明提供的系统便于调度人员以最优策略对配电网进行远程调度,极大的提高了电力系统生产效率,同时,允许用户随时随地购电,提高了用户体验。

Description

一种配电网信息系统
技术领域
本发明涉及一种配电网信息系统,属于配电网领域。
背景技术
如今,分布式新能源机组正逐渐大规模地接入配电网侧,其地理分布的分散性以及发电间歇性特性改变了传统配电网中功率单向流动的特点;加之新能源种类多、性能不一致,使得整个配电网的拓扑结构和动态特性变得十分复杂。为了妥善解决这一问题,须对配电网信息物理系统的控制架构进行研究,建立电力信息层和物理层的耦合联系,从而为配电网侧电能的统筹管理提供条件。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种配电网信息物理系统提高了生产效率。
为实现上述技术目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提出了一种配电网信息系统,包括,硬件设施层、物理层,平台层,应用层,客户端,其中:
所述硬件设施层,用于采集设备的信息并将采集的信息通过数据总线传输至物理层并接收物理层下发的命令;还用于根据采集的信息控制二次开关,所述信息包括用电负荷信息、设备的温度、油中溶解气体含量以及开关闭合状态信息,所述设备包括二次开关和智能变压器;
所述物理层,用于接收硬件设施层、平台层传输的数据并提供数据存储,并且记录设备的操作日志以及响应于操作日志的查询请求以及负荷预测的查询请求并返回查询结果;
所述平台层,用于设定物理层的访问权限并对物理层存储的数据进行备份;
所述应用层,用于根据物理层存储的历史用电负荷信息预测负荷变化情况并将预测结果传输给物理层进行存储;
所述客户端,用于访问物理层并向物理层提交负荷预测查询请求,并接收物理层返回的负荷预测结果,所述负荷预测请求包括预先选择的购电量或者预购电量。
进一步地,所述硬件设施层包括二次开关模块、电力设备信息采集模块、智能变压器模块和控制模块,其中:
所述二次开关,用于设置在控制回路中并实现二次回路的开关;
所述电力设备信息采集模块包括嵌入式系统、传感器模块和控制器模块,所述传感器模块用于设备的信息并通过I2C协议传回嵌入式系统,嵌入式系统通过串口将命令传给控制器模块;所述设备包括二次开关和智能变压器;所述信息包括用电负荷信息、设备的温度、油中溶解气体含量以及开关闭合状态信息,
所述控制器模块用于控制二次关的通断;
所述智能变压器模块,用于执行嵌入系统传输的命令操作;
嵌入式系统下发的命令包括系统传输的开关闭合命令以及变压比例命令。
进一步优选地,所述物理层包括服务器和存储模块,
所述服务器,用于对硬件设施层采集信息进行数据处理,所述数据处理包括数据的整理、清洗和过滤,并将处理结果传到存储模块中存储数据,并根据应用层下发输出的命令数据包,对设备的操作日志进行记录和查询,生成日志报表;
所述存储模块用于实现数据存储,并且存储模块作为存储介质,其上存储有数据库,所述数据库将数据分类整理成表,根据使用的频率,通过哈希算法分别放入存储模块的相对应的位置。
进一步地,所述应用层还包括负荷预测模块,所述负荷预测模块用于通过从物理层获得存储的历史的负荷数据,并运用LSTM训练,形成的循环神经网络,根据最近的负荷数据确定负荷预测结果。
进一步地,所述应用层还包括潮流计算模块,所述潮流计算模块从物理层读取预先存储的电力系统网络拓扑数据、元件参数和发电负荷参量,通过降阶或因子表固定化方法计算有功功率,并根据计算结果调节调峰、调相、调压的要求。采用降阶或因子表固定化方法计算有功功率为现有技术,这里不做赘述。
进一步地,在以上技术方案中,所述应用层还包括自动发电控制模块,所述自动发电控制模块控制调频机组出力以满足变化中得负荷需求,并且使得电网运行效率最高,经济最优。
优选地,所述存储模块包括闪存、固态硬盘和机械硬盘。
优选地,所述平台层分别设定服务器和数据库的访问权限。
优选地,所述平台层还用于物理层的故障排查和数据恢复。
优选地,所述客户端包括WEB页面和手机app客户端。
本发明所取得的有益效果:本发明提供的配电网信息系统分层设立了硬件设施层、物理层、平台层、应用层和客户端,该架构可以统一存储功能及查询功能,同时也独立提供了负荷预测即设备操作日志查询以及二次设备控制功能,将硬件设施层资源、物理层资源、应用层资源以及平台层资源统筹并响应于客户端的请求返回结果;本发明综合考虑了从硬件设施层到客户端应用层的所有设备,为配电网信息物理系统的具体实施提供了一种可靠的方案,并且大大提高了配电网侧电能的统筹管理的效率。
附图说明
图1为本发明具体实施例的配电网信息物理系统框架示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提出了一种配电网信息系统,包括,硬件设施层,物理层,平台层,应用层和客户端。
所述硬件设施层包括二次开关模块、智能变压器模块、电力设备信息采集模块和控制模块。
所述物理层包括服务器模块,存储模块设备。
所述平台层包括权限管理模块、维护服务模块和基础平台应用模块。
所述应用层包括,负荷预测模块、潮流计算模块和自动发电控制模块。
所述客户端包括WEB页面和手机app客户端。
所述硬件设施层电力设备信息采集控制装置由嵌入式系统、传感器和控制器组成,传感器采集信息后通过I2C协议传回嵌入式系统,嵌入式系统通过串口将命令传给控制器,控制器控制二次开关,智能变压器等设备执行命令操作。嵌入式系统下发的命令包括系统传输的开关闭合命令以及变压比例命令。
所述物理层服务器将硬件设施层采集信息进行处理,放到存储器中存储成为历史数据,并下发命令数据包,对设备的操作日志进行记录和查询,生成日志报表。
所述物理层数据存储器由快速的闪存、固态硬盘、和机械硬盘以及其上的数据库组成,数据库将数据分类整理成表,根据使用的频率,通过哈希算法分别放入闪存,固态硬盘,和机械硬盘相对应的位置。优选地,闪存用于存储哪些正在使用的数据,固态硬盘存储哪些优先级次要的数据,机械硬盘用来存储历史数据。
所述平台层的权限管理模块可以设定服务器和/或数据库的访问权限,只有所对应管理权限才能进入服务器中所对应的区域进行命令操作,获取权限范围内的数据。
所述维护管理模块主要指数据库和服务器运行维护,当数据库或者服务器出现故障时可以通过运维平台将数据和服务备份;
平台层还可以进行故障排查和数据恢复。
所述应用层的负荷预测模块通过从存储器中获得的历史的负荷数据,并运用LSTM(长短时记忆循环神经网络)训练,形成的循环神经网络,根据最近的负荷数据,预测未来负荷变化;
所述应用层负荷预测模块从区域上可以对某个小区用户用电功率的负荷预测,某条线路的负荷预测,以及整个大区负荷预测;从时域上可以做出超短期负荷预测,短期负荷预测,以及长期负荷预测。
所述应用层的潮流计算模块从服务器读取电力系统网络拓扑,元件参数和发电,负荷参量等数据,通过降阶,因子表固定化等方法,计算有功功率,调节调峰、调相、调压得要求。
所述自动发电控制模块可以控制调频机组出力,满足变化中得负荷需求,并且使得电网运行效率最高,经济最优。
所述客户端优选地通过http协议访问服务器,服务器将电价信息、负荷预测结果以及相关信息返回到页面上,用户通过信息选择购电量或者预购电量,并发送到服务器,服务器将这些数据作为输入的一部分,用来进行后期的负荷预测。
首先,硬件设施层将通过传感器(即传感器模块)采集到的数据上传到服务器,而下发的指令也通过数据总线传递到硬件设施层,控制二次开关和智能变压器(即智能变压器模块)进行自动调节。
而服务器层接受硬件设施层的数据,进行预处理,以及分类存储到数据库中,供上层应用层的调用,以及接受应用层下达的指令数据包,并下发至硬件设施层。
基础应用层主要负责权限管理和运行维护,权限管理(即权限管理模块)给予不同的用户不同级别的数据访问权限,保护数据的安全。
运行维护(即运行维护模块)保障运行过程中的所有操作和数据传输都有一个日志记录,当出现错误时,可以对数据进行恢复,服务器出现故障时,也可以通过日志文件进行故障现场还原,确定故障原因,排除故障,恢复运行。
应用层主要访问数据库,获取所对应的数据文件,进行负荷预测,自动化控制,以及潮流计算,将计算结果发布,并将控制策略命令下发至服务器,通过服务器转发至硬件设施层,执行相对应命令的操作。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种配电网信息系统,其特征在于,包括,硬件设施层、物理层、平台层、应用层和客户端,其中:
所述硬件设施层,用于采集设备的信息并将采集的信息通过数据总线传输至物理层并接收物理层下发的命令;还用于根据采集的信息控制二次开关,所述信息包括用电负荷信息、设备的温度、油中溶解气体含量以及开关闭合状态信息,所述设备包括二次开关和智能变压器;
所述物理层,用于接收硬件设施层、平台层传输的数据并提供数据存储,并且记录设备的操作日志以及响应于操作日志的查询请求以及负荷预测的查询请求并返回查询结果;
所述平台层,用于设定物理层的访问权限并对物理层存储的数据进行备份;
所述应用层,用于根据物理层存储的历史用电负荷信息预测负荷变化情况并将预测结果传输给物理层进行存储;
所述客户端,用于访问物理层并向物理层提交负荷预测查询请求,并接收物理层返回的负荷预测结果,所述负荷预测请求包括预先选择的购电量或者预购电量。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述硬件设施层包括二次开关模块、电力设备信息采集模块、智能变压器模块和控制模块,其中:
所述二次开关,用于设置在控制回路中并实现二次回路的开关;
所述电力设备信息采集模块包括嵌入式系统、传感器模块和控制器模块,所述传感器模块用于设备的信息并通过I2C协议传回嵌入式系统,;嵌入式系统通过串口将命令传给控制器模块;所述设备包括二次开关和智能变压器;所述信息包括用电负荷信息、设备的温度、油中溶解气体含量以及开关闭合状态信息,
所述控制器模块用于控制二次关的通断;
所述智能变压器模块,用于执行嵌入系统传输的命令操作;
嵌入式系统下发的命令包括系统传输的开关闭合命令以及变压比例命令。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述物理层包括服务器和存储模块,
所述服务器,用于对硬件设施层采集信息进行数据处理,所述数据处理包括数据的整理、清洗和过滤,并将处理结果传到存储模块中存储数据,并根据应用层下发输出的命令数据包,对设备的操作日志进行记录和查询,生成日志报表;
所述存储模块用于实现数据存储,并且存储模块作为存储介质,其上存储有数据库,所述数据库将数据分类整理成表,根据使用的频率,通过哈希算法分别放入存储模块的相对应的位置。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述应用层还包括负荷预测模块,所述负荷预测模块用于通过从物理层获得存储的历史的负荷数据,并运用LSTM训练,形成的循环神经网络,根据最近的负荷数据确定负荷预测结果。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,
所述应用层还包括潮流计算模块,所述潮流计算模块从物理层读取预先存储的电力系统网络拓扑数据、元件参数和发电负荷参量,通过降阶或因子表固定化方法计算有功功率,并根据计算结果调节调峰、调相、调压的要求。
6.根据权利要求1权利要求所述的系统,其特征在于,所述应用层还包括自动发电控制模块,所述自动发电控制模块控制调频机组出力以满足变化中得负荷需求。
7.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述存储模块包括闪存、固态硬盘和机械硬盘;闪存用于存储哪些正在使用的数据,固态硬盘存储哪些优先级次要的数据,机械硬盘用来存储历史数据。
8.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述平台层包括权限管理模块,所述权限管理模块用于设定服务器和/或数据库的访问权限。
9.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述平台层还用于物理层的故障排查和数据恢复。
10.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述客户端包括WEB页面和手机app客户端。
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