CN110417803A - 一种具有物联网功能的保护测控系统 - Google Patents

一种具有物联网功能的保护测控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有物联网功能的保护测控系统，包括电网运行监控模块、数据加密单元、加密模型、数据传输单元、处理器、显示单元、数据库、本地解密单元、警报单元和智能设备；本发明通过电网运行监控模块获取运行参数，之后通过数据加密单元结合时间戳和加密模型，对运行参数进行加密处理得到加密数据组；之后通过数据传输单元将加密数据组传输到本地解密单元，通过本地解密将加密数据还原为运行参数，保证了数据的安全传输，并在运行参数异常时通过警报单元发出警报，同时还能将运行参数传输到用户的智能设备上；能够让用户及时了解对应数据。

Description

一种具有物联网功能的保护测控系统
技术领域
本发明属于保护测控领域，涉及电网保护，具体是一种具有物联网功能的保护测控系统。
背景技术
随着国民经济的发展发展及人民大众生活水平的日益提高，电力用户对电能的需求量越来越大，对供电质量要求越来越高。无人值班电站的迅速发展，建成了能够实现遥测、遥信、遥控、遥调及综合自动化功能的局域性电网。但是，国内外经验表明，电网在发生自然或人为故障时，如果故障不能得到及时有效的控制，电网将会失去稳定运行，甚至会瓦解，造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。继电保护装置(包括安全自动装置)是保障电力系统安全稳定运行的重要装置之一，它们在电力系统中得到了广泛的应用。电力物联网的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力，电力系统继电保护经过长期发展，已经全面进入微机继电保护发展时期，发展趋势向网络化,智能化,保护、控制、测量和数据通信一体化发展。
但是在电力保护过程中，数据传输的重要性也不言而喻，而且数据传输如何做到安全有效，是我们需要思考的问题；为了解决这一问题，现提供一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有物联网功能的保护测控系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种具有物联网功能的保护测控系统，电网运行监控模块、数据加密单元、加密模型、数据传输单元、处理器、显示单元、数据库、本地解密单元、警报单元和智能设备；
其中，电网运行监控模块用于对电网运行进行监控，获取到电网的运行参数，运行参数包括电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、总谐波畸变率；所述电网运行监控模块将运行参数打上时间戳传输到数据加密单元，时间戳具体表示为发送该运行参数的时间，具体到分，采用24小时计；所述数据加密单元用于结合加密模型对运行参数进行加密处理；具体加密处理的步骤如下：
步骤一：获取到运行参数；
步骤二：获取到运行参数内的特征名称和特征值，特征名称为指代数据对应的名称；特征值为对应名称的相应数值；
步骤三：获取到所有的特征名称，将不同的特征名称分别用特殊字符代替Mi，i＝1...n；生成特征名称表Mi；
步骤四：获取到对应特征名称的特征值，将该特征值标定为Zi，i＝1...n；Zi与Mi一一对应；对特征值进行加密处理，具体加密处理步骤如下：
S1：获取到时间戳，对时间戳进行量纲处理，具体处理步骤为：
SS1：获取到时间戳的具体数值，将其各个位置的数值表示为X0X1X2X3年X4X5月X6X7日X8X9时X10X11分；得到日期数据组Xi，i＝0-9、k和l；Xi为0-9之间的整数；
SS2：获取到日期数据组Xi的下标，该下标用于表示其位数，即具体处于哪个位置；
SS3：获取到Xi对应的位数信息，将其表示为Wj，j＝0...11；当j＝0时，W0即表示i＝0时的对应的第一位数值，该位置的数值为X0；
S2：令i＝1，获取到对应的特征值Z1；
S3：对Z1进行拆分匹配重组，具体过程为：
S31：将Z1拆分为由若干个0-9的数字组成的数字组；
S32：依次将每一个数字与日期数据组Xi进行比较，当比对到该数字与Xi对应的值一致时，获取对应Xi的位数信息Wj；
S33：将对应Wj填充在该数字位置处；
S34：若没有比对到该数字与Xi对应的值一致时，保留原数字不动；
S35：将数字组内的所有数字都与日期数据组Xi比对完成，并按照S32-S34规律进行替换，得到加密值J1；
S4：令i＝i+1，获取到对应的特征值Z2；
S5：按照步骤S3的规律完成对该特征值Z2的替换，得到对应的加密值J2；
S6：重复步骤S4-S5，对所有的Zi进行加密替换，得到加密值组Ji，i＝1...n；且Zi与Ji、Mi均为一一对应关系；
步骤五：得到加密替换后的加密值组Ji和特征名称表Mi，将加密值组Ji和特征名称表Mi融合形成加密数据组。
进一步地，所述数据加密单元用于将加密数据组和日期数据组Xi传输到数据传输单元，所述数据传输单元接收数据加密单元传输的加密数据组和日期数据组Xi并将二者均传输到处理器；
所述处理器接收数据传输单元传输的加密数据组和日期数据组Xi，并结合解密模型对加密数据组进行还原处理，所述解密模型存储在本地解密单元，且还原处理只能在单机状态下进行；所述解密模型内还存储由对照名称表，对照名称表具体为特征名称表Mi与特征名称之间的一一对应关系，该对照名称表只能通过本地上传更新，不能通过网络传输，此处可在第一次或者每次需要更改时通过优盘传输解密模型内；
其中，具体还原处理步骤如下：
S001：获取到加密数据组和日期数据组Xi
S002：获取到加密数据组内的加密值组Ji和特征名称表Mi；
S003：任选一加密数据组；
S004：获取到对照名称表，根据对照名称表Mi对应找到特征名称；
S005：之后获取到加密值组Ji；
S006：任选一加密值Ji；
S007：获取到该加密值内的Wj，j＝0...11，当j＝0-11时，获取到对应时间戳的Wj位的数值Xi，i＝0-11；将对应的数值Xi依次填入加密值，得到还原之后的特征值；
S008：任选下一加密数据组，重复步骤S400-S800，直到对所有的加密数据组进行还原处理；
S009：得到还原处理后的特征值组；
S010：将特征值组与特征名称一一对应，得到运行参数；
所述处理器用于在运行参数超出预设安全范围时产生警报信号；所述处理器用于将警报信号传输到警报单元，所述警报单元接收处理器传输的警报信号并发出警报。
进一步地，所述警报单元为蜂鸣器。
进一步地，所述处理器还用于将运行参数传输到显示单元，所述显示单元接收处理器传输的运行参数并进行实时显示；所述处理器还用于将运行参数和对应时间戳传输到数据库进行实时存储。
进一步地，所述处理器还用于将运行参数和时间戳传输到智能设备，所述智能设备为用户便携式移动终端。
进一步地，所述智能设备为手机或平板电脑。
本发明的有益效果：
本发明通过电网运行监控模块获取运行参数，之后通过数据加密单元结合时间戳和加密模型，对运行参数进行加密处理得到加密数据组；之后通过数据传输单元将加密数据组传输到本地解密单元，通过本地解密将加密数据还原为运行参数，保证了数据的安全传输，并在运行参数异常时通过警报单元发出警报，同时还能将运行参数传输到用户的智能设备上；能够让用户及时了解对应数据；本发明简单有效，且易于实用。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的系统框图。
具体实施方式
如图1所示，一种具有物联网功能的保护测控系统，包括电网运行监控模块、数据加密单元、加密模型、数据传输单元、处理器、显示单元、数据库、本地解密单元、警报单元和智能设备；
其中，电网运行监控模块用于对电网运行进行监控，获取到电网的运行参数，运行参数包括电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、总谐波畸变率和事件记录等，电网运行监控模块设置于受检测电网处；所述电网运行监控模块将运行参数打上时间戳传输到数据加密单元，时间戳具体表示为发送该运行参数的时间，具体到分，采用24小时计；所述数据加密单元用于结合加密模型对运行参数进行加密处理；具体加密处理的步骤如下：
步骤一：获取到运行参数；
步骤二：获取到运行参数内的特征名称和特征值，特征名称为指代数据对应的名称，比如电压；特征值为对应名称的相应数值，比如电压的具体大小为多少称之为特征值；
步骤三：获取到所有的特征名称，将不同的特征名称分别用特殊字符代替Mi，i＝1...n；生成特征名称表Mi；
步骤四：获取到对应特征名称的特征值，将该特征值标定为Zi，i＝1...n；Zi与Mi一一对应；对特征值进行加密处理，具体加密处理步骤如下：
S1：获取到时间戳，对时间戳进行量纲处理，具体处理步骤为：
SS1：获取到时间戳的具体数值，将其各个位置的数值表示为X0X1X2X3年X4X5月X6X7日X8X9时X10X11分；得到日期数据组Xi，i＝0-9、k和l；Xi为0-9之间的整数；
SS2：获取到日期数据组Xi的下标，该下标用于表示其位数，即具体处于哪个位置；
SS3：获取到Xi对应的位数信息，将其表示为Wj，j＝0...11；当j＝0时，W0即表示i＝0时的对应的第一位数值，该位置的数值为X0；
S2：令i＝1，获取到对应的特征值Z1；
S3：对Z1进行拆分匹配重组，具体过程为：
S31：将Z1拆分为由若干个0-9的数字组成的数字组；
S32：依次将每一个数字与日期数据组Xi进行比较，当比对到该数字与Xi对应的值一致时，获取对应Xi的位数信息Wj；
S33：将对应Wj填充在该数字位置处；
S34：若没有比对到该数字与Xi对应的值一致时，保留原数字不动；
S35：将数字组内的所有数字都与日期数据组Xi比对完成，并按照S32-S34规律进行替换，得到加密值J1；
S4：令i＝i+1，获取到对应的特征值Z2；
S5：按照步骤S3的规律完成对该特征值Z2的替换，得到对应的加密值J2；
S6：重复步骤S4-S5，对所有的Zi进行加密替换，得到加密值组Ji，i＝1...n；且Zi与Ji、Mi均为一一对应关系；
步骤五：得到加密替换后的加密值组Ji和特征名称表Mi，将加密值组Ji和特征名称表Mi融合形成加密数据组；
所述数据加密单元用于将加密数据组和日期数据组Xi传输到数据传输单元，数据传输单元与处理器之间通过互联网远程连接；所述数据传输单元接收数据加密单元传输的加密数据组和日期数据组Xi并将二者均传输到处理器；
所述处理器接收数据传输单元传输的加密数据组和日期数据组Xi，并结合解密模型对加密数据组进行还原处理，所述解密模型存储在本地解密单元，且还原处理只能在单机状态下进行；所述解密模型内还存储由对照名称表，对照名称表具体为特征名称表Mi与特征名称之间的一一对应关系，该对照名称表只能通过本地上传更新，不能通过网络传输，此处可在第一次或者每次需要更改时通过优盘传输解密模型内；
其中，具体还原处理步骤如下：
S001：获取到加密数据组和日期数据组Xi
S002：获取到加密数据组内的加密值组Ji和特征名称表Mi；
S003：任选一加密数据组；
S004：获取到对照名称表，根据对照名称表Mi对应找到特征名称；
S005：之后获取到加密值组Ji；
S006：任选一加密值Ji；
S007：获取到该加密值内的Wj，j＝0...11，当j＝0-11时，获取到对应时间戳的Wj位的数值Xi，i＝0-11；将对应的数值Xi依次填入加密值，得到还原之后的特征值；
S008：任选下一加密数据组，重复步骤S400-S800，直到对所有的加密数据组进行还原处理；
S009：得到还原处理后的特征值组；
S010：将特征值组与特征名称一一对应，得到运行参数；
所述处理器用于在运行参数超出预设安全范围时产生警报信号；所述处理器用于将警报信号传输到警报单元，所述警报单元接收处理器传输的警报信号并发出警报；所述警报单元可为蜂鸣器。
所述处理器还用于将运行参数传输到显示单元，所述显示单元接收处理器传输的运行参数并进行实时显示；所述处理器还用于将运行参数和对应时间戳传输到数据库进行实时存储。
所述处理器还用于将运行参数和时间戳传输到智能设备，所述智能设备为用户便携式移动终端，所述智能设备可为手机或平板电脑。
一种具有物联网功能的保护测控系统，在工作时，首先通过电网运行监控模块获取运行参数，之后通过数据加密单元结合时间戳和加密模型，对运行参数进行加密处理得到加密数据组；之后通过数据传输单元将加密数据组传输到本地解密单元，通过本地解密将加密数据还原为运行参数，保证了数据的安全传输，并在运行参数异常时通过警报单元发出警报，同时还能将运行参数传输到用户的智能设备上；能够让用户及时了解对应数据；本发明简单有效，且易于实用。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有物联网功能的保护测控系统，其特征在于，包括电网运行监控模块、数据加密单元、加密模型、数据传输单元、处理器、显示单元、数据库、本地解密单元、警报单元和智能设备；
其中，电网运行监控模块用于对电网运行进行监控，获取到电网的运行参数，运行参数包括包括电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、总谐波畸变率；所述电网运行监控模块将运行参数打上时间戳传输到数据加密单元，时间戳具体表示为发送该运行参数的时间，具体到分，采用24小时计；所述数据加密单元用于结合加密模型对运行参数进行加密处理；具体加密处理的步骤如下：
步骤一：获取到运行参数；
步骤二：获取到运行参数内的特征名称和特征值，特征名称为指代数据对应的名称；特征值为对应名称的相应数值；
步骤三：获取到所有的特征名称，将不同的特征名称分别用特殊字符代替Mi，i＝1...n；生成特征名称表Mi；
步骤四：获取到对应特征名称的特征值，将该特征值标定为Zi，i＝1...n；Zi与Mi一一对应；对特征值进行加密处理，具体加密处理步骤如下：
S1：获取到时间戳，对时间戳进行量纲处理，具体处理步骤为：
SS1：获取到时间戳的具体数值，将其各个位置的数值表示为X0X1X2X3年X4X5月X6X7日X8X9时X10X11分；得到日期数据组Xi，i＝0-9、k和l；Xi为0-9之间的整数；
SS2：获取到日期数据组Xi的下标，该下标用于表示其位数，即具体处于哪个位置；
SS3：获取到Xi对应的位数信息，将其表示为Wj，j＝0...11；当j＝0时，W0即表示i＝0时的对应的第一位数值，该位置的数值为X0；
S2：令i＝1，获取到对应的特征值Z1；
S3：对Z1进行拆分匹配重组，具体过程为：
S31：将Z1拆分为由若干个0-9的数字组成的数字组；
S32：依次将每一个数字与日期数据组Xi进行比较，当比对到该数字与Xi对应的值一致时，获取对应Xi的位数信息Wj；
S33：将对应Wj填充在该数字位置处；
S34：若没有比对到该数字与Xi对应的值一致时，保留原数字不动；
S35：将数字组内的所有数字都与日期数据组Xi比对完成，并按照S32-S34规律进行替换，得到加密值J1；
S4：令i＝i+1，获取到对应的特征值Z2；
S5：按照步骤S3的规律完成对该特征值Z2的替换，得到对应的加密值J2；
S6：重复步骤S4-S5，对所有的Zi进行加密替换，得到加密值组Ji，i＝1...n；且Zi与Ji、Mi均为一一对应关系；
步骤五：得到加密替换后的加密值组Ji和特征名称表Mi，将加密值组Ji和特征名称表Mi融合形成加密数据组。
2.根据权利要求1所述的一种具有物联网功能的保护测控系统，其特征在于，所述数据加密单元用于将加密数据组和日期数据组Xi传输到数据传输单元，所述数据传输单元接收数据加密单元传输的加密数据组和日期数据组Xi并将二者均传输到处理器；
所述处理器接收数据传输单元传输的加密数据组和日期数据组Xi，并结合解密模型对加密数据组进行还原处理，所述解密模型存储在本地解密单元，且还原处理只能在单机状态下进行；所述解密模型内还存储由对照名称表，对照名称表具体为特征名称表Mi与特征名称之间的一一对应关系，该对照名称表只能通过本地上传更新，不能通过网络传输，此处可在第一次或者每次需要更改时通过优盘传输解密模型内；
其中，具体还原处理步骤如下：
S001：获取到加密数据组和日期数据组Xi
S002：获取到加密数据组内的加密值组Ji和特征名称表Mi；
S003：任选一加密数据组；
S004：获取到对照名称表，根据对照名称表Mi对应找到特征名称；
S005：之后获取到加密值组Ji；
S006：任选一加密值Ji；
S007：获取到该加密值内的Wj，j＝0...11，当j＝0-11时，获取到对应时间戳的Wj位的数值Xi，i＝0-11；将对应的数值Xi依次填入加密值，得到还原之后的特征值；
S008：任选下一加密数据组，重复步骤S400-S800，直到对所有的加密数据组进行还原处理；
S009：得到还原处理后的特征值组；
S010：将特征值组与特征名称一一对应，得到运行参数；
所述处理器用于在运行参数超出预设安全范围时产生警报信号；所述处理器用于将警报信号传输到警报单元，所述警报单元接收处理器传输的警报信号并发出警报。
3.根据权利要求1所述的一种具有物联网功能的保护测控系统，其特征在于，所述警报单元为蜂鸣器。
4.根据权利要求1所述的一种具有物联网功能的保护测控系统，其特征在于，所述处理器还用于将运行参数传输到显示单元，所述显示单元接收处理器传输的运行参数并进行实时显示；所述处理器还用于将运行参数和对应时间戳传输到数据库进行实时存储。
5.根据权利要求1所述的一种具有物联网功能的保护测控系统，其特征在于，所述处理器还用于将运行参数和时间戳传输到智能设备，所述智能设备为用户便携式移动终端。
6.根据权利要求1所述的一种具有物联网功能的保护测控系统，其特征在于，所述智能设备为手机或平板电脑。
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