CN111697691B

CN111697691B - 一种基于云计算的配电网规划监控系统

Info

Publication number: CN111697691B
Application number: CN202010441919.XA
Authority: CN
Inventors: 郭磊; 张伟; 周芳熠; 曹洋
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Shijiazhuang Power Supply Co of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Shijiazhuang Power Supply Co of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2023-06-27
Anticipated expiration: 2040-05-22
Also published as: CN111697691A

Abstract

本发明公开了一种基于云计算的配电网规划监控系统，涉及配电网监控领域，解决了现有技术中配电网规划系统仿真程度低的问题，其技术要点是：包括采集模块，所述采集模块用于采集电网数据、监测电网状态并采集位置信息；通信模块；云计算中心，所述云计算中心包括中央处理器和数据库，所述数据库包括地形数据库、配电设备数据库和气候数据库，地形数据库内存储有地形数据；地形数据库内存储有现有配电设备的型号、参数和数模数据；气候数据库内存储有各地的气候信息；本发明更加贴近真实地形，仿真度更高，更加贴近真实的配电网，节约了配电网规划时间和规划成本。

Description

一种基于云计算的配电网规划监控系统

技术领域

本发明涉及配电网监控领域，尤其涉及一种基于云计算的配电网规划监控系统。

背景技术

随着配电网建设的大面积快速发展，电网数据正朝向类型复杂化、消息多元化的方向逐步发展。复杂多元的配电网对电力的安全运行提出了更高的安全要求，为了确保配电网的安全运行，需要对配电网进行合理的规划和监控，以预先发现安全隐患、及时处理安全问题。

中国专利公开号“CN108089080B”公开了一种配电网规划监控系统，包括采集模块、通信模块和主控模块，主控模块包括中央处理器、硬点表修改子模块、电网构造模型构建子模块及参数化DMU电网模型构建子模块。该系统通过主控模块根据所采集的电网数据，进行硬点表修改，然后基于修改后的硬点表建立硬点电网构造模型，接着进行硬点电网构造模型参数化，得出电网动态参数化模型，实现了电网模型的自动构建，电网的实时监测；且可以减少各监测端电网模型构建所需时间，从而提高电力网络调控的有效性、安全性运行的平稳性和效率。该系统仅仅根据用电数据作为基础数据对用电网络规划，但是，在实际处配电网规划的过程中不仅仅需要用电数据，还需要地形、气候等数据，而这些数据影响配电网的成本和寿命，使得该系统的规划的配电网仿真程度较低，因此，我们提出了一种基于云计算的配电网规划监控系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种基于云计算的配电网规划监控系统，包括采集模块，所述采集模块用于采集电网数据、监测电网状态并采集位置信息；通信模块,所述通信模块用于与采集模块和云计算中心建立通信连接；云计算中心，所述云计算中心用于根据通信模块发送的数据建立电网模型和检测电网数据；所述云计算中心包括中央处理器和数据库, 所述数据库包括地形数据库、配电设备数据库和气候数据库，地形数据库内存储有地形数据；地形数据库内存储有现有配电设备的型号、参数和数模数据；气候数据库内存储有各地的气候信息，以解决现有技术中配电网规划系统仿真程度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于云计算的配电网规划监控系统，包括采集模块，所述采集模块用于采集电网数据、监测电网状态并采集位置信息；通信模块，所述通信模块用于与采集模块和云计算中心建立通信连接；云计算中心，所述云计算中心用于根据通信模块发送的数据建立电网模型和检测电网数据；所述云计算中心包括中央处理器和数据库，所述数据库包括地形数据库、配电设备数据库和气候数据库，地形数据库内存储有地形数据；地形数据库内存储有现有配电设备的型号、参数和数模数据；气候数据库内存储有各地的气候信息。

作为本发明进一步的方案，所述采集模块包括电网数据监测组件、定位组件和电子标签，所述电网数据监测组件用于采集电网数据并监测电网状态；所述电子标签用于生成电网数据监测组件的身份信息，并以此身份信息作为电网数据和位置信息的数据包识别信息。

作为本发明进一步的方案，所述配电设备数据库包括按照配电设备数据按照适应地形和适应气候分类的子数据库A和子数据库B。

作为本发明进一步的方案，所述子数据库A根据配电设备类型又将配电设备分为子条目A1、子条目A2直至子条目An，所述子数据库B根据配电设备类型又将配电设备分为子条目B1、子条目B2直至子条目Bn。

作为本发明进一步的方案，所述中央处理器内设有用于建立电网模型的建模子模块、用于评估电网状态和电网模型的电网评估子模块。

作为本发明进一步的方案，建模子模块包括坐标值构建子模块、第一连线子模块、设备选择子模块和第二连线子模块，所述坐标值构建子模块根据采集模块发送的位置信息并根据数据库内存储的地形数据建立对应采集模块所在的位置的坐标点，并根据现有配电网络中配电设备所处位置增加坐标点，并备注坐标点所对应的采集模块采集的电网数据、配电设备的参数和地名，所述第一连线子模块连线坐标值构建子模块所建立的坐标点，记为配电网A；所述设备选择子模块根据坐标点内备注的电网数据和配电设备的参数判断是否需要增加新的配电设备及是否需要增加新的坐标点以承载配电设备；所述第二连线子模块连线新的坐标点，记为配电网B，配电网A和配电网B即为规划后的配电网。

作为本发明进一步的方案，设备选择子模块设置新的坐标点时，新的坐标点设置在地形数据库内地形数据记载的可施工区域内。

作为本发明进一步的方案，中央处理器内还设有预测子模块，预测子模块根据采集模块发送的数据生成时态曲线和空间效应曲线，并根据时态曲线和空间效应曲线预测预设时间内电网数据。

作为本发明进一步的方案，云计算中心还包括显示子模块和人机交互子模块，显示子模块用于显示电网模型，人机交互子模块用于接收用于指令。

作为本发明进一步的方案，中央处理器内还设有数据更新子模块，数据更新子模块与数据库设置双向连接，用户通过人机交互子模块控制数据更新子模块更新数据库内的数据。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明所提供的基于云计算的配电网规划监控系统通过采集模块采集电网数据并通过通信模块传递到云计算中心，云计算中心内设置的中央处理器根据地形数据库存储的地形数据和气候数据库内存储的气候数据并从配电设备数据库选择适合的配电网设备的数模自动规划配电网模型，相对于现有技术，本发明更加贴近真实地形，仿真度更高，更加贴近真实的配电网，节约了配电网规划时间和规划成本。

附图说明

图1为基于云计算的配电网规划监控系统的结构示意图。

图2为基于云计算的配电网规划监控系统中数据库的结构示意图。

图3为基于云计算的配电网规划监控系统中建模子模块的结构示意图。

附图标记：100-采集模块，110-电网数据监测组件，120-定位组件，130-电子标签，200-通信模块，300-云计算中心，310-中央处理器，320-数据库，321-地形数据库，322-配电设备数据库，323-气候数据库，330-显示子模块，340-人机交互子模块，350-数据更新子模块，360-建模子模块，361-坐标值构建子模块，362-第一连线子模块，363-设备选择子模块，364-第二连线子模块，370-电网评估子模块，380-预测子模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由图1～图2所示，一种基于云计算的配电网规划监控系统，包括采集模块100，所述采集模块100包括电网数据监测组件110、定位组件120和电子标签130，所述电网数据监测组件110用于采集电网数据并监测电网状态，所述电网数据监测组件110包括但不限于电流采集模块、电压采集模块、负载采集模块、频率采集模块、电场强度采集模块和磁场强度采集模块，所述电网数据监测组件110采集的数据包括但不限于电压、电流、频率、负载、电场强度和磁场强度；所述定位组件120用于采集对应电网数据监测组件110所处的位置信息，定位组件120包括但不限于GPS定位组件、北斗定位组件和GLONASS定位组件；所述电子标签130用于生成电网数据监测组件110的身份信息，并以此身份信息作为电网数据和位置信息的数据包识别信息；

具体的，所述负载采集模块用于采集对应位置电网的瞬时负载和平均负载并按照时间顺序记录；

通信模块200，用于与采集模块100和云计算中心300建立通信连接，所述通信模块200包括但不限于GPRS通信设备、无线网络通信设备和有线网络通信设备，所述通信模块200将采集模块100采集到的数据以数据包的形式发送到云计算中心300；

云计算中心300，用于根据通信模块200发送的数据建立电网模型和检测电网数据，所述云计算中心300包括中央处理器310和数据库320，中央处理器310为多组冗余配置的计算机，用于处理采集模块100采集的数据和根据数据库320内的数据进行电网建模；所述中央处理器310内设有用于建立电网模型的建模子模块360、用于评估电网状态和电网模型的电网评估子模块370；

所述数据库320包括地形数据库321、配电设备数据库322和气候数据库323，地形数据库321内存储有地形数据，地形数据库321作为建模子模块360建模时选择配电设备的依据，所述地形数据包括但不限于河流区域、山峰位置、任意位置的海拔数据和经纬坐标，且地形数据库按照是否能够施工划分为可施工区域和不可施工区域；地形数据库321内存储有现有配电设备的型号、参数和数模数据，用于建模子模块360建模时选择合适的配电设备和配电设备数模；气候数据库323内存储有各地的气候信息，所述气候信息包括但不限于温度信息、湿度信息和平均降雨量及降雨时间信息；

进一步的，在一些实施例中，所述配电设备数据库322包括按照配电设备数据按照适应地形和适应气候分类的子数据库A和子数据库B，子数据库A和子数据库B便于建模子模块360建模时快速的查找配电设备，具体的，建模子模块360建模时，需要在某一位置增加配电设备，建模子模块360只需要查找适合于该位置的配电设备，无需一次查找配电设备，大大提高了配电设备查找的效率和减轻了中央处理器310的计算负担；

更近一步的，在一些实施例中，所述子数据库A根据配电设备类型又将配电设备分为子条目A1、子条目A2直至子条目An，所述子数据库B根据配电设备类型又将配电设备分为子条目B1、子条目B2直至子条目Bn；具体的。子数据库A按照升压设备、降压设备、铁塔等配电设备类型分为升压设备条目、降压设备条目、铁塔条目等；

如图3所示，建模子模块360包括坐标值构建子模块361、第一连线子模块362、设备选择子模块363和第二连线子模块364，所述坐标值构建子模块361根据采集模块100发送的位置信息并根据数据库320内存储的海拔数据建立对应采集模块100所在的位置的坐标点，具体的，坐标值构建子模块361根据电子标签130记载的身份信息和定位组件120采集的定位信息通过和地形数据库321中记载的地形数据对比得出坐标点的坐标值，并根据现有配电网络中配电设备所处位置增加坐标点，所述坐标点所在的坐标系为地球地理坐标系，即以经纬度和海拔信息分别作为坐标系中的X值、Y值和Z值，并备注该坐标点所对应的采集模块100采集的电网数据、配电设备的参数和地名，所述第一连线子模块362连线坐标值构建子模块361所建立的坐标点，记为配电网A；所述设备选择子模块363根据坐标点内备注的电网数据和配电设备的参数判断是否需要增加新的配电设备及是否需要增加新的坐标点以承载配电设备，具体的，当配电网A中的某一坐标点的负载大于该位置配电设备的额定负载时，需要增加新的配电设备以满足该位置的负载需求，当某一坐标点的配电设备达到铁塔的承载量时，需要增加新城铁塔，即增加新的坐标点，以满足该位置的承载量；所述第二连线子模块364连线新的坐标点，记为配电网B，配电网A和配电网B即为规划后的配电网；

在一些示例中，所述建模子模块360的建模操作在CITIA中完成；

需要注意的是，设备选择子模块363设置新的坐标点时，新的坐标点设置在地形数据库321内地形数据记载的可施工区域且新坐标点设置在需要增加坐标点的原坐标点所在位置的附近；

所述建模子模块360建立的配电网模型送至电网评估子模块370进行评估，并根据电网评估子模块370的评估结果优化优化配电网数据，具体的，优化配电网数据采用设备选择子模块363和第二连线子模块364优化，且优化后的数据按照时间优化时间命名数模名称；

优选的，在一些可行的实施例中，中央处理器310内还设有预测子模块380，预测子模块380根据采集模块100发送的数据生成时态曲线和空间效应曲线，并根据时态曲线和空间效应曲线预测预设时间内电网数据，具体的为，预测子模块380根据时态曲线和空间效应曲线的增长趋势预测某一时间后的电网数据；

其中，时态曲线显示了各监测点的原始数据或电力网络参数数据随时间的变化情况，空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随电力网络空间信息的变化规律；

优选的，在一些可行的实施例中，云计算中心300还包括显示子模块330和人机交互子模块340，显示子模块330用于显示电网模型，人机交互子模块340用于接收用于指令，例如，控制指令；

优选的，在一些可行的实施例中，中央处理器310内还设有数据更新子模块350，数据更新子模块350与数据库320设置双向连接，用户通过人机交互子模块340控制数据更新子模块350更新数据库320内的数据，使得数据库320内的数据为最新数据。

综上所述，本发明的工作原理是：

本发明实施例所提供的基于云计算的配电网规划监控系统通过采集模块100采集电网数据并通过通信模块传递到云计算中心300，云计算中心300内设置的中央处理器310根据地形数据库321存储的地形数据和气候数据库323内存储的气候数据并从配电设备数据库322选择适合的配电网设备的数模自动规划配电网模型，相对于现有技术，本发明更加贴近真实地形，仿真度更高。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种基于云计算的配电网规划监控系统，包括采集模块（100），所述采集模块（100）用于采集电网数据、监测电网状态并采集位置信息；通信模块（200），所述通信模块（200）用于与采集模块（100）和云计算中心（300）建立通信连接；云计算中心（300），所述云计算中心（300）用于根据通信模块（200）发送的数据建立电网模型和检测电网数据；其特征在于，

所述云计算中心（300）包括中央处理器（310）和数据库（320），所述数据库（320）包括地形数据库（321）、配电设备数据库（322）和气候数据库（323），地形数据库（321）内存储有地形数据；地形数据库（321）内存储有现有配电设备的型号、参数和数模数据；气候数据库（323）内存储有各地的气候信息；

建模子模块（360）包括坐标值构建子模块（361）、第一连线子模块（362）、设备选择子模块（363）和第二连线子模块（364），所述坐标值构建子模块（361）根据采集模块（100）发送的位置信息并根据数据库（320）内存储的地形数据建立对应采集模块（100）所在的位置的坐标点，并根据现有配电网络中配电设备所处位置增加坐标点，并备注坐标点所对应的采集模块（100）采集的电网数据、配电设备的参数和地名，所述第一连线子模块（362）连线坐标值构建子模块（361）所建立的坐标点，记为配电网A；所述设备选择子模块（363）根据坐标点内备注的电网数据和配电设备的参数判断是否需要增加新的配电设备及是否需要增加新的坐标点以承载配电设备；所述第二连线子模块（364）连线新的坐标点，记为配电网B，配电网A和配电网B即为规划后的配电网；设备选择子模块（363）设置新的坐标点时，新的坐标点设置在地形数据库（321）内地形数据记载的可施工区域内。

2.根据权利要求1所述的基于云计算的配电网规划监控系统，其特征在于，所述采集模块（100）包括电网数据监测组件（110）、定位组件（120）和电子标签（130），所述电网数据监测组件（110）用于采集电网数据并监测电网状态；所述电子标签（130）用于生成电网数据监测组件（110）的身份信息，并以此身份信息作为电网数据和位置信息的数据包识别信息。

3.根据权利要求1所述的基于云计算的配电网规划监控系统，其特征在于，所述配电设备数据库（322）包括按照配电设备数据按照适应地形和适应气候分类的子数据库A和子数据库B。

4.根据权利要求3所述的基于云计算的配电网规划监控系统，其特征在于，所述子数据库A根据配电设备类型又将配电设备分为子条目A1、子条目A2直至子条目An，所述子数据库B根据配电设备类型又将配电设备分为子条目B1、子条目B2直至子条目Bn。

5.根据权利要求1所述的基于云计算的配电网规划监控系统，其特征在于，所述中央处理器（310）内设有用于建立电网模型的建模子模块（360）、用于评估电网状态和电网模型的电网评估子模块（370）。

6.根据权利要求1所述的基于云计算的配电网规划监控系统，其特征在于，中央处理器（310）内还设有预测子模块（380），预测子模块（380）根据采集模块（100）发送的数据生成时态曲线和空间效应曲线，并根据时态曲线和空间效应曲线预测预设时间内电网数据。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于云计算的配电网规划监控系统，其特征在于，云计算中心（300）还包括显示子模块（330）和人机交互子模块（340），显示子模块（330）用于显示电网模型，人机交互子模块（340）用于接收用于指令。

8.根据权利要求7所述的基于云计算的配电网规划监控系统，其特征在于，中央处理器（310）内还设有数据更新子模块（350），数据更新子模块（350）与数据库（320）设置双向连接，用户通过人机交互子模块（340）控制数据更新子模块（350）更新数据库（320）内的数据。