CN112290683A - 一种基于边缘计算的变配电场所监控系统 - Google Patents

一种基于边缘计算的变配电场所监控系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于边缘计算的变配电场所监控系统。包括用于感应变配电场所内环境数据信息以及电力设备的运行状态数据的环境监测单元；用于变配电场所安全防护的安防单元；用于变配电场所数据本地处理的边缘计算平台；用于接收边缘计算平台处理数据的云端计算平台；边缘计算开放平台根据数据处理单元的结果判断数据保留在边缘计算平台或上送云端计算平台。本发明通过设置环境监测单元来对变配电场所内环境数据信息以及电力设备的运行状态数据进行采集；通过边缘计算平台对环境监测单元采集的数据信息进行处理，确保设备运行在安全态，通过设置安防单元实现了变配电场所的无人安防。

Description

一种基于边缘计算的变配电场所监控系统
技术领域
本发明属于电力设备技术领域，特别是涉及一种基于边缘计算的变配电场所监控系统。
背景技术
现代社会中，人们的生活工作是离不开电力的，对电网的安全稳定提出了更高的要求。变电所及配电所是电网的重要组成部分。
配电所就是对电能进行接收、分配、控制与保护，不对电能进行变压；对配电所的环境安全进行监控具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于边缘计算的变配电场所监控系统，通过设置环境监测单元来对变配电场所内环境数据信息以及电力设备的运行状态数据进行采集；通过边缘计算平台对环境监测单元采集的数据信息进行处理，确保设备运行在安全态，通过设置安防单元实现了变配电场所的无人安防，通过设置云端计算平台处理边缘计算开放平台上送的关键报警信息、需要存储的设备运行的关键数据、与电力大数据系统进行数据交互和共享以及与其他系统的智能联动。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于边缘计算的变配电场所监控系统，包括：
用于感应变配电场所内环境数据信息以及电力设备的运行状态数据的环境监测单元；所述环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、电流电压检测装置和局部放电监测装置；
用于变配电场所安全防护的安防单元；所述安防单元包括监控探头、电子围栏、电磁门禁和警报单元；所述监控探头用于监控变配电场内部以及周围的视频数据；所述电子围栏安装在变配电场所的周围用于防止无关人员入侵；所述电磁门禁安装在变配电场所的进出口处；所述警报单元用于在发生异常时发出警报；
用于变配电场所数据本地处理的边缘计算平台；所述边缘计算平台接收环境监测单元和安防单元的数据信息并进行处理；所述边缘计算平台包括数据处理单元和数据存储单元；所述数据处理单元用于处理环境监测单元和安防单元传输的数据信息；所述数据存储单元用于保存数据处理单元处理后的数据；
用于接收边缘计算平台处理数据的云端计算平台；所述云端计算平台与若干边缘计算平台进行信息交互；所述云端计算平台将边缘计算平台上送的关键报警信息、需要存储的设备运行的关键数据进行处理，并与电力大数据系统进行数据交互和共享；
其中，所述数据处理单元对输入的非结构化异构数据进行综合、判断、推理、决断和记忆处理，融合在空间和时间上的独立信息、互补信息以及冗余信息按照既定规则进行组合后，向边缘计算平台提供对电力设备运行状态以及周围环境的准确理解，所述边缘计算开放平台根据数据处理后得到的决策和规划确定设备的运行模式，确保设备运行在安全态；
所述边缘计算开放平台根据数据处理单元的结果判断数据保留在边缘计算平台或上送云端计算平台。
优选地，所述监控探头由可见光和红外热成像设备组成，所述监控探头用于对电力变压器、开关柜设备的视频信息、运行信息采集数据进行采集。
优选地，所述温度传感器用于对电力开关设备触头、母线的温度数据进行采集；所述湿度传感器用于对变配电场所内的环境湿度数据进行采集；所述气体传感器用于对变配电场所内的有害气体、可燃气体进行检测；所述电流电压检测装置用于对变配电场所内的电力设备的电流电压进行检测采集；所述局部放电在线监测装置用于对电力变压器、开关柜的局部放电数据进行采集。
优选地，所述边缘计算平台与云端计算平台通过通信模块进行信息交互；所述通信模块采用WIFI通信或GPRS远程通信。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过设置环境监测单元来对变配电场所内环境数据信息以及电力设备的运行状态数据进行采集；通过边缘计算平台对环境监测单元采集的数据信息进行处理，确保设备运行在安全态，通过设置安防单元实现了变配电场所的无人安防，通过设置云端计算平台处理边缘计算开放平台上送的关键报警信息、需要存储的设备运行的关键数据、与电力大数据系统进行数据交互和共享以及与其他系统的智能联动。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于边缘计算的变配电场所监控系统的系统框图。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种基于边缘计算的变配电场所监控系统，包括用于感应变配电场所内环境数据信息以及电力设备的运行状态数据的环境监测单元；环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、电流电压检测装置和局部放电监测装置；温度传感器用于对电力开关设备触头、母线的温度数据进行采集；湿度传感器用于对变配电场所内的环境湿度数据进行采集；气体传感器用于对变配电场所内的有害气体、可燃气体进行检测；电流电压检测装置用于对变配电场所内的电力设备的电流电压进行检测采集；局部放电在线监测装置用于对电力变压器、开关柜的局部放电数据进行采集；
用于变配电场所安全防护的安防单元；安防单元包括监控探头、电子围栏、电磁门禁和警报单元；监控探头用于监控变配电场内部以及周围的视频数据；电子围栏安装在变配电场所的周围用于防止无关人员入侵；电磁门禁安装在变配电场所的进出口处；警报单元用于在发生异常时发出警报；监控探头由可见光和红外热成像设备组成，监控探头用于对电力变压器、开关柜设备的视频信息、运行信息采集数据进行采集；
用于变配电场所数据本地处理的边缘计算平台；边缘计算平台接收环境监测单元和安防单元的数据信息并进行处理；边缘计算平台包括数据处理单元和数据存储单元；数据处理单元用于处理环境监测单元和安防单元传输的数据信息；数据存储单元用于保存数据处理单元处理后的数据；
用于接收边缘计算平台处理数据的云端计算平台；云端计算平台与若干边缘计算平台进行信息交互；边缘计算平台与云端计算平台通过通信模块进行信息交互；通信模块采用WIFI通信或GPRS远程通信；云端计算平台将边缘计算平台上送的关键报警信息、需要存储的设备运行的关键数据进行处理，并与电力大数据系统进行数据交互和共享；
其中，数据处理单元对输入的非结构化异构数据进行综合、判断、推理、决断和记忆处理，融合在空间和时间上的独立信息、互补信息以及冗余信息按照既定规则进行组合后，向边缘计算平台提供对电力设备运行状态以及周围环境的准确理解，边缘计算开放平台根据数据处理后得到的决策和规划确定设备的运行模式，确保设备运行在安全态；
边缘计算开放平台根据数据处理单元的结果判断数据保留在边缘计算平台或上送云端计算平台。
其中，环境监测单元与边缘计算开放平台的边缘物联装置通过无线或者有线方式进行连接，其中，监控探头采集的音视频信息通过WIFI或者以太网连接；传感器设备感应的变配电场所周围环境信息通过LORA连接边缘物联装置；边缘计算平台的执行机构通过有线或者无线的方式对执行调节结构进行驱动。
本发明通过设置环境监测单元来对变配电场所内环境数据信息以及电力设备的运行状态数据进行采集；通过边缘计算平台对环境监测单元采集的数据信息进行处理，确保设备运行在安全态，通过设置安防单元实现了变配电场所的无人安防，通过设置云端计算平台处理边缘计算开放平台上送的关键报警信息、需要存储的设备运行的关键数据、与电力大数据系统进行数据交互和共享以及与其他系统的智能联动。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种基于边缘计算的变配电场所监控系统，其特征在于，包括：
用于感应变配电场所内环境数据信息以及电力设备的运行状态数据的环境监测单元；所述环境监测单元包括温度传感器、湿度传感器、气体传感器、电流电压检测装置和局部放电监测装置；
用于变配电场所安全防护的安防单元；所述安防单元包括监控探头、电子围栏、电磁门禁和警报单元；所述监控探头用于监控变配电场内部以及周围的视频数据；所述电子围栏安装在变配电场所的周围用于防止无关人员入侵；所述电磁门禁安装在变配电场所的进出口处；所述警报单元用于在发生异常时发出警报；
用于变配电场所数据本地处理的边缘计算平台；所述边缘计算平台接收环境监测单元和安防单元的数据信息并进行处理；所述边缘计算平台包括数据处理单元和数据存储单元；所述数据处理单元用于处理环境监测单元和安防单元传输的数据信息；所述数据存储单元用于保存数据处理单元处理后的数据；
用于接收边缘计算平台处理数据的云端计算平台；所述云端计算平台与若干边缘计算平台进行信息交互；所述云端计算平台将边缘计算平台上送的关键报警信息、需要存储的设备运行的关键数据进行处理，并与电力大数据系统进行数据交互和共享；
其中，所述数据处理单元对输入的非结构化异构数据进行综合、判断、推理、决断和记忆处理，融合在空间和时间上的独立信息、互补信息以及冗余信息按照既定规则进行组合后，向边缘计算平台提供对电力设备运行状态以及周围环境的准确理解，所述边缘计算开放平台根据数据处理后得到的决策和规划确定设备的运行模式，确保设备运行在安全态；
所述边缘计算开放平台根据数据处理单元的结果判断数据保留在边缘计算平台或上送云端计算平台。
2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的变配电场所监控系统，其特征在于，所述监控探头由可见光和红外热成像设备组成，所述监控探头用于对电力变压器、开关柜设备的视频信息、运行信息采集数据进行采集。
3.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的变配电场所监控系统，其特征在于，所述温度传感器用于对电力开关设备触头、母线的温度数据进行采集；
所述湿度传感器用于对变配电场所内的环境湿度数据进行采集；
所述气体传感器用于对变配电场所内的有害气体、可燃气体进行检测；
所述电流电压检测装置用于对变配电场所内的电力设备的电流电压进行检测采集；
所述局部放电在线监测装置用于对电力变压器、开关柜的局部放电数据进行采集。
4.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的变配电场所监控系统，其特征在于，所述边缘计算平台与云端计算平台通过通信模块进行信息交互；所述通信模块采用WIFI通信或GPRS远程通信。
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