CN113824124B - 基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法及装置，预先在主站处设置量子安全网关、在变电终端处设置终端量子模块，通过量子服务平台分别向量子安全网关和终端量子模块发送量子密钥组，通过以下步骤进行电网负荷自动调节，包括：变电终端获取多个变电站的负荷数据，通过所述量子密钥组加密后以无线通讯方式发送至量子安全网关，量子安全网关通过量子密钥组对所述负荷数据解密得到多个变电站的负荷数据；主站通过所述负荷数据获取每个变电站的负荷值，变电终端向终端量子模块发送加密后的转载控制信息，变电终端基于所述转载控制信息将最高负荷值的变电站对应的减载负荷转移至最低负荷值的变电站。

Description

基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法及装置
技术领域
本发明涉及通讯、用电负荷调节技术领域，尤其涉及一种基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法及装置。
背景技术
目前，因调度主站系统无法实时感知配电网设备状态，以致系统无法实时计算负荷情况，且无线公网通信的智能开关不具备遥控操作安全条件，配电网运行方式调节以调控人员在主站进行监控，根据监控情况下达操作指令、使人员现场操作，耗费大量时间和人员力量，不利于电网方式灵活调整，也增加了电网投资压力，且处理效率较低。
基于此，亟需一种既可以解决配电网智能开关无线公网通信的安全性问题、又能对电网负荷自动调节的方案。
发明内容
本发明实施例提供的基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法及装置，能够基于量子通讯的方式实现对变电站处负荷、负载进行自动调节，保障电网、变电站能够稳定运行，在保障信息安全的前提下，达到了远端、主站自动调节控制的目的和效果。
本发明实施例的第一方面，提供一种基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法，预先在主站处设置量子安全网关、在变电终端处设置终端量子模块，通过量子服务平台分别向量子安全网关和终端量子模块发送量子密钥组，通过以下步骤进行电网负荷自动调节，包括：
变电终端获取多个变电站的负荷数据，通过所述量子密钥组加密后以无线通讯方式发送至量子安全网关，量子安全网关通过量子密钥组对所述负荷数据解密得到多个变电站的负荷数据；
主站通过所述负荷数据获取每个变电站的负荷值，基于所提取的最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值，判断所述变电站负载差值是否大于阈值；
若大于阈值，则获取所有负荷数据得到平均负荷量，将所述最高负荷值与所述平均负荷量比对得到减载量，将所述最低负荷值与所述平均负荷量比对得到增载量；
若所述减载量大于所述增载量，且减载量与所述增载量之间的第一差值小于预设差值，则获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路；
获取所述转入线路的当前负荷量，若所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，则主站向变电终端发送加密后的转载控制信息，变电终端基于所述转载控制信息，将最高负荷值的变电站对应的减载负荷转移至最低负荷值的变电站。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，还包括：
若所述减载量小于等于所述增载量，则获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，主站通过所述负荷数据获取每个变电站的负荷值，基于所提取的最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值，判断所述变电站负载差值是否大于阈值包括：
获取当前时刻值以及第一预设采集时间段，基于所述当前时刻值和第一预设采集时间段得到第一采集起点和第一采集终点，提取所述第一采集起点至第一采集终点中的所有时间点以及每个时间点对应的负荷值；
将所有时间点以及每个时间点对应的负荷值平均计算得到每个变电站对应的目标负荷值，将目标负荷值中最大的作为最高负荷值，将目标负荷值中最小的作为最低负荷值，根据最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，将所有时间点以及每个时间点对应的负荷值平均计算得到每个变电站对应的目标负荷值，将目标负荷值中最大的作为最高负荷值，将目标负荷值中最小的作为最低负荷值，根据最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值包括：
通过以下公式计算变电站负载差值，
Figure 56103DEST_PATH_IMAGE001
其中，X变电站负载差值，
Figure 744880DEST_PATH_IMAGE002
为最高负荷值所对应第i个时间点的负荷值，
Figure 55776DEST_PATH_IMAGE003
为 最低负荷值所对应第
Figure 982144DEST_PATH_IMAGE004
个时间点的负荷值，N间点的数量，所述最高负荷值和最低负荷值的 时间点的数量相同；
判断所述变电站负载差值是否大于阈值包括：
阈值为
Figure 327674DEST_PATH_IMAGE005
，将所述变电站负载差值X值
Figure 697607DEST_PATH_IMAGE005
比对，若
Figure 230219DEST_PATH_IMAGE006
，则变电站负载差值大于 阈值。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，若大于阈值，则获取所有负荷数据得到平均负荷量，将所述最高负荷值与所述平均负荷量比对得到减载量，将所述最低负荷值与所述平均负荷量比对得到增载量包括：
通过以下公式计算减载量和增载量，包括，
Figure 960278DEST_PATH_IMAGE007
其中，Z载量，
Figure 160315DEST_PATH_IMAGE008
为第y电站所有时间点的平均负荷值，
Figure 199684DEST_PATH_IMAGE009
为变电站的数量，
Figure 485172DEST_PATH_IMAGE010
为 第y在第
Figure 753342DEST_PATH_IMAGE011
时间点的负荷值，
Figure 807886DEST_PATH_IMAGE012
为所有变电站的平均负荷量。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，若所述减载量大于所述增载量，且减载量与所述增载量之间的第一差值小于预设差值，则获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路包括：
预先配置减载量条件，所述减载量条件包括，
Figure 254042DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure 26826DEST_PATH_IMAGE014
为预设差值；
当减载量满足减载量条件后，选取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路，所述转入线路用于使最高负荷值的变电站的负载转入至最低负荷值的变电站中。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，获取所述转入线路的当前负荷量，若所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，则主站向变电终端发送加密后的转载控制信息包括：
获取当前时刻值以及第二预设采集时间段，基于所述当前时刻值和第二预设采集时间段得到第二采集起点和第二采集终点，提取所述第二采集起点至第二采集终点中的所有时间点以及每个时间点处转入线路对应的负荷值；
将所有时间点以及每个时间点对应的负荷值平均计算得到转入线路的当前负荷值，若减载量和当前负荷量之和小于转入线路的额定负荷值，则所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，获取预设监测时间段内进行转载的所有变电站的变电标签以及相对应的转载时刻；
预先设置多个转载时间段，每个转载时间段对应一个转载权重，基于所述转载时刻确定相应的转载时间段，根据所述转载时间段确定转载权重；
基于所有变电站的变电标签，统计所有进行转载的变电站的变电数量值，所述变电数量值为整数值；
基于所述变电数量值、转载权重得到电网的变动系数。
可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，基于所述变电数量值、转载权重得到电网的变动系数包括：
通过以下公式计算电网的变动系数，
Figure 833108DEST_PATH_IMAGE015
其中，R电网的变动系数，F变电数量值，I变电数量的权重值，
Figure 7737DEST_PATH_IMAGE016
为第
Figure 608483DEST_PATH_IMAGE017
个转载权 重的数值。
本发明实施例的第二方面，提供一种基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节装置，预先在主站处设置量子安全网关、在变电终端处设置终端量子模块，通过量子服务平台分别向量子安全网关和终端量子模块发送量子密钥组，通过以下模块进行电网负荷自动调节，包括：
负荷获取模块，用于使变电终端获取多个变电站的负荷数据，通过所述量子密钥组加密后以无线通讯方式发送至量子安全网关，量子安全网关通过量子密钥组对所述负荷数据解密得到多个变电站的负荷数据；
判断模块，用于使主站通过所述负荷数据获取每个变电站的负荷值，基于所提取的最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值，判断所述变电站负载差值是否大于阈值；
比对模块，用于在变电站负载差值大于阈值时获取所有负荷数据得到平均负荷量，将所述最高负荷值与所述平均负荷量比对得到减载量，将所述最低负荷值与所述平均负荷量比对得到增载量；
线路获取模块，用于在所述减载量大于所述增载量减载量与所述增载量之间的第一差值小于预设差值时，获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路；
控制转移模块，用于获取所述转入线路的当前负荷量，若所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，则主站向变电终端发送加密后的转载控制信息，变电终端基于所述转载控制信息，将最高负荷值的变电站对应的减载负荷转移至最低负荷值的变电站。
本发明实施例的第三方面，提供一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现本发明第一方面及第一方面各种可能设计的所述方法。
本发明提供的基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法及装置，通过量子安全网关能够分别向变电终端处的终端量子模块、主站处的量子安全网关分别发送量子密钥组，使得变电终端与主站之间能够进行量子通讯，进而达到主站对变电站控制的目的，通过变电站处的开关进行负载、负荷的转供。并且本发明能够实时对变电站的负荷数据进行监测。当某一个变电站的负荷数据较大、某一个变电站的负荷数据较小，使得多个变电站之间出现负荷不均衡时，则此时进行主动的转载调整，使得负荷量较大的变电站将相应的负荷转移至负荷量较小的变电站，进而保障电网能够稳定运行。
本发明在进行负荷转载时，会根据每个变电站与平均负荷量的关系确定转载的负荷量的值，当减载量大于所述增载量，且减载量与所述增载量之间的第一差值小于预设差值时，则以负荷值最高的变电站所对应的减载量作为负荷值最高的变电站的减载量值、此时负荷值最低的变电站的增载量的增载量值也是负荷值最高的变电站的减载量。该种方式，能够保障在一方减载、一方增载时，增载的一方不会出现过载的情况，使得增载的一方的所增负荷是其能够承受的，进而保障了系统的稳定性。
本发明在会对预设监测时间段内的转载行为进行监测，并且根据预设监测时间段内的所有转载行为的不同确定转载权重以及变电数量值，结合转载权重、变电数量值、最高负荷值以及最低负荷值得到电网的稳定性，此时的最高负荷值是某一个变电站的平均的最高负荷值，最低负荷值是某一个变电站的平均的最低负荷值，使得本发明所计算的电网的变动系数更加准确，更能反映出电网的稳定性。
附图说明
图1为基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法的第一种实施方式的流程图；
图2为基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法的第二种实施方式的流程图；
图3为基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节装置的第一种实施方式的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含，“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一，“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。
应当理解，在本发明中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A相关联，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。A与B的匹配，是A与B的相似度大于或等于预设的阈值。
取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
本发明提供一种基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法，预先在主站处设置量子安全网关、在变电终端处设置终端量子模块，通过量子服务平台分别向量子安全网关和终端量子模块发送量子密钥组。
本发明会预先搭建量子服务平台，通过量子服务平台定期向量子安全网关和终端量子模块发送量子密钥组，量子密钥组包括加密量子单元和解密量子单元。量子安全网关和终端量子模块在发送数据前，通过加密量子单元进行加密。量子安全网关和终端量子模块在接收数据后，通过解密量子单元进行解密。
量子安全网关位于主站处，主站处可以看做是服务端、控制端，布置有服务器。
终端量子模块会设置于电网的变电站处。通过终端量子模块可以改变变电站各个开关的连接状态，进而调整变电站与电网、变电站与变电站之间的连接关系。
在实际的工作场景中，变电站处会设置若干开关，通过开关调整变电站与电网之间、变电站与变电站之间的连接关系。进而实现变电站与电网之间的供电、变电站与变电站之间的负荷转载。现有技术是通过人为调节变电站与变电站之间的连接关系来进行负荷的转载。
如图1所述，本发明通过以下步骤进行电网负荷自动调节，具体包括：
步骤S110、变电终端获取多个变电站的负荷数据，通过所述量子密钥组加密后以无线通讯方式发送至量子安全网关，量子安全网关通过量子密钥组对所述负荷数据解密得到多个变电站的负荷数据。
本发明中可以是设置一个变电终端、也可以是多个变电终端，通过变电终端对变电站的负荷数据进行采集，然后通过量子密钥组的加密量子单元对负荷数据进行加密后发送至量子安全网关，量子安全网关通过解密量子单元对加密状态下的负荷数据进行解密得到可以查看的负荷数据。
步骤S120、主站通过所述负荷数据获取每个变电站的负荷值，基于所提取的最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值，判断所述变电站负载差值是否大于阈值。本发明在得到多个变电站的负荷数据后，会确定所有负荷数据中的最高负荷值和最低负荷值，最高负荷值为其中一个变电站的负荷值，最低负荷值为另外一个变电站的负荷值。本发明通过最高负荷值和最低负荷值的差值得到变电站负载差值，当变电站负载差值大于阈值时，则证明此时电网中存在两个变电站之间的负荷量相差较大，则此时需要对变电站之间进行负荷的转载、调整。
当变电站负载差值是小于阈值时，则证明此时电网所有的变电站之间都是相对均衡的状态，此时不需要对变电站之间进行负荷的转载、调整。
本发明提供的技术方案，步骤S120具体包括：
获取当前时刻值以及第一预设采集时间段，基于所述当前时刻值和第一预设采集时间段得到第一采集起点和第一采集终点，提取所述第一采集起点至第一采集终点中的所有时间点以及每个时间点对应的负荷值。
本发明会提取当前的时刻，例如说当前时刻为11:20:01，第一预设采集时间段是预先设置的，例如说是20秒，则此时第一采集起点则为11:20:00、第一采集终点则为11:20:20。则此时11:20:00至11:20:20共计20个时间点，本次举例中，是以秒为单位计算，还可以是以分钟为单位计算。本发明会提取所有时间点的对应的负荷值。
将所有时间点以及每个时间点对应的负荷值平均计算得到每个变电站对应的目标负荷值，将目标负荷值中最大的作为最高负荷值，将目标负荷值中最小的作为最低负荷值，根据最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值。
由于一个时间点的负荷值可能并不能完整的反映出变电站当前的负荷情况，因为负荷可能会出现波动，通过设置一段时间，既可以得到一段时间内的所有点的负荷值，然后求平均得到每个点的平均负荷值。该种方式能够使每个变电站在确定负荷值时更加的准确，此时的负荷值为目标负荷值。有多少个变电站，就会存在相应数量的目标负荷值。本发明会选取目标负荷值中最大的作为最高负荷值，将目标负荷值中最小的作为最低负荷值。变电站负载差值即为最高负荷值与最低负荷值的差值。
本发明提供的技术方案，将所有时间点以及每个时间点对应的负荷值平均计算得到每个变电站对应的目标负荷值，将目标负荷值中最大的作为最高负荷值，将目标负荷值中最小的作为最低负荷值，根据最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值包括：
通过以下公式计算变电站负载差值，
Figure 120760DEST_PATH_IMAGE018
其中，X电站负载差值，
Figure 730733DEST_PATH_IMAGE002
为最高负荷值所对应第i间点的负荷值，
Figure 494290DEST_PATH_IMAGE003
为最低负 荷值所对应第
Figure 797095DEST_PATH_IMAGE004
个时间点的负荷值，N间点的数量，所述最高负荷值和最低负荷值的时间点 的数量相同。
本发明通过
Figure 29625DEST_PATH_IMAGE019
计算最高负荷值，通过
Figure 177709DEST_PATH_IMAGE020
计算最低负荷值，
Figure 61351DEST_PATH_IMAGE021
变电站负载差值。
判断所述变电站负载差值是否大于阈值包括：
阈值为
Figure 535058DEST_PATH_IMAGE005
，将所述变电站负载差值X阈值
Figure 238572DEST_PATH_IMAGE005
比对，若
Figure 439615DEST_PATH_IMAGE006
，则变电站负载差值大 于阈值。阈值
Figure 177764DEST_PATH_IMAGE005
是预先设置的，可以根据变电站的额定负载、实际情况进行设定、调整。
步骤S130、若大于阈值，则获取所有负荷数据得到平均负荷量，将所述最高负荷值与所述平均负荷量比对得到减载量，将所述最低负荷值与所述平均负荷量比对得到增载量。当变电站负载差值大于阈值时，则证明此时电网中存在两个变电站之间的负荷量相差较大，则此时需要对变电站之间进行负荷的转载、调整。本发明需要通过平均负荷量，通过平均负荷量来确定所转载的负荷值。本发明在确定平均负荷量时，首先会得到所有变电站的所有负荷数据，根据所有变电站的所有负荷数据得到平均负荷量。将最高负荷值减平均负荷量即可得到最高负荷值所对应的变电站最适宜减载的量，即减载量。将平均负荷量减最低负荷值即可得到最低负荷值所对应的变电站最适宜增载的量，即增载量。
本发明提供的技术方案，步骤S130具体包括：
通过以下公式计算减载量和增载量，包括，
Figure 822372DEST_PATH_IMAGE022
其中，Z减载量，
Figure 13182DEST_PATH_IMAGE008
为第y电站所有时间点的平均负荷值，H为变电站的数量，
Figure 768648DEST_PATH_IMAGE010
为第y个变电站在第
Figure 112036DEST_PATH_IMAGE011
个时间点的负荷值，
Figure 927545DEST_PATH_IMAGE023
为所有变电站的平均负荷量。
通过
Figure 605651DEST_PATH_IMAGE024
计算每一个变电站在多个时间点的平均负荷量，即每一个变电站在 多个时间点的目标负荷值。通过
Figure 164809DEST_PATH_IMAGE023
计算所有变电站的平均负荷量，即所有变电站总和 之后的平均值。
当
Figure 611970DEST_PATH_IMAGE025
时，则证明此时变电站的最大负荷值大于平均负荷值，此时得 到减载量，当
Figure 584999DEST_PATH_IMAGE026
时，此时需要向外转载。则证明此时变电站的最小负荷值小 于等于平均负荷值，此时可以向内装载。
在现实情况中，减载量和增载量之间的差值往往会较大，所以本发明会根据减载量和增载量分别的值来确定采用何种方式，对最高负荷值对应的变电站和最低负荷值对应的变电站之间进行转载操作。
步骤S1401、若所述减载量大于所述增载量，且减载量与所述增载量之间的第一差值小于预设差值，则获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路。当减载量大于增载量时，则证明此时最高负荷值所对应变电站的减载需求是大于最低负荷值对应的变电站的增载需求的，则此时需要确定减载量与所述增载量之间的第一差值，如果第一差值小于预设差值，则证明此时虽然减载需求大于增载需求，但是最低负荷值对应的变电站是对于减载负荷对应的负荷值是能够接受的，所以此时直接将最高负荷值的变电站的减载量全部加载至最低负荷值的变电站。此时以减载需求对最高负荷值的变电站进行减载，以减载需求对最低负荷值的变电站进行增载。以上方案，保障了本发明在进行转载时，被转载、增载的变电站不会出现过载的情况，有效保障了电网的稳定。
本发明提供的技术方案，若所述减载量大于所述增载量，且减载量与所述增载量之间的第一差值小于预设差值，则获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路包括：
预先配置减载量条件，所述减载量条件包括，
Figure 15980DEST_PATH_IMAGE027
其中，
Figure 113249DEST_PATH_IMAGE014
为预设差值。
Figure 680497DEST_PATH_IMAGE014
可以是根据实际的适用场、变电站的额定参数预先设置。
当减载量满足减载量条件后，选取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路，所述转入线路用于使最高负荷值的变电站的负荷转入至最低负荷值的变电站中。
可以这样理解，在两个变电站之间进行转载时，转载的负载的量需要确定，此时会具有两个参考值，一个参考值是增载量、一个参考值是减载量，如果减载量满足减载量条件，则此时以减载量为参考值，如果减载量不满足预设减载量条件，则此时可以以增载量为参考值。
当以减载量为参考值时，则此时最高负荷值的变电站减载负荷的量值即为减载量，最低负荷值的变电站增载负荷的量值与最高负荷值的变电站的减载量相对应。当以增载量为参考值时，则此时最低负荷值的变电站增载负荷的量值即为增载量，最高负荷值的变电站减载负荷的量值与最低负荷值的变电站的增载量相对应。以上方式，保障本发明提供的技术方案在多个变电站之间进行转载时，确定最优的转载方式。
在确定需要进行转载后，本发明会选取转入线路，转入线路是最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的连接线路，该连接线路由开关控制，当确定转入后，可以通过开关使转入线路成为通路，完成负荷的转载。
步骤S1501、获取所述转入线路的当前负荷量，若所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，则主站向变电终端发送加密后的转载控制信息，变电终端基于所述转载控制信息，将最高负荷值的变电站对应的减载负荷转移至最低负荷值的变电站。在步骤S1501中，是以减载量为参考值，在两个变电站之间进行负荷转载时，需要考虑两者之间的转入线路是否能够承担相应的负荷，所以本发明会首先获得转入线路的当前负荷量。
如果减载量的数值与当前负荷量的数值相加大于额定负荷的数值，则此时认为所述减载量和当前负荷量不满足转入线路的额定负荷要求，此时转入线路无法安全、稳定的进行负荷的转载；如果减载量的数值与当前负荷量的数值相加小于额定负荷的数值，则此时认为所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，此时转入线路可以安全、稳定的进行负荷的转载。
在确定转入线路可以进行转载后，本发明会的带转载控制信息，变电终端基于所述转载控制信息，将最高负荷值的变电站对应的减载负荷转移至最低负荷值的变电站。在发送转载控制信息时，也会分别经过终端量子模块、量子安全网关分别进行量子加密，进而保障信息的安全。本发明的技术方案，变电终端在得到终端量子模块所接收、解密的转载控制信息后，会根据转载控制信息对电网中的开关进行改变，使得两个变电站之间的负荷传输通路处于连通的状态。
本发明提供的技术方案，还包括：
步骤S1402、若所述减载量小于等于所述增载量，则获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路。当减载量小于增载量时，则证明此时最高负荷值所对应变电站的减载需求是小于最低负荷值对应的变电站的增载需求的，相应的减载量是最小负荷值的变电站能够接受的，所以此时直接将最高负荷值的变电站的减载量全部加载至最低负荷值的变电站。
本发明提供的技术方案，如图2所示，还包括：
步骤S1403、若所述减载量大于所述增载量，且减载量与所述增载量之间的第一差值大于预设差值，则获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路。当第一差值大于预设差值时，则证明此时最高负荷值所对应变电站的减载需求是大于最低负荷值对应的变电站的增载需求的，如果把最高负荷值的变电站的减载量全部转载至成为最低负荷值的变电站的增载量，则此时最低负荷值的变电站会处于超负荷的情况，可能会出现风险，所以本发明会在此种状态下，将最高负荷值所对应变电站的负荷减载数值与增载量相对应，此时转入线路中增加的负荷即为增载量的数值所对应的负荷。相应的增载量是最小负荷值的变电站能够接受的，所以此时将最高负荷值的变电站与增载量对应的负荷值转移至最低负荷值的变电站。
步骤S1502、获取所述转入线路的当前负荷量，若所述增载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，则主站向变电终端发送加密后的转载控制信息，变电终端基于所述转载控制信息将最高负荷值的变电站对应的减载负荷转移至最低负荷值的变电站。此时减载负荷的数量值，与先前确定的最低负荷值的变电站的增载负荷相对应。在步骤S1502中，是以增载量为参考值，在两个变电站之间进行负荷转载时，需要考虑两者之间的转入线路是否能够承担相应的负荷，所以本发明会首先获得转入线路的当前负荷量。
如果增载量的数值与当前负荷量的数值相加大于额定负荷的数值，则此时认为所述增载量和当前负荷量不满足转入线路的额定负荷要求，此时转入线路无法安全、稳定的进行负荷的转载；如果增载量的数值与当前负荷量的数值相加小于额定负荷的数值，则此时认为所述增载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，此时转入线路可以安全、稳定的进行负荷的转载。
本发明提供的技术方案，获取所述转入线路的当前负荷量，若所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，则主站向变电终端发送加密后的转载控制信息包括：
获取当前时刻值以及第二预设采集时间段，基于所述当前时刻值和第二预设采集时间段得到第二采集起点和第二采集终点，提取所述第二采集起点至第二采集终点中的所有时间点以及每个时间点处转入线路对应的负荷值。
本发明会提取当前的时刻，例如说当前时刻为11:20:01，第二预设采集时间段是预先设置的，例如说是20秒，则此时第二采集起点则为11:20:00、第二采集终点则为11:20:20。则此时11:20:00至11:20:20共计20个时间点，本次举例中，是以秒为单位计算，还可以是以分钟为单位计算。本发明会提取所有时间点转入线路对应的负荷值。
将所有时间点以及每个时间点对应的负荷值平均计算得到转入线路的当前负荷值，若减载量和当前负荷量之和小于转入线路的额定负荷值，则所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求。
本发明会得到转入线路中所有时间点的平均负荷值，当减载量和当前负荷量之和小于转入线路的额定负荷值，则此时转入线路不会出现过载的情况，整个电网是安全、稳定运行的。
本发明提供的实施例中，还包括：获取预设监测时间段内进行转载的所有变电站的变电标签以及相对应的转载时刻。预设监测时间段可以是一天。本发明会对一天的所有变电站的变电行为进行监测，包括所进行变电的变电站对应的变电标签，每个变电站具有唯一的变电标签。还包括每个变电站分别对应的转载时刻，例如说第一个变电站是一天当中的13:08:14的时刻进行转载的，第二个变电站是一天当中的21:38:17的时刻进行转载的。
预先设置多个转载时间段，每个转载时间段对应一个转载权重，基于所述转载时刻确定相应的转载时间段，根据所述转载时间段确定转载权重。本发明会预先设置多个转载时间段，例如说一个小时对应一个转载时间段，即00:00：00至00:59：59即为一个转载时间段，此时一个存在24个转载时间段。每个转载时间段会配置不同的权重，因为一天中的用电需求是不同的，所以需要根据实际的用电需求对变电站进行调整。
基于所有变电站的变电标签，统计所有进行转载的变电站的变电数量值，所述变电数量值为整数值。通过变电标签的数量可以反映出所发生转载的变电站的数量，本发明会对所有变电标签进行统计，变电标签的数量越多则证明电网供电越不稳定，多个变电站之间的负荷值相差较大。
基于所述变电数量值、转载权重得到电网的变动系数。变动系数越大，则证明电网越不稳定。本发明通过变动系数来反映出电网的稳定性，进而指导管理员进行电网的维护、配置及管理，预防配电事故的发生。
本发明提供的技术方案，基于所述变电数量值、转载权重得到电网的变动系数包括：
通过以下公式计算电网的变动系数，
Figure 572230DEST_PATH_IMAGE028
其中，R为电网的变动系数，F为变电数量值，为变电数量的权重值，
Figure 241239DEST_PATH_IMAGE016
为第
Figure 876620DEST_PATH_IMAGE017
个转 载权重的数值。
通过
Figure 298374DEST_PATH_IMAGE029
可以得到在多个变电站中最大的负荷差值，负荷 差值越大则证明电网越不稳定，
Figure 626587DEST_PATH_IMAGE030
可以反映出变电数量值、转载权重值与变动 系数的关系，当
Figure 501002DEST_PATH_IMAGE031
越大时，则变动系数越大，电网越不稳定。
本发明的技术方案，还提供一种基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节装置，预先在主站处设置量子安全网关、在变电终端处设置终端量子模块，通过量子服务平台分别向量子安全网关和终端量子模块发送量子密钥组。
如图3所示，通过以下模块进行电网负荷自动调节，包括：
负荷获取模块，用于使变电终端获取多个变电站的负荷数据，通过所述量子密钥组加密后以无线通讯方式发送至量子安全网关，量子安全网关通过量子密钥组对所述负荷数据解密得到多个变电站的负荷数据；
判断模块，用于使主站通过所述负荷数据获取每个变电站的负荷值，基于所提取的最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值，判断所述变电站负载差值是否大于阈值；
比对模块，用于若大于阈值，则获取所有负荷数据得到平均负荷量，将所述最高负荷值与所述平均负荷量比对得到减载量，将所述最低负荷值与所述平均负荷量比对得到增载量；
线路获取模块，用于在所述减载量大于所述增载量，且减载量与所述增载量之间的第一差值小于预设差值，则获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路；
控制转移模块，用于获取所述转入线路的当前负荷量，若所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，则主站向变电终端发送加密后的转载控制信息，变电终端基于所述转载控制信息将最高负荷值的变电站对应的减载负荷转移至最低负荷值的变电站。
本发明的技术方案包括：
转供原则：找到区域内最大负载率的变电站进行转供，对该变电站搜索可以转供的对侧变电站，找到负载率最小的对侧变电站作为转供的目标变电站。
变电站转供量的计算：变电站最大负载率到平均负载率的减载量，目标变电站的最小负载率到平均负载率的增载量。如果减载量小于或者略大于增载量(差值小于增载量的20%)，则用该减载量进行转载。如果减载量大于增载量的50%，则用增载量进行转载。
转入线路允许最大转移量的计算：如果线路允许转移量大于变电站转供量，则取变电站转供量为待转量。如果线路允许转移量小于变电站转供量，则取线路允许转移量为待转量。从而保障转入线路不过载。
线路转供原则：对于变电站下面多条馈线转供，转供依据：转供量尽量接近减载量；转供线路最少，开关操作最少。
转供分的开关的选择原则：供电主干路径靠近联络开关的第一个开关的电流就大于转供量，如果差值小于转供量的20%，允许进行转供操作。如果主干路径中间某个开关电流大于转供量，比转供量大的开关的电流更接近转供量并且差值小于转供量的20%，则选择比转供量大的开关作为分的转供开关。如果比转供量小的开关的电流更接近转供量，则选择比转供量小的开关作为分的转供开关。如果线路总电流都小于待转供的电流，则线路全转。
本发明提供的技术方案，量子服务平台向量子安全网关和终端量子模块下发密钥并存储在两端，随时用于主站与终端传输数据的加解密，且密钥对定期更换。当调度主站向智能开关下发遥控命令时，该命令从生产控制大区业务系统通过安全隔离装置传至量子安全网关，量子安全网关使用密钥将业务数据进行加密，加密后的数据通过无线公网传到对应终端量子模块，由量子模块利用对应密钥进行解密，还原遥控命令后，发送开关执行。该过程加解密密钥对在使用后立即销毁，从主站到终端整个信息传输过程全程受量子密钥保护，与原先数据传输方式相比，大大降低了被非法侵入攻击的风险。
本发明提供的技术方案，综合计算单条线路负载、分段开关运行负荷、用户负荷、分布式光伏发电站上网负荷等数据，再结合电网拓扑关系，以变电站负载差值为指标，设定一阈值，当变电站负载差值超过阈值，则启动基于配电自动化的负荷转移，对环网线路进行智能分析计算生成最优运行方式策略方案；使高负载率的变电站负荷降低，提高低负载率的变电站负荷，从而达到区域内变电站均衡的目标，即实现两台变电站的差额小于预设的阈值且尽量使差额更小。
其中，可读存储介质可以是计算机存储介质，也可以是通信介质。通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。计算机存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。例如，可读存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该可读存储介质读取信息，且可向该可读存储介质写入信息。当然，可读存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和可读存储介质可以位于专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，简称：ASIC)中。另外，该ASIC可以位于用户设备中。当然，处理器和可读存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。可读存储介质可以是只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本发明还提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中。设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得设备实施上述的各种实施方式提供的方法。
在上述终端或者服务器的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元（英文：Central Processing Unit，简称：CPU），还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（英文：Digital Signal Processor，简称：DSP）、专用集成电路（英文：Application SpecificIntegrated Circuit，简称：ASIC）等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法，其特征在于，预先在主站处设置量子安全网关、在变电终端处设置终端量子模块，通过量子服务平台分别向量子安全网关和终端量子模块发送量子密钥组，通过以下步骤进行电网负荷自动调节，包括：
变电终端获取多个变电站的负荷数据，通过所述量子密钥组加密后以无线通讯方式发送至量子安全网关，量子安全网关通过量子密钥组对所述负荷数据解密得到多个变电站的负荷数据；
主站通过所述负荷数据获取每个变电站的负荷值，基于所提取的最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值，判断所述变电站负载差值是否大于阈值；
若大于阈值，则获取所有负荷数据得到平均负荷量，将所述最高负荷值与所述平均负荷量比对得到减载量，将所述最低负荷值与所述平均负荷量比对得到增载量；
若所述减载量大于所述增载量，且减载量与所述增载量之间的第一差值小于预设差值，则获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路；
获取所述转入线路的当前负荷量，若所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，则主站向变电终端发送加密后的转载控制信息，变电终端基于所述转载控制信息，将最高负荷值的变电站对应的减载负荷转移至最低负荷值的变电站。
2.根据权利要求1所述的基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法，其特征在于，还包括：
若所述减载量小于等于所述增载量，则获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路。
3.根据权利要求1所述的基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法，其特征在于，
主站通过所述负荷数据获取每个变电站的负荷值，基于所提取的最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值，判断所述变电站负载差值是否大于阈值包括：
获取当前时刻值以及第一预设采集时间段，基于所述当前时刻值和第一预设采集时间段得到第一采集起点和第一采集终点，提取所述第一采集起点至第一采集终点中的所有时间点以及每个时间点对应的负荷值；
将所有时间点以及每个时间点对应的负荷值平均计算得到每个变电站对应的目标负荷值，将目标负荷值中最大的作为最高负荷值，将目标负荷值中最小的作为最低负荷值，根据最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值。
4.根据权利要求3所述的基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法，其特征在于，
将所有时间点以及每个时间点对应的负荷值平均计算得到每个变电站对应的目标负荷值，将目标负荷值中最大的作为最高负荷值，将目标负荷值中最小的作为最低负荷值，根据最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值包括：
通过以下公式计算变电站负载差值，
Figure 991538DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为变电站负载差值，
Figure 125847DEST_PATH_IMAGE004
为最高负荷值所对应第
Figure DEST_PATH_IMAGE005
个时间点的负荷值，
Figure 254078DEST_PATH_IMAGE006
为最低 负荷值所对应第
Figure DEST_PATH_IMAGE007
个时间点的负荷值，
Figure 866456DEST_PATH_IMAGE008
为时间点的数量，所述最高负荷值和最低负荷值的 时间点的数量相同；
判断所述变电站负载差值是否大于阈值包括：
阈值为
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，将所述变电站负载差值
Figure 766672DEST_PATH_IMAGE003
与阈值
Figure 9566DEST_PATH_IMAGE009
比对，若
Figure 47929DEST_PATH_IMAGE010
，则变电站负载差值大于阈 值。
5.根据权利要求3所述的基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法，其特征在于，
若大于阈值，则获取所有负荷数据得到平均负荷量，将所述最高负荷值与所述平均负荷量比对得到减载量，将所述最低负荷值与所述平均负荷量比对得到增载量包括：
通过以下公式计算减载量和增载量，包括，
Figure 634637DEST_PATH_IMAGE012
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为减载量，
Figure 153474DEST_PATH_IMAGE014
为增载量，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为第
Figure 599892DEST_PATH_IMAGE016
个变电站所有时间点的平均负荷值，
Figure 391131DEST_PATH_IMAGE004
为最高 负荷值所对应第
Figure 282995DEST_PATH_IMAGE005
个时间点的负荷值，
Figure 843289DEST_PATH_IMAGE006
为最低负荷值所对应第
Figure 926520DEST_PATH_IMAGE007
个时间点的负荷值，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
为 变电站的数量，
Figure 752525DEST_PATH_IMAGE008
为时间点的数量，
Figure 531301DEST_PATH_IMAGE018
为第
Figure 946102DEST_PATH_IMAGE016
个变电站在第
Figure DEST_PATH_IMAGE019
个时间点的负荷值，
Figure 764016DEST_PATH_IMAGE020
为 所有变电站的平均负荷量。
6.根据权利要求5所述的基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法，其特征在于，
若所述减载量大于所述增载量，且减载量与所述增载量之间的第一差值小于预设差值，则获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路包括：
预先配置减载量条件，所述减载量条件包括，
Figure 513535DEST_PATH_IMAGE022
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
为预设差值；
当减载量满足减载量条件后，选取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路，所述转入线路用于使最高负荷值的变电站的负载转入至最低负荷值的变电站中。
7.根据权利要求5所述的基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法，其特征在于，
获取所述转入线路的当前负荷量，若所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，则主站向变电终端发送加密后的转载控制信息包括：
获取当前时刻值以及第二预设采集时间段，基于所述当前时刻值和第二预设采集时间段得到第二采集起点和第二采集终点，提取所述第二采集起点至第二采集终点中的所有时间点以及每个时间点处转入线路对应的负荷值；
将所有时间点以及每个时间点对应的负荷值平均计算得到转入线路的当前负荷值，若减载量和当前负荷量之和小于转入线路的额定负荷值，则所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求。
8.根据权利要求4所述的基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法，其特征在于，
获取预设监测时间段内进行转载的所有变电站的变电标签以及相对应的转载时刻；
预先设置多个转载时间段，每个转载时间段对应一个转载权重，基于所述转载时刻确定相应的转载时间段，根据所述转载时间段确定转载权重；
基于所有变电站的变电标签，统计所有进行转载的变电站的变电数量值，所述变电数量值为整数值；
基于所述变电数量值、转载权重得到电网的变动系数。
9.根据权利要求8所述的基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节方法，其特征在于，
基于所述变电数量值、转载权重得到电网的变动系数包括：
通过以下公式计算电网的变动系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
其中，
Figure 606256DEST_PATH_IMAGE026
为电网的变动系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为变电数量值，
Figure 721236DEST_PATH_IMAGE028
为变电数量的权重值，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为第
Figure 710052DEST_PATH_IMAGE030
个转载权 重的数值。
10.基于无线通信量子加密的电网负荷自动调节装置，其特征在于，预先在主站处设置量子安全网关、在变电终端处设置终端量子模块，通过量子服务平台分别向量子安全网关和终端量子模块发送量子密钥组，通过以下模块进行电网负荷自动调节，包括：
负荷获取模块，用于使变电终端获取多个变电站的负荷数据，通过所述量子密钥组加密后以无线通讯方式发送至量子安全网关，量子安全网关通过量子密钥组对所述负荷数据解密得到多个变电站的负荷数据；
判断模块，用于使主站通过所述负荷数据获取每个变电站的负荷值，基于所提取的最高负荷值和最低负荷值得到变电站负载差值，判断所述变电站负载差值是否大于阈值；
比对模块，用于在变电站负载差值大于阈值时获取所有负荷数据得到平均负荷量，将所述最高负荷值与所述平均负荷量比对得到减载量，将所述最低负荷值与所述平均负荷量比对得到增载量；
线路获取模块，用于在所述减载量大于所述增载量且减载量与所述增载量之间的第一差值小于预设差值时，获取最高负荷值的变电站和最低负荷值的变电站之间的转入线路；
控制转移模块，用于获取所述转入线路的当前负荷量，若所述减载量和当前负荷量满足转入线路的额定负荷要求，则主站向变电终端发送加密后的转载控制信息，变电终端基于所述转载控制信息，将最高负荷值的变电站对应的减载负荷转移至最低负荷值的变电站。
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