CN115051477A - 一种基于云边端协同的谐波溯源系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请属于谐波责任划分技术领域，具体涉及一种基于云边端协同的谐波溯源系统及方法，包括：终端模块，采集实时谐波数据，将所采集的数据传输给边缘模块；边缘模块，为多个边缘云服务器，多个边缘计算服务器以变电站和台区为单位进行部署，根据电压等级实现边缘计算服务器之间的逐级管控，通过边缘计算服务器的层级互动传递谐波溯源任务；接收谐波溯源服务请求的边缘云服务器执行谐波溯源任务，将谐波溯源结果反馈给中心模块；中心模块，采用云计算服务器，云计算服务器接收所述系统的用户发起的谐波溯源服务请求，确定谐波溯源服务请求所卸载的边缘云服务器，存储整个谐波溯源系统的最终溯源结果，根据扰动源台账匹配典型谐波源。

Description

一种基于云边端协同的谐波溯源系统及方法
技术领域
本申请属于谐波责任划分技术领域，具体涉及一种基于云边端协同的谐波溯源系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
目前，电网在配用电侧大量部署传感器和智能终端，可有效提升对分布式源、荷、储设备电能质量的感知能力。基于电力物联网与5G技术的有效融合，通过云-边-端多层级资源的深度协同，为分层级监测电网谐波提供了有效途径。因此，有必要基于云边端协同技术对谐波扰动源进行定位与责任评估，为经济奖惩措施的实施及谐波的有效治理提供依据。
据发明人了解，目前关于配电网谐波责任划分已有所研究，为了评估公共耦合点(Point of common coupling，PCC)的谐波责任，通常以PCC为中心将左右两侧划分为系统侧和用户侧，比较两侧对PCC电压/电流畸变的贡献大小；现有方法与云边端协同技术的结合不够紧密，传统谐波责任量化方案的落地应用较为困难。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出了一种基于云边端协同的谐波溯源系统及方法，针对辐射状配电网，在变电站和台区的配电设备、配网线路部署谐波量测终端，以变电站和台区为单位部署边缘计算服务器，各边缘服务器按照电压等级向下逐级管控，谐波溯源系统的云计算服务器部署于数据中心等集中化机房；根据电压等级和电网运行情况执行对应的服务方案，通过边缘计算环境的层级互动，在终端附近完成谐波溯源，实现云边端协同的谐波源定位和责任评估。
根据一些实施例，本申请的第一方案提供了一种基于云边端协同的谐波溯源系统，采用如下技术方案：
一种基于云边端协同的谐波溯源系统，包括：
终端模块，其被配置为采集用于反映电网实际运行工况的实时谐波数据，将所采集的数据传输给边缘模块；
边缘模块，其被配置为多个边缘云服务器，所述多个边缘计算服务器以变电站和台区为单位进行部署，根据电压等级实现边缘计算服务器之间的逐级管控，通过边缘计算服务器的层级互动传递谐波溯源任务；接收谐波溯源服务请求的边缘云服务器执行谐波溯源任务，将谐波溯源结果反馈给中心模块；
中心模块，其被配置为用于管控谐波溯源系统的云计算服务器，所述云计算服务器接收所述系统的用户发起的谐波溯源服务请求，确定所述谐波溯源服务请求所卸载的边缘云服务器，存储整个谐波溯源系统的最终溯源结果，根据扰动源台账匹配典型谐波源。
作为进一步的技术限定，所述终端模块采用谐波量测终端，所述谐波量测终端设置在变电站配变低压侧及出线、台区配变低压侧及馈线，以及中低压配网关键用户的并网点处。
作为进一步的技术限定，所述边缘模块存储所述终端模块传输的上行数据；同时，检查所管辖终端的谐波畸变情况，观察并标记谐波畸变情况超过规定阈值的终端，通过“终端被标记事件”发起本地谐波溯源服务请求；当级别高的边缘服务器接收来自低级别的边缘服务器的上行结果，由上行结果发起本地谐波溯源服务请求，将执行结果交付边缘云服务器；基于边缘云服务器卸载所述中心模块的下行任务，由边缘云服务器决定本地执行还是继续卸载到局部边缘服务器。
作为进一步的技术限定，所述边缘云服务器包括集中边缘云服务器和局部边缘云服务器；所述集中边缘云服务器集中控制整个边缘云计算网络；所述局部边缘云服务器按照电压等级依次逐级管控，负责局部范围内的终端管辖和溯源决策。
作为进一步的技术限定，所述中心模块存储所述谐波溯源系统的溯源结果，根据云计算服务器的结果匹配谐波源；管控所有边缘云服务器，当发起溯源请求，决定将计算任务卸载到哪个边缘云服务器，并将谐波溯源结果反馈给所述云计算服务器和所述终端模块。
根据一些实施例，本申请的第二方案提供了一种基于云边端协同的谐波溯源方法，采用了第一方案中所提供的基于云边端协同的谐波溯源系统，采用如下技术方案：
一种基于云边端协同的谐波溯源方法，包括：
谐波量测终端获取电网运行的实时谐波数据，上传至对接管理的边缘计算服务器；
边缘服务器基于所获取的实时谐波数据，判断是否在本地发起谐波溯源请求；
当边缘服务器发起本地谐波溯源请求时，根据不同的超标情况执行对应任务，通过边缘计算服务器的层级互动传递谐波溯源任务，最终将谐波溯源结果反馈给云计算服务器，完成基于云边端协同的谐波溯源；
当云计算服务器接收由系统用户发起的谐波溯源服务请求时，确定所述谐波溯源服务请求所卸载的边缘云服务器；接收谐波溯源服务请求的边缘云服务器执行谐波溯源任务，将谐波溯源结果反馈给云计算服务器，实现基于云边端协同的谐波溯源。
作为进一步的技术限定，在边缘服务器基于所获取的实时谐波数据，判断是否在本地发起谐波溯源请求的过程中，当单个终端发生谐波超标，边缘服务器发起观察请求，对谐波超标终端进行标记，观察被标记终端在规定时段内的超标情况；若被标记终端在观察时段内的电压畸变率超标时长占比超过规定阈值，边缘计算服务器发起本地谐波溯源服务请求，否则取消终端标记；系统所有溯源任务都基于观察时段内的量测数据计算。
进一步的，在所述当边缘服务器发起本地谐波溯源请求时，根据不同的超标情况执行对应任务的过程中，当级别较高的边缘服务器接收到来自低级边缘服务器的上行结果，由上行结果发起本地谐波溯源服务请求；基于边缘云服务器卸载所述中心模块的下行任务，由边缘云服务器决定本地执行还是继续卸载到局部边缘服务器。
作为进一步的技术限定，在谐波溯源方法包含区段谐波责任的划分，即以要划分谐波责任的监测点为起点，通过所在配电线路的量测终端的布点结构，逐层划分各个子区段，通过边缘计算服务器的层级关系逐渐细化谐波责任。
根据一些实施例，本申请的第三方案提供了一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：
一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本申请第二方面所述的基于云边端协同的谐波溯源方法中的步骤。
根据一些实施例，本申请的第四方案提供了一种电子设备，采用如下技术方案：
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本申请第二方面所述的基于云边端协同的谐波溯源方法中的步骤。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请中所提供的谐波溯源系统将实际工程的量测情况与配电网的溯源需求紧密结合，在不同的电压等级设置配套的溯源方案，在边缘侧发起责任划分需求，就近完成谐波溯源，产生更快的责任评估响应，极大降低了云端调用数据和评估计算的工作量；为谐波责任评估的层级互动设置了启动判据，快速判定计算任务是在本地执行还是上传至高一级服务器，方法简单实用；不受关注节点和量测终端布点的限制，对于辐射状配电网的任意量测配置方案、任意谐波次数的评估需求，均能通过逐级划分子区域评估谐波责任，具有极强的适应性和通用性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本申请实施例一中的基于云边端协同的谐波溯源系统的结构框图；
图2是本申请实施例一中的低压配电网边缘设备的部署示意图；
图3是本申请实施例一中的谐波溯源系统的云边端协同逻辑架构示意图；
图4是本申请实施例二中的基于云边端协同的谐波溯源方法的流程图；
图5（a）是本申请实施例二中的一种区段划分示意图；
图5（b）是本申请实施例二中的一种子区段划分示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本申请作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
本申请实施例一介绍了一种基于云边端协同的谐波溯源系统。
如图1所示的一种基于云边端协同的谐波溯源系统，包括：
终端模块，其被配置为采集用于反映电网实际运行工况的实时谐波数据，将所采集的数据传输给边缘模块；
边缘模块，其被配置为多个边缘云服务器，所述多个边缘计算服务器以变电站和台区为单位进行部署，根据电压等级实现边缘计算服务器之间的逐级管控，通过边缘计算服务器的层级互动传递谐波溯源任务；接收谐波溯源服务请求的边缘云服务器执行谐波溯源任务，将谐波溯源结果反馈给中心模块；
中心模块，其被配置为用于管控谐波溯源系统的云计算服务器，所述云计算服务器接收所述系统的用户发起的谐波溯源服务请求，确定所述谐波溯源服务请求所卸载的边缘云服务器，存储整个谐波溯源系统的最终溯源结果，根据扰动源台账匹配典型谐波源。
作为一种或多种实施方式，终端模块由部署在变电站配变低压侧及出线、台区配变低压侧及馈线、中低压配网关键用户的并网点的谐波量测终端组成。各量测终端实时采集谐波数据，上传至边缘模块。
变电站包含向地区用户供电为主的220kV、110kV和35kV变电站，其中，高压侧为220kV或110kV的变电站可称为地区变电站。在变电站配电变压器低压侧及出线安装量测终端，采集配变低压侧母线及各条出线的谐波数据。
台区为一台变压器的供电范围，在台区配电变压器低压侧及馈线安装量测终端，采集配变低压侧母线及各条馈线的谐波数据。
中低压配网关键用户，包含接入35kV、10kV和380V配电网的光伏、风电、电动汽车充电站、电弧炉、居民负荷等典型谐波扰动源。在并网谐波源较密集、产生谐波扰动较大的节点安装量测终端，采集各关键节点的谐波数据。
谐波数据包括A、B、C三相的相电压谐波畸变率、相电流谐波畸变率，单相各次谐波电压有效值、单相各次谐波电流有效值，监测数据的时间尺度不大于1分钟，即至少1分钟1个监测数值。
作为一种或多种实施方式，边缘模块由多个边缘云的边缘计算服务器组成，以变电站和台区为单位部署边缘计算服务器，管辖边缘云内所有终端。以地区变电站的配变低压侧为起点，其下游直至低压用户所包含的配电网区域构成单个边缘云。边缘云是一个分层结构，包括集中边缘云服务器和局部边缘云服务器；集中边缘云服务器集中控制整个边缘云计算网络；局部边缘云服务器按照电压等级依次逐级管控，负责局部范围内的终端管辖和溯源决策。
在如图2所示的中低压配电系统中，建立如图3所示的谐波溯源系统。边缘云I由110kV变电站配变低压侧到配网末端组成，边缘云服务器部署在110kV变电站，集中控制边缘云I内所有局部服务器；在下游的35kV变电站和台区部署局部服务器，35kV变电站边缘服务器的控制级别高于下游台区边缘服务器。
边缘模块所提供的服务包括：
①存储来自终端层的上行数据。变电站边缘服务器管辖站内配变低压侧及出线、到下一电压等级变电站/台区间的配电线路上部署的量测终端。台区边缘服务器管辖台区配变低压侧及馈线、台区下游关键用户并网节点部署的量测终端。
如图2和图3所示，边缘云I的边缘云服务器管辖的量测终端包含：安装在110kV变电站两个配变低压侧及所有出线、到下一电压等级变电站/台区间的配电线路上部署的量测终端。以10kV出线为例，安装在10kV出线I到台区I配变间的配电线路上的量测终端由边缘云服务器管辖。台区I的边缘服务器管辖台区I配变低压侧及馈线、台区I下游关键用户并网节点部署的量测终端。
②检查所管辖终端的谐波畸变情况，对超标终端进行观察后予以标记，由“终端被标记事件”发起本地谐波溯源服务请求。级别较低的边缘服务器判断溯源结果是否为最终结果，是就将结果上传至边缘云服务器，否则将结果上传至高一级的边缘服务器。边缘云服务器的本地溯源结果和所接收的来自低级边缘服务器的上行结果都上传至中心层。
③当级别较高的边缘服务器接收到来自低级边缘服务器的上行结果，由上行结果发起本地谐波溯源服务请求，将执行结果作为最终结果交付边缘云服务器。
如图3所示，边缘云I内，台区I执行本地溯源服务后，判断结果否为最终结果，是就上传至边缘云服务器，否则将结果上传至35kV变电站的边缘服务器。35kV变电站边缘服务器接收到来自台区I的上行结果后，执行本地溯源服务，再将溯源结果上传至边缘云服务器。边缘云服务器汇集来自低级边缘服务器的上行结果，上传至中心层的云服务器。
④来自中心层的下行任务在边缘云服务器卸载，由边缘云服务器决定本地执行还是继续卸载到局部边缘服务器。
如图3所示，中心层的下行任务若在边缘云I服务范围内，则将任务在边缘云I的边缘云服务器卸载，由边缘云服务器决定在本地执行还是继续卸载。
作为一种或多种实施方式，中心模块由云计算服务器组成，是谐波溯源系统的控制核心，部署在数据中心等集中化机房。
中心模块提供服务包括：①存储整个谐波溯源系统的最终溯源结果。如图3所示，云计算服务器储存由两个边缘云服务器上传的最终溯源结果，根据扰动源台账匹配主要谐波源；②管控所有边缘云服务器，当谐波溯源系统用户发起溯源请求，决定将计算任务卸载到哪个边缘云服务器，并将执行结果反馈给系统用户。
实施例二
本申请实施例二在实施例一的基础上介绍了一种基于云边端协同的谐波溯源方法。
如图4所示的一种基于云边端协同的谐波溯源方法，包括：
步骤S01：谐波量测终端获取电网运行的实时谐波数据，上传至对接管理的边缘计算服务器；边缘服务器基于所获取的实时谐波数据，判断是否在本地发起谐波溯源请求；
步骤S02：针对由“终端被标记事件”发起的本地谐波溯源服务请求，边缘计算服务器根据不同的终端超标情况设置对应的执行内容，并决定执行结果的交付对象；
步骤S03：当级别较高的边缘服务器接收到来自低级边缘服务器的上行结果，由上行结果发起本地谐波溯源服务请求；
步骤S04：边缘云服务器将本地溯源结果和所接收的来自低级边缘服务器的上行结果都上传至中心层；
步骤S05：谐波溯源系统用户可以在应用层任意标记终端，任意选择观察时段，向系统发起对被标记终端所在节点的谐波溯源请求。
作为一种或多种实施方式，在步骤S01中，边缘计算服务器将监测数据存储于本地存储单元，检查各终端的谐波畸变是否在国标允许范围内。当单个终端发生谐波超标，边缘服务器发起观察请求，对谐波超标终端进行标记，观察被标记终端在规定时段内的超标情况。若被标记终端在观察时段内的电压畸变率超标时长占比超过规定阈值，边缘计算服务器发起本地谐波溯源服务请求，否则取消终端标记。系统所有溯源任务都基于观察时段内的量测数据计算。
所述检查各终端的谐波畸变是否在国标允许范围内，对照国家标准《电能质量：公用电网谐波》（GB/T 14549-93）的要求。
所述当单个终端发生谐波超标，边缘服务器发起观察请求，对谐波超标终端进行标记，观察被标记终端在规定时段内的超标情况。具体包括：
边缘服务器发起观察请求，对谐波超标终端进行标记的同时开始计时，在事先设定的时段T(min)内，超标时长的规定阈值
Figure DEST_PATH_IMAGE001
计算如式(1)所示。
Figure 121228DEST_PATH_IMAGE002
(
Figure DEST_PATH_IMAGE003
)
其中，i为监测点的电压等级(kV)，
Figure 404441DEST_PATH_IMAGE004
为监测点总谐波电压畸变率的95%概率值，
Figure 226904DEST_PATH_IMAGE001
为国标规定的电压等级i kV的总谐波相电压畸变率限值。
若规定时段T内的电压畸变率超标时长占比超过规定阈值
Figure 821833DEST_PATH_IMAGE001
，边缘计算服务器发起本地谐波溯源服务请求，进入步骤S02；否则取消终端标记。
作为一种或多种实施方式，在步骤S02中，边缘计算服务器根据不同的终端超标情况设置对应的执行内容，具体为：
（1）若被标记终端位于配电变压器内部，即配变低压侧的母线谐波超标，本地谐波溯源服务的执行内容包括：①若母线的主要谐波来源是变压器上游，则结束本地溯源服务。若在局部边缘服务器内执行识别任务，则将该结果上传至高一级的边缘服务器，进入步骤S03；若在边缘云服务器内执行识别任务，则将该结果上传至云服务器，进入步骤S04。②若母线的主要谐波来源是终端下游，则首先利用配变低压侧及各出线的量测数据，对超标母线作集中式谐波责任划分，然后选择谐波责任最大的出线，利用该条出线上关键用户并网点的量测数据，作分散式的区段谐波责任划分，再结束本地溯源服务，将该结果上传至边缘云服务器。
如图2所示，当边缘云I中的35kV变电站配变低压侧发生母线谐波超标，若识别主要谐波来源在终端上游，则结束本地溯源服务，将结果上传给边缘云服务器。若识别主要谐波来源在终端下游，首先利用配变低压侧及各出线的量测数据，对超标母线作集中式谐波责任划分，得到谐波责任最大的为出线III；然后，利用出线III到台区II配变间的线路上部署的终端的量测数据，对出线III在35kV变电站内的监测点作分散式的区段谐波责任划分，再结束本地溯源服务；最后将结果上传给边缘云服务器，该结果为最终结果。
（2）若被标记终端位于配电线路，即关键用户的并网点谐波超标，本地谐波溯源服务的执行内容包括：利用被标记终端所在配电线路部署的终端的量测数据，对被标记终端所在监测点作分散式的区段谐波责任划分，再结束本地溯源服务，将该结果上传至边缘云服务器。
分散式的区段谐波责任划分，对应执行方案具体为：
以要划分谐波责任的监测点为起点，通过所在配电线路的量测终端的布点结构，由近及远向各支路末端逐层划分子区段，通过层级间运算逐渐细化谐波责任。
（1）量测终端筛选
假设该层级共有M个量测终端，有T个时间节点的监测数据，若M>T/2，则按照谐波畸变严重程度挑选T/2个量测终端进行责任评估。挑选方法为将M组监测数据在时段T内的总谐波电压畸变率95%概率值从大到小排序，取前T/2组数据，令M=T/2。若M<T/2，则M个量测终端全部参与责任评估计算。
（2）区段谐波责任划分
第1层子区段：设定区段划分起点为PCC点，以直接连接PCC点的量测终端为界，将其所在分支初步划分为谐波责任子区段。设定包含PCC点的子区段为背景区段，其他包含分支末端的子区段等效为单个集合性谐波源。如图5(a)所示，以编号4量测终端为PCC点，以直接连接编号4的编号1、3、5、6终端为界，在第1层划分了4个子区段。
PCC点的谐波电压与第1层子区段谐波电流的关系为：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
(2)
其中，
Figure 755154DEST_PATH_IMAGE006
为PCC点的h次谐波电压有效值；
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为编号N的量测终端的h次谐波电流有效值。式(2)可以等效为多元线性方程，利用偏最小二乘法回归进行求解，回归得到各谐波电流幅值的系数估计值，分别为
Figure 765311DEST_PATH_IMAGE008
和估计误差
Figure DEST_PATH_IMAGE009
。
所述采用偏最小二乘法回归，自变量X为各谐波源的h次谐波电流矩阵，因变量Y为PCC点的h次谐波电压矩阵：
Figure 227516DEST_PATH_IMAGE010
(3)
Figure DEST_PATH_IMAGE011
(4)
其中，
Figure 575321DEST_PATH_IMAGE012
为PCC点在各个采样时刻t1,t2,……，tT的h次谐波电压有效值；
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为编号N的量测终端在各个采样时刻t1,t2,……，t的h次谐波电流有效值。
编号N的量测终端下游子区段N对PCC点的谐波责任为：
Figure 781174DEST_PATH_IMAGE014
(5)
背景区段的谐波责任为：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
(6)
依据参与划分该层子区段的量测终端的谐波电压和电流数据，完成第1层谐波责任划分。
第2层子区段：检查第1层子区段中是否包含（1）中选定参与谐波责任划分的量测终端。若包含，则以该子区段参与第1层划分的量测终端为起点，以该子区段内直接连接子区段起点的量测终端为界，将其所在分支进一步划分为谐波责任子区段。依据参与划分该层子区段的量测终端的谐波电压和电流数据，完成第2层谐波责任划分。若不包含，则保存该子区段对应的谐波责任。
如图5(b)所示，以区段2为例，编号3终端的谐波电流与第2层子区段谐波电流的关系为：
Figure 648767DEST_PATH_IMAGE016
(7)
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
分别为编号3、7、8的量测终端的h次谐波电流有效值。利用偏最小二乘法回归进行求解，回归得到各谐波电流幅值的系数估计值，分别为
Figure 547453DEST_PATH_IMAGE018
和估计误差
Figure 116975DEST_PATH_IMAGE009
。
所述采用偏最小二乘法回归，自变量X为第2层子区段的h次谐波电流矩阵，因变量Y为编号3终端的h次谐波电流矩阵：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
(8)
Figure 126519DEST_PATH_IMAGE020
(9)
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
分别为编号为3、7、8的量测终端在各个采样时刻t1,t2,……，tT的h次谐波h次谐波电流有效值。
区段2的第2层子区段2-2、区段2-3对PCC点的谐波责任为：
Figure 848619DEST_PATH_IMAGE022
(10)
Figure DEST_PATH_IMAGE023
(11)
区段2-1的谐波责任为：
Figure 918206DEST_PATH_IMAGE024
(12)
同理，在第1层其他子区段的基础上，依据参与划分第2层子区段的量测终端的谐波电流数据，完成第2层谐波责任划分。
第3层及以上层级子区段：继续检查第2层新划分出的子区段内是否存在选定参与划分的量测终端，若包含，则重复第2层划分方法，逐层向分支末端细化子区域，直至所有被选定参与划分的量测终端都作为子区段的边界，划分结束。结束本地溯源服务，将所有子区段的谐波责任评估结果交付边缘云服务器存储。
作为一种或多种实施方式，在步骤S03中，针对由“来自低级边缘服务器的上行结果”发起的本地谐波溯源服务请求，边缘计算服务器的执行内容包括：针对被标记终端所在节点作区段谐波责任量化，将量化结果作为最终结果上传至边缘云服务器。
所述针对被标记终端所在节点作区段谐波责任量化，上述分散式区段谐波责任划分的执行方案一致。
如图2所示，当边缘云I中的边缘云服务器接收到来自35kV变电站配变低压侧的上行结果，由该上行结果在边缘云服务器发起本地谐波溯源服务请求。利用出线II到35kV变电站配变间的线路上部署的终端的量测数据，以距离35kV变电站配变高压侧最近的监测点为起点，对该点作分散式的区段谐波责任划分，再结束本地溯源服务；最后将结果交付给边缘云服务器的存储单元，该结果为最终结果。
作为一种或多种实施方式，在步骤S04中，针对来自边缘云服务器的上行结果，云计算服务器首先判断该结果类型。若上行结果为区段谐波责任量化结果，则云服务器存储后作可视化展示，并根据扰动源统计台账，在谐波责任大的区段内匹配主要谐波贡献对象；若为主要源识别结果，云服务器存储后通知管理人员作其余检查工作。
如图2所示，当边缘云I中110kV变电站10kV母线发生超标，边缘云服务器判断主要谐波来源是终端上游，则结束本地溯源服务。该识别结果被云计算服务器接收后，判断为主要源识别结果，不是最终结果，则云服务器存储后通知管理人员作其余检查工作。对于边缘云服务器执行本地溯源服务得到的区段谐波责任量化结果，以及来自低级边缘服务器的上行结果，被云计算服务器接收均判断为最终结果。云服务器存储最终结果后作谐波责任的可视化展示，并根据扰动源统计台账，在谐波责任大的区段内匹配主要谐波贡献对象。
作为一种或多种实施方式，在步骤S05中，系统基于观察时段内的量测数据开展谐波溯源计算工作。云计算服务器将任务卸载给对应边缘云服务器，由边缘云服务器决定本地执行还是继续卸载到局部边缘服务器。接收计算任务的边缘服务器执行溯源任务，经过逐层上报，云服务器存储最终溯源结果，并将执行结果反馈给系统用户。
如图2和图3所示，当系统用户在应用层标记了部署于台区I配变低压侧的终端，并指定观察时段。首先，云计算服务器将任务卸载给边缘云I的边缘云服务器；然后，边缘云服务器决定将该任务继续卸载到台区I的边缘服务器；接着，台区I边缘服务器按照步骤2执行溯源任务，将溯源结果反馈给边缘云服务器，边缘云服务器将结果反馈给云服务器；最后，云服务器存储最终溯源结果，并将执行结果反馈给系统用户。
本实施例在变电站和台区的配电设备、中低压配网线路部署谐波量测终端，以变电站和台区为单位部署边缘计算服务器，各边缘服务器按照电压等级向下逐级管控，谐波溯源系统的云计算服务器部署于数据中心等集中化机房；根据电压等级和电网运行情况执行对应的服务方案，通过边缘计算环境的层级溯源互动，在终端附近完成谐波溯源，实现云边端协同的谐波源定位和责任评估。
实施例三
本申请实施例三提供了一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本申请实施例二所述的基于云边端协同的谐波溯源方法中的步骤。
详细步骤与实施例二提供的基于云边端协同的谐波溯源方法相同，在此不再赘述。
实施例四
本申请实施例四提供了一种电子设备。
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本申请实施例二所述的基于云边端协同的谐波溯源方法中的步骤。
详细步骤与实施例二提供的基于云边端协同的谐波溯源方法相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于云边端协同的谐波溯源系统，其特征在于，包括：
终端模块，其被配置为采集用于反映电网实际运行工况的实时谐波数据，将所采集的数据传输给边缘模块；
边缘模块，其被配置为多个边缘云服务器，所述多个边缘计算服务器以变电站和台区为单位进行部署，根据电压等级实现边缘计算服务器之间的逐级管控，通过边缘计算服务器的层级互动传递谐波溯源任务；接收谐波溯源服务请求的边缘云服务器执行谐波溯源任务，将谐波溯源结果反馈给中心模块；
中心模块，其被配置为用于管控谐波溯源系统的云计算服务器，所述云计算服务器接收所述系统的用户发起的谐波溯源服务请求，确定所述谐波溯源服务请求所卸载的边缘云服务器，存储整个谐波溯源系统的最终溯源结果，根据扰动源台账匹配典型谐波源。
2.如权利要求1中所述的一种基于云边端协同的谐波溯源系统，其特征在于，所述终端模块采用谐波量测终端，所述谐波量测终端设置在变电站配变低压侧及出线、台区配变低压侧及馈线，以及中低压配网关键用户的并网点处。
3.如权利要求1中所述的一种基于云边端协同的谐波溯源系统，其特征在于，所述边缘模块存储所述终端模块传输的上行数据；同时，检查所管辖终端的谐波畸变情况，观察并标记谐波畸变情况超过规定阈值的终端，通过“终端被标记事件”发起本地谐波溯源服务请求；当级别高的边缘服务器接收来自低级别的边缘服务器的上行结果，由上行结果发起本地谐波溯源服务请求，将执行结果交付边缘云服务器；基于边缘云服务器卸载所述中心模块的下行任务，由边缘云服务器决定本地执行还是继续卸载到局部边缘服务器。
4.如权利要求1中所述的一种基于云边端协同的谐波溯源系统，其特征在于，所述边缘云服务器包括集中边缘云服务器和局部边缘云服务器；所述集中边缘云服务器集中控制整个边缘云计算网络；所述局部边缘云服务器按照电压等级依次逐级管控，负责局部范围内的终端管辖和溯源决策。
5.如权利要求1中所述的一种基于云边端协同的谐波溯源系统，其特征在于，所述中心模块存储所述谐波溯源系统的溯源结果，根据云计算服务器的结果匹配谐波源；管控所有边缘云服务器，当发起溯源请求，决定将计算任务卸载到哪个边缘云服务器，并将谐波溯源结果反馈给所述云计算服务器和所述终端模块。
6.一种基于云边端协同的谐波溯源方法，采用了如权利要求1-5中任一项所述的基于云边端协同的谐波溯源系统，其特征在于，包括：
谐波量测终端获取电网运行的实时谐波数据，上传至对接管理的边缘计算服务器；
边缘服务器基于所获取的实时谐波数据，判断是否在本地发起谐波溯源请求；
当边缘服务器发起本地谐波溯源请求时，根据不同的超标情况执行对应任务，通过边缘计算服务器的层级互动传递谐波溯源任务，最终将谐波溯源结果反馈给云计算服务器，完成基于云边端协同的谐波溯源；
当云计算服务器接收由系统用户发起的谐波溯源服务请求时，确定所述谐波溯源服务请求所卸载的边缘云服务器；接收谐波溯源服务请求的边缘云服务器执行谐波溯源任务，将谐波溯源结果反馈给云计算服务器，实现基于云边端协同的谐波溯源。
7.如权利要求6中所述的一种基于云边端协同的谐波溯源方法，其特征在于，在边缘服务器基于所获取的实时谐波数据，判断是否在本地发起谐波溯源请求的过程中，当单个终端发生谐波超标，边缘服务器发起观察请求，对谐波超标终端进行标记，观察被标记终端在规定时段内的超标情况；若被标记终端在观察时段内的电压畸变率超标时长占比超过规定阈值，边缘计算服务器发起本地谐波溯源服务请求，否则取消终端标记；系统所有溯源任务都基于观察时段内的量测数据计算；
在所述当边缘服务器发起本地谐波溯源请求时，根据不同的超标情况执行对应任务的过程中，当级别较高的边缘服务器接收到来自低级边缘服务器的上行结果，由上行结果发起本地谐波溯源服务请求；基于边缘云服务器卸载所述中心模块的下行任务，由边缘云服务器决定本地执行还是继续卸载到局部边缘服务器。
8.如权利要求6中所述的一种基于云边端协同的谐波溯源方法，其特征在于，在谐波溯源方法包含区段谐波责任的划分，即以要划分谐波责任的监测点为起点，通过所在配电线路的量测终端的布点结构，逐层划分各个子区段，通过边缘计算服务器的层级关系逐渐细化谐波责任。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求6-8中任一项所述的基于云边端协同的谐波溯源方法中的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求6-8中任一项所述的基于云边端协同的谐波溯源方法中的步骤。
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