CN117477794B - 基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统及方法，涉及配电站用电管理技术领域，为了解决配电站数据在传输时不稳定以及在网关机内进行数据交换时过于单一的问题。本发明的线路交换引入的时延很小，而且交换机对数据不加处理，当配电站数据的批量过大时即可采用线路交换的方式进行交换，报文交换不依赖于特定的网络拓扑结构，可以灵活地适应各种不同的网络环境，报文交换具有自动恢复功能，当网络出现故障时，能够自动重新连接并继续传输数据，根据配电站数据的容量数据选择容量数据数值小于传输信道的信道剩余容量数值的通信信道，从而进一步的提高了配电站数据传输的速度。
Description
技术领域
本发明涉及配电站用电管理技术领域，具体为基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统及方法。
背景技术
配电站用电管理是指对配电站的用电设备、用电监测、安全管理、能耗管理、电力调度、事故处理、节能减排及电力需求侧管理等方面的综合管理。
公开号为CN110707821A的中国专利公开了一种基于云平台的智慧用电管理系统，主要通过配电站定位模块对配电站的位置信息进行监控，从而在配电站进行管理、运维时，云平台能够实时监控配电站，温湿度检测模块的设置，使得云平台能够实时监控配电站的温度、湿度，确保配电站处于正常的工作状态，上述专利虽然解决了电力管理的问题，但是在实际操作中还存在以下问题：
1.当配电站数据交换完成后，没有对配电站数据进行进一步的数据对比，从而导致获取的配电站数据对应的设备出现异常后无法及时发现。
2.没有根据配电站数据的长度选择对应的传输通道，从而导致数据传输过慢，同时当数据传输至网关机内时，数据交换的方式过于单一，从而导致数据传输不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统及方法，线路交换引入的时延很小，而且交换机对数据不加处理，当配电站数据的批量过大时即可采用线路交换的方式进行交换，报文交换不依赖于特定的网络拓扑结构，可以灵活地适应各种不同的网络环境，报文交换具有自动恢复功能，当网络出现故障时，能够自动重新连接并继续传输数据，根据配电站数据的容量数据选择容量数据数值小于传输信道的信道剩余容量数值的通信信道，从而进一步的提高了配电站数据传输的速度，可以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，包括：
用电数据管理单元，用于：
根据配电站的电力管理类别，将不同类别的配电站数据分别进行获取，不同类别的配电站数据确认后，根据类别属性进行独立存储，并将独立存储完成的配电站数据进行唯一编码标号；
用电数据交换单元，用于：
基于用电数据管理单元中获取的不同类别的配电站数据，根据不同类别的配电站数据大小选择对应的网关机传输信道，配电站数据传输至网关机内后进行配电站数据进行数据格式转换，数据格式转换完成后根据转换数据属性进行属性区分，属性区分完成后对转换数据进行存储，并对存储完成的数据标注为交换数据；
用电监控警报单元，用于：
基于用电数据交换单元中获取的交换数据，将交换数据与该交换数据属性对应的标准用电数据进行数据对比，并将数据对比结果进行存储，将数据对比结果进行等级判断，根据数据对比结果的等级判断该数据是否存在异常风险，并对存有异常风险的数据进行警报处理。
优选的，所述用电数据管理单元，包括：
用电设备维护模块，用于：
将配电站中电力设备的日常检查数据、维护数据和检修数据进行获取；
其中，电力设备包括变压器、断路器、电流互感器、电压互感器，电力设备的日常检查数据为对电力设备的外观检测数据和运行状态数据；
维护数据为对电力设备的清洁、润滑、紧固、调整和保养的数据；
检修数据为对电力设备的内部零件磨损数据；
电力消耗监测模块，用于：
根据电量计量装置对配电站中的电表进行电量计量，其中，电表安装在配电站的各个设备中；
电量计量装置对电力消耗数据采集完成后，将数据传输至电力消耗数据采集终端，通过电力消耗数据采集终端进行统一存储，并且当电力消耗数据采集时，对采集数据的时间进行标注；
电力安全监测模块，用于：
定期对配电站内的设备以及消防设备进行安全检查，并将检查结果进行记录，同时，对工作人员进行定期安全教育测试；
其中，安全教育测试数据从安全管理数据库中进行获取，通过线上安全管理平台进行统一测试，测试完成后将测试结果进行记录。
优选的，电力消耗监测模块，包括：
第一数据信息获取模块，用于实时获取电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的次数，作为第一数据信息；其中，单位时间的取值范围为3s-5s；
第二数据信息获取模块，用于实时获取电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的每次采集电力消耗数据对应的数据量，作为第二数据信息；
因子获取模块，用于利用电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的次数和电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的每次采集电力消耗数据对应的数据量设置数据传输时间间隔因子；其中，数据传输时间间隔因子通过如下公式获取：
；
；
其中，S表示数据传输时间间隔因子；S0表示数据传输时间间隔因子基准值；n表示单位时间对应的数据采集次数；m表示已经历的单位时间的个数；nj表示第j个单位时间对应的数据采集次数；e表示常数；Ci表示第j个单位时间内第i次数据采集时对应的采集数据量；C0表示预设的数据量阈值；Cp表示第j个单位时间内的n次数据采集次数对应的每次平均数据采集量；
时间间隔设置模块，用于利用数据时间间隔因子设置向电力消耗数据采集终端进行数据传输的数据传输时间间隔。
优选的，时间间隔设置模块包括：
因子信息提取模块，用于提取数据时间间隔因子；
最大数据传输提取模块，用于提取电量计量装置与电力消耗数据采集终端之间的通信信道单位时间内的最大数据传输量；其中，电量计量装置与电力消耗数据采集终端之间的通信信道单位时间的取值为1s-2s；
数据时间间隔设置模块，用于利用数据时间间隔因子和电量计量装置与电力消耗数据采集终端之间的通信信道单位时间内的最大数据传输量设置数据时间间隔，其中，数据传输时间间隔通过如下公式获取：
；
其中，T表示数据时间间隔；T0表示预设的基准时间间隔；S0表示数据传输时间间隔因子基准值；Cxp表示每个单位时间获取的平均数据量；Cmax表示所述电量计量装置与所述电力消耗数据采集终端之间的通信信道单位时间内的最大数据传输量。
优选的，时间间隔设置模块，还包括：
采集次数实时监测模块，用于实时监测电量计量装置的单位时间内的数据采集次数；
变化幅度数值获取模块，用于根据每个单位时间内的数据采集次数获取每相邻两个单位时间内的数据采集次数的变化幅度数值；
幅度平均值获取模块，用于根据每相邻两个单位时间内的数据采集次数的变化幅度数值确定每相邻两个数据采集次数的变化幅度对应的幅度平均值；
幅度比较结果获取模块，用于将每相邻两个数据采集次数的变化幅度对应的幅度平均值与预设的幅度阈值进行比较，获得幅度比较结果；
因子调整模块，用于当幅度比较结果表示当前每相邻两个数据采集次数的变化幅度对应的幅度平均值超过预设的幅度阈值时，则对数据传输时间间隔因子进行调整，其中，数据传输时间间隔因子通过如下公式调整；
；
其中，St表示调整后的数据传输时间间隔因子；f0表示预设的幅度阈值；f表示当所述每相邻两个数据采集次数的变化幅度对应的幅度平均值超过预设的幅度阈值时，对应的幅度平均值；S表示数据传输时间间隔因子；Q表示调整因子；fc表示每相邻两次数据采集对应的采集数据量的平均数据浮动比率。
优选的，所述用电数据管理单元，还包括：
节能管理模块，用于：
根据负荷控制、能量回收和噪音控制对配电站中的设备进行管理；
其中，负荷控制是通过调整配电站中设备的运行状态和工作时间，并对运行状态和工作时间调整完成的设备数据进行记录；
能量回收是通过太阳能、风能进行再生能源发电，并对通过再生能源发电数据进行记录；
噪音控制是对配电站内的设备进行降噪处理，并对降噪处理完成的配电站内的设备噪音数据进行记录；
电力数据管理模块，用于：
根据对配电站内设备进行电力档案管理，其中，先建立电力档案，再对配电站内的设备的购销存、维护保养信息进行记录；
同时建立报表统计，定期生成电力报表，统计各设备的电力消耗情况、运行状态信息。
优选的，所述用电数据交换单元，包括：
传输信道确认模块，用于：
将不同类型的配电站数据进行确认，确认完成后对每个类型的配电站数据的长度数据进行获取，将配电站数据的长度数据转换为容量数据，并对配电站数据的容量数据进行确认；
当配电站数据传输至网关机内时，对传输信道进行确认，其中，先确认传输信道的数量，传输信道数量不少于三条；
对每个传输信道的当前传输速度和信道剩余容量进行确认；
根据配电站数据的容量数据选择对应的传输信道，其中，配电站数据的容量数据数值小于传输信道的信道剩余容量数值；
确认传输信道后将配电站数据传输至网关机内。
优选的，所述用电数据交换单元，还包括：
数据交换模块，用于：
根据传输至网关机内的配电站数据，将配电站数据根据网关机的格式需要进行格式转换，其中，网关机的格式通过工作人员设定；
将格式转换完成的配电站数据进行线路交换和报文交换；
其中，线路交换为在网关机内建立一条暂时的数据电路，电路接通后将配电站数据进行传输，直至配电站数据传输完毕，配电站数据传输完毕后将数据电路进行关闭。
优选的，所述数据交换模块，还用于：
报文交换为配电站数据在进行报文交换之前，先将配电站数据封装成一个完成的报文，其中，封装是指将配电站数据按照预订的格式进行包装；
配电站数据封装完成后进行校验，当配电站数据校验无误后将报文从物理信号转换为原始数据，并提取出报文头部和主体部分，再根据报文的格式进行封装解封；
其中，解封为将报文从外部的包装中原出原始的数据；
当配电站数据校验有误后，将配电站数据进行二次校验，若二次校验仍然有误，则将该配电站数据标注为异常数据，并将该配电站数据反馈至显示终端。
优选的，所述用电监控警报单元，还用于：
将交换数据与该交换数据属性对应的标准用电数据的数据对比结果进行确认；
对比结果确认完成后根据结果阈值对对比结果进行等级判断，其中，对比结果的等级分为一类等级、二类等级和三类等级；
当对比结果阈值小于预设阈值时，则该对比结果为一类等级；
当对比结果阈值在预设阈值内时，则该对比结果为二类等级；
当对比结果阈值大于预设阈值时，则该对比结果为三类等级；
二类等级为合格范围内等级，当对比结果为二类等级时，不进行警报处理；
一类等级和三类等级均为异常风险的等级，当对比结果为一类等级和三类等级时，则进行警报处理。
本发明提供另一种技术方案，基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统的方法，包括以下步骤：
第一步：先通过用电数据管理单元将配电站中各个区域内的配电站数据进行获取；
第二步：配电站数据获取后通过用电数据交换单元将获取的配电站数据选择对应的通信信道传输至网关机内，将网关机内的配电站数据进行报文转换和电路转换；
第三步：通过用电监控警报单元将转换完成的交换数据与标准配电站数据进行数据对比，根据对比结果进行异常风险检测，并对有异常风险的数据进行警报处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明提供的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统及方法，线路交换引入的时延很小，而且交换机对数据不加处理，当配电站数据的批量过大时即可采用线路交换的方式进行交换，报文交换不依赖于特定的网络拓扑结构，可以灵活地适应各种不同的网络环境，报文交换具有自动恢复功能，当网络出现故障时，能够自动重新连接并继续传输数据。
2.本发明提供的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统及方法，根据配电站数据的容量数据选择容量数据数值小于传输信道的信道剩余容量数值的通信信道，从而进一步的提高了配电站数据传输的速度，不会出现传输堵塞导致传输失败的问题。
3.本发明提供的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统及方法，根据对比结果对配电站数据进行等级的划分，可以有效的发现配电站数据对应的设备是否出现异常情况，进一步的提高了配电站设备使用的安全性，当配电站数据对应的设备出现异常情况后，根据对比结果的等级进行警报处理，进一步的提高了工作人员在工作时的安全性。
附图说明
图1为本发明的整体模块示意图；
图2为本发明的整体流程示意图。
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。
为了解决现有技术中，对配电站数据进行获取时，没有进行更详细的数据获取，从而导致在进行网关机数据交换时数据不完成的问题，请参阅图1和图2，本实施例提供以下技术方案：
基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，包括：
用电数据管理单元，用于：
根据配电站的电力管理类别，将不同类别的配电站数据分别进行获取，不同类别的配电站数据确认后，根据类别属性进行独立存储，并将独立存储完成的配电站数据进行唯一编码标号；
用电数据交换单元，用于：
基于用电数据管理单元中获取的不同类别的配电站数据，根据不同类别的配电站数据大小选择对应的网关机传输信道，配电站数据传输至网关机内后进行配电站数据进行数据格式转换，数据格式转换完成后根据转换数据属性进行属性区分，属性区分完成后对转换数据进行存储，并对存储完成的数据标注为交换数据；
用电监控警报单元，用于：
基于用电数据交换单元中获取的交换数据，将交换数据与该交换数据属性对应的标准用电数据进行数据对比，并将数据对比结果进行存储，将数据对比结果进行等级判断，根据数据对比结果的等级判断该数据是否存在异常风险，并对存有异常风险的数据进行警报处理。
具体的
所述用电数据管理单元，包括：
用电设备维护模块，用于：
将配电站中电力设备的日常检查数据、维护数据和检修数据进行获取；
其中，电力设备包括变压器、断路器、电流互感器、电压互感器，电力设备的日常检查数据为对电力设备的外观检测数据和运行状态数据；
维护数据为对电力设备的清洁、润滑、紧固、调整和保养的数据获取；
检修数据为对电力设备的内部零件磨损数据；
电力消耗监测模块，用于：
根据电量计量装置对配电站中的电表进行电量计量，其中，电表安装在配电站的各个设备中；
电量计量装置对电力消耗数据采集完成后，将数据传输至电力消耗数据采集终端，通过电力消耗数据采集终端进行统一存储，并且当电力消耗数据采集时，对采集数据的时间进行标注；
电力安全监测模块，用于：
定期对配电站内的设备以及消防设备进行安全检查，并将检查结果进行记录，同时，对工作人员进行定期安全教育测试；
其中，安全教育测试数据从安全管理数据库中进行获取，通过线上安全管理平台进行统一测试，测试完成后将测试结果进行记录。
具体的，电力消耗监测模块，包括：
第一数据信息获取模块，用于实时获取电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的次数，作为第一数据信息；其中，单位时间的取值范围为3s-5s；
第二数据信息获取模块，用于实时获取电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的每次采集电力消耗数据对应的数据量，作为第二数据信息；
因子获取模块，用于利用电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的次数和电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的每次采集电力消耗数据对应的数据量设置数据传输时间间隔因子；其中，数据传输时间间隔因子通过如下公式获取：
；
；
其中，S表示数据传输时间间隔因子；S0表示数据传输时间间隔因子基准值；n表示单位时间对应的数据采集次数；m表示已经历的单位时间的个数；nj表示第j个单位时间对应的数据采集次数；e表示常数；Ci表示第j个单位时间内第i次数据采集时对应的采集数据量；C0表示预设的数据量阈值；Cp表示第j个单位时间内的n次数据采集次数对应的每次平均数据采集量；
时间间隔设置模块，用于利用数据时间间隔因子设置向电力消耗数据采集终端进行数据传输的数据传输时间间隔。
上述技术方案的技术效果为：实时性和精确性：通过第一数据信息获取模块和第二数据信息获取模块，系统可以实时获取电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的次数和每次采集电力消耗数据对应的数据量。这确保了数据的实时性和精确性。
自适应性：因子获取模块利用电量计量装置在单位时间内的数据采集次数和每次采集电力消耗数据的数据量来设置数据传输时间间隔因子。这个因子可以自适应地调整数据传输的时间间隔，以适应不同的数据采集情况和数据量需求。
减少网络负载：通过自适应地调整数据传输时间间隔，系统可以更有效地控制数据传输频率，减少了对网络的负载。这有助于提高数据传输的效率，减少不必要的网络拥塞。
优化电力消耗：通过合理地设置数据传输时间间隔，系统可以降低终端设备的能耗，因为数据传输通常是终端设备中较大电力消耗的一部分。这有助于节省能源和降低运营成本。
数据量控制：方案中还考虑了每次平均数据采集量和数据量阈值，以确保数据传输量在合理范围内，从而有效地控制了数据量。
综上所述，该技术方案通过实时性、自适应性和数据量控制，可以提高电力消耗数据的采集和传输效率，同时降低了网络负载和电力消耗，从而提高了整个系统的性能和可维护性。
具体的，时间间隔设置模块包括：
因子信息提取模块，用于提取数据时间间隔因子；
最大数据传输提取模块，用于提取电量计量装置与电力消耗数据采集终端之间的通信信道单位时间内的最大数据传输量；其中，电量计量装置与电力消耗数据采集终端之间的通信信道单位时间的取值为1s-2s；
数据时间间隔设置模块，用于利用数据时间间隔因子和电量计量装置与电力消耗数据采集终端之间的通信信道单位时间内的最大数据传输量设置数据时间间隔，其中，数据传输时间间隔通过如下公式获取：
；
其中，T表示数据时间间隔；T0表示预设的基准时间间隔；S0表示数据传输时间间隔因子基准值；Cxp表示每个单位时间获取的平均数据量；Cmax表示所述电量计量装置与所述电力消耗数据采集终端之间的通信信道单位时间内的最大数据传输量。
上述技术方案的技术效果为：实时性和精确性：通过第一数据信息获取模块和第二数据信息获取模块，系统可以实时获取电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的次数和每次采集电力消耗数据对应的数据量。这确保了数据的实时性和精确性。
自适应性：因子信息提取模块根据实际情况提取数据时间间隔因子。这个因子可以根据通信信道的最大数据传输量和每个单位时间获取的平均数据量来自适应地调整数据时间间隔，以适应不同的通信信道状况和数据量需求。
最大数据传输优化：通过考虑通信信道单位时间内的最大数据传输量，系统可以确保在最大传输容量下进行数据传输。这有助于提高数据传输的效率，最大程度地利用可用的通信带宽。
减少网络负载：通过自适应地调整数据时间间隔，系统可以更有效地控制数据传输频率，减少了对网络的负载。这有助于提高数据传输的效率，减少不必要的网络拥塞。
数据量控制：方案中还考虑了每个单位时间获取的平均数据量，以确保数据传输量在合理范围内，从而有效地控制了数据量。
综上所述，该技术方案通过实时性、自适应性和数据量控制，可以提高电力消耗数据的采集和传输效率，同时降低了网络负载和电力消耗，从而提高了整个系统的性能和可维护性。
具体的，时间间隔设置模块，还包括：
采集次数实时监测模块，用于实时监测电量计量装置的单位时间内的数据采集次数；
变化幅度数值获取模块，用于根据每个单位时间内的数据采集次数获取每相邻两个单位时间内的数据采集次数的变化幅度数值；
幅度平均值获取模块，用于根据每相邻两个单位时间内的数据采集次数的变化幅度数值确定每相邻两个数据采集次数的变化幅度对应的幅度平均值；
幅度比较结果获取模块，用于将每相邻两个数据采集次数的变化幅度对应的幅度平均值与预设的幅度阈值进行比较，获得幅度比较结果；
因子调整模块，用于当幅度比较结果表示当前每相邻两个数据采集次数的变化幅度对应的幅度平均值超过预设的幅度阈值时，则对数据传输时间间隔因子进行调整，其中，数据传输时间间隔因子通过如下公式调整；
；
其中，St表示调整后的数据传输时间间隔因子；f0表示预设的幅度阈值；f表示当所述每相邻两个数据采集次数的变化幅度对应的幅度平均值超过预设的幅度阈值时，对应的幅度平均值；S表示数据传输时间间隔因子；Q表示调整因子；fc表示每相邻两次数据采集对应的采集数据量的平均数据浮动比率。
上述技术方案的技术效果为：实时监测与自适应调整：通过采集次数实时监测模块，系统能够实时监测电量计量装置单位时间内的数据采集次数，并通过变化幅度数值获取模块和幅度平均值获取模块计算出相邻两个单位时间内的数据采集次数的变化幅度和幅度平均值。这使得系统能够快速响应采集需求的变化，并根据数据采集情况自适应地调整数据传输时间间隔因子，以优化数据采集和传输效率。
数据传输优化：幅度比较结果获取模块将幅度平均值与预设的幅度阈值进行比较，以确定是否需要调整数据传输时间间隔因子。这有助于系统在数据采集需求波动时，灵活地调整数据传输频率，以达到数据传输的最优效果。
稳定性与可靠性：通过对数据传输时间间隔因子的调整，系统可以有效地维持采集和传输的稳定性，并确保数据的可靠性。这有助于防止数据传输中的潜在问题，提高了系统的稳定性和可靠性。
减少资源浪费：因子调整模块根据实际需求调整数据传输时间间隔因子，防止数据传输频率过高导致的不必要的资源浪费。这有助于降低系统成本和能源消耗。
自动化和智能化：整个系统在数据传输时间间隔的调整过程中是自动化的，根据实际情况自适应地进行调整，减轻了操作员的负担，提高了系统的智能性。
综上所述，该技术方案通过实时监测和自适应调整数据传输时间间隔，以及对数据传输频率的优化控制，可以提高数据采集和传输的效率、稳定性和可靠性，同时减少资源浪费，实现智能化的数据传输管理。
节能管理模块，用于：
根据负荷控制、能量回收和噪音控制对配电站中的设备进行管理；
其中，负荷控制是通过调整配电站中设备的运行状态和工作时间，并对运行状态和工作时间调整完成的设备数据进行记录；
能量回收是通过太阳能、风能进行再生能源发电，并对通过再生能源发电数据进行记录；
噪音控制是对配电站内的设备进行降噪处理，并对降噪处理完成的配电站内的设备噪音数据进行记录；
电力数据管理模块，用于：
根据对配电站内设备进行电力档案管理，其中，先建立电力档案，再对配电站内的设备的购销存、维护保养信息进行记录；
同时建立报表统计，定期生成电力报表，统计各设备的电力消耗情况、运行状态信息。
具体的，通过用电设备维护模块对配电站内的变压器、断路器、电流互感器、电压互感器进行外观和运作状态的检测，确保设备检测无异常，并将检测数据进行记录，同时，制定电力设备的维护流程，包括清洁、润滑、紧固、调整等，定期对设备进行保养，以延长设备的使用寿命，对电力设备进行定期检修，检查内部零件磨损情况，进行必要的更换和修复。同时，进行预防性试验，确保设备的安全性能，通过电力消耗监测模块对配电站内的设备电力消耗数据进行监测，通过安装电表对各个设备的电力消耗进行计量，了解设备在不同时间段的电力消耗情况，利用数据采集器对配电站内的电力数据进行分析和采集，通过比较历史数据与当前数据的变化情况，判断设备的电力消耗是否异常，将配电站内电力消耗的情况数据进行记录，通过电力安全监测模块制定配电站安全管理制度，规范工作人员的行为，定期对配电站内的设备进行安全检查，确保其正常运行；加强安全教育，提高工作人员的安全意识；设置消防设施，制定应急预案，保证在突发情况下迅速采取应对措施，通过节能管理模块调整设备的运行状态和工作时间，有效控制配电站的电力负荷，降低电力消耗，利用可再生能源进行发电，减少化石燃料的消耗，同时降低污染物排放，对配电站内设备进行降噪处理，如加装隔音设施、更换低噪音设备等，以减少噪音对周围环境和工作人员的干扰，并对每个数据进行记录，通过电力数据管理模块建立电力档案，记录配电站内设备的购销存、维护保养等信息，以方便查询和管理，定期生成电力报表，统计各设备的电力消耗情况、运行状态等信息，以便于评估和管理，通过对配电站内每个区域中每个类别的数据进行数据记录和统一，更便于后期数据交换的便捷性。
为了解决现有技术中，当配电站数据在进行网关机传输时，没有根据配电站数据的长度选择对应的传输通道，从而导致数据传输过慢，同时当数据传输至网关机内时，数据交换的方式过于单一，从而导致数据传输不稳定的问题，请参阅图1和图2，本实施例提供以下技术方案：
所述用电数据交换单元，包括：
传输信道确认模块，用于：
将不同类型的配电站数据进行确认，确认完成后对每个类型的配电站数据的长度数据进行获取，将配电站数据的长度数据转换为容量数据，并对配电站数据的容量数据进行确认；
当配电站数据传输至网关机内时，对传输信道进行确认，其中，先确认传输信道的数量，传输信道数量不少于三条；
对每个传输信道的当前传输速度和信道剩余容量进行确认；
根据配电站数据的容量数据选择对应的传输信道，其中，配电站数据的容量数据数值小于传输信道的信道剩余容量数值；
确认传输信道后将配电站数据传输至网关机内。
数据交换模块，用于：
根据传输至网关机内的配电站数据，将配电站数据根据网关机的格式需要进行格式转换，其中，网关机的格式通过工作人员设定；
将格式转换完成的配电站数据进行线路交换和报文交换；
其中，线路交换为在网关机内建立一条暂时的数据电路，电路接通后将配电站数据进行传输，直至配电站数据传输完毕，配电站数据传输完毕后将数据电路进行关闭。
报文交换为配电站数据在进行报文交换之前，先将配电站数据封装成一个完成的报文，其中，封装是指将配电站数据按照预订的格式进行包装；
配电站数据封装完成后进行校验，当配电站数据校验无误后将报文从物理信号转换为原始数据，并提取出报文头部和主体部分，再根据报文的格式进行封装解封；
其中，解封为将报文从外部的包装中原出原始的数据；
当配电站数据校验有误后，将配电站数据进行二次校验，若二次校验仍然有误，则将该配电站数据标注为异常数据，并将该配电站数据反馈至显示终端。
具体的，配电站数据的容量数据确认完成后，对传输通信信道的传输速度和信道剩余容量进行确认，根据配电站数据的容量数据选择容量数据数值小于传输信道的信道剩余容量数值的通信信道，从而进一步的提高了配电站数据传输的速度，不会出现传输堵塞导致传输失败的问题，通过数据交换模块将配电站数据进行线路交换和报文交换，其中，线路交换引入的时延很小，而且交换机对数据不加处理，当配电站数据的批量过大时即可采用线路交换的方式进行交换，线路交换是点到点的传输方式，数据传输可靠性高，延迟时间短。这使得线路交换网络能够满足各种配电站数据传输需求，报文交换不同于线路交换，它无需在两个站点之间建立一条专用通路，其数据传输的单位是报文，传送过程采用存储转发的方式，报文包含了要发送的数据的完整信息，长短不一致，长度不限但可变，同时，报文交换不依赖于特定的网络拓扑结构，可以灵活地适应各种不同的网络环境，报文交换具有自动恢复功能，当网络出现故障时，能够自动重新连接并继续传输数据。
为了解决现有技术中，当配电站数据交换完成后，没有对配电站数据进行进一步的数据对比，从而导致获取的配电站数据对应的设备出现异常后无法及时发现的问题，请参阅图1和图2，本实施例提供以下技术方案：
所述用电监控警报单元，还用于：
将交换数据与该交换数据属性对应的标准用电数据的数据对比结果进行确认；
对比结果确认完成后根据结果阈值对对比结果进行等级判断，其中，对比结果的等级分为一类等级、二类等级和三类等级；
当对比结果阈值小于预设阈值时，则该对比结果为一类等级；
当对比结果阈值在预设阈值内时，则该对比结果为二类等级；
当对比结果阈值大于预设阈值时，则该对比结果为三类等级；
二类等级为合格范围内等级，当对比结果为二类等级时，不进行警报处理；
一类等级和三类等级均为异常风险的等级，当对比结果为一类等级和三类等级时，则进行警报处理。
具体的，根据对比结果对配电站数据进行等级的划分，可以有效的发现配电站数据对应的设备是否出现异常情况，进一步的提高了配电站设备使用的安全性，同时，当配电站数据对应的设备出现异常情况后，根据对比结果的等级进行警报处理，进一步的提高了工作人员在工作时的安全性。
本发明提供另一种技术方案，基于网关机数据交换的配电站用电管理优化方法，包括以下步骤：
第一步：先通过用电数据管理单元将配电站中各个区域内的配电站数据进行获取；
其中，通过对配电站内每个区域中每个类别的数据进行数据记录和统一，更便于后期数据交换的便捷性；
第二步：配电站数据获取后通过用电数据交换单元将获取的配电站数据选择对应的通信信道传输至网关机内，将网关机内的配电站数据进行报文转换和电路转换；
其中，根据配电站数据的容量数据选择容量数据数值小于传输信道的信道剩余容量数值的通信信道，从而进一步的提高了配电站数据传输的速度，线路交换是点到点的传输方式，数据传输可靠性高，延迟时间短，报文交换不依赖于特定的网络拓扑结构，可以灵活地适应各种不同的网络环境；
第三步：通过用电监控警报单元将转换完成的交换数据与标准配电站数据进行数据对比，根据对比结果进行异常风险检测，并对有异常风险的数据进行警报处理；
其中，根据对比结果对配电站数据进行等级的划分，可以有效的发现配电站数据对应的设备是否出现异常情况，进一步的提高了配电站设备使用的安全性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (11)
1.基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，其特征在于，包括：
用电数据管理单元，用于：
根据配电站的电力管理类别，将不同类别的配电站数据分别进行获取，不同类别的配电站数据确认后，根据类别属性进行独立存储，并将独立存储完成的配电站数据进行唯一编码标号；
用电数据交换单元，用于：
基于用电数据管理单元中获取的不同类别的配电站数据，根据不同类别的配电站数据大小选择对应的网关机传输信道，配电站数据传输至网关机内后进行配电站数据进行数据格式转换，数据格式转换完成后根据转换数据属性进行属性区分，属性区分完成后对转换数据进行存储，并对存储完成的数据标注为交换数据；
用电监控警报单元，用于：
基于用电数据交换单元中获取的交换数据，将交换数据与该交换数据属性对应的标准用电数据进行数据对比，并将数据对比结果进行存储，将数据对比结果进行等级判断，根据数据对比结果的等级判断该数据是否存在异常风险，并对存有异常风险的数据进行警报处理。
2.根据权利要求1所述的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，其特征在于：所述用电数据管理单元，包括：
用电设备维护模块，用于：
将配电站中电力设备的日常检查数据、维护数据和检修数据进行获取；
其中，电力设备包括变压器、断路器、电流互感器、电压互感器，电力设备的日常检查数据为对电力设备的外观检测数据和运行状态数据；
维护数据为对电力设备的清洁、润滑、紧固、调整和保养的数据；
检修数据为对电力设备的内部零件磨损数据；
电力消耗监测模块，用于：
根据电量计量装置对配电站中的电表进行电量计量，其中，电表安装在配电站的各个设备中；
电量计量装置对电力消耗数据采集完成后，将数据传输至电力消耗数据采集终端，通过电力消耗数据采集终端进行统一存储，并且当电力消耗数据采集时，对采集数据的时间进行标注；
电力安全监测模块，用于：
定期对配电站内的设备以及消防设备进行安全检查，并将检查结果进行记录，同时，对工作人员进行定期安全教育测试；
其中，安全教育测试数据从安全管理数据库中进行获取，通过线上安全管理平台进行统一测试，测试完成后将测试结果进行记录。
3.根据权利要求2所述的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，其特征在于：电力消耗监测模块，包括：
第一数据信息获取模块，用于实时获取电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的次数，作为第一数据信息；其中，单位时间的取值范围为3s-5s；
第二数据信息获取模块，用于实时获取电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的每次采集电力消耗数据对应的数据量，作为第二数据信息；
因子获取模块，用于利用电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的次数和电量计量装置在单位时间内采集的电力消耗数据的每次采集电力消耗数据对应的数据量设置数据传输时间间隔因子；
时间间隔设置模块，用于利用数据时间间隔因子设置向电力消耗数据采集终端进行数据传输的数据传输时间间隔。
4.根据权利要求3所述的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，其特征在于：时间间隔设置模块包括：
因子信息提取模块，用于提取数据时间间隔因子；
最大数据传输提取模块，用于提取电量计量装置与电力消耗数据采集终端之间的通信信道单位时间内的最大数据传输量；其中，电量计量装置与电力消耗数据采集终端之间的通信信道单位时间的取值为1s-2s；
数据时间间隔设置模块，用于利用数据时间间隔因子和电量计量装置与电力消耗数据采集终端之间的通信信道单位时间内的最大数据传输量设置数据时间间隔。
5.根据权利要求4所述的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，其特征在于：时间间隔设置模块，还包括：
采集次数实时监测模块，用于实时监测电量计量装置的单位时间内的数据采集次数；
变化幅度数值获取模块，用于根据每个单位时间内的数据采集次数获取每相邻两个单位时间内的数据采集次数的变化幅度数值；
幅度平均值获取模块，用于根据每相邻两个单位时间内的数据采集次数的变化幅度数值确定每相邻两个数据采集次数的变化幅度对应的幅度平均值；
幅度比较结果获取模块，用于将每相邻两个数据采集次数的变化幅度对应的幅度平均值与预设的幅度阈值进行比较，获得幅度比较结果；
因子调整模块，用于当幅度比较结果表示当前每相邻两个数据采集次数的变化幅度对应的幅度平均值超过预设的幅度阈值时，则对数据传输时间间隔因子进行调整。
6.根据权利要求1所述的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，其特征在于：所述用电数据管理单元，还包括：
节能管理模块，用于：
根据负荷控制、能量回收和噪音控制对配电站中的设备进行管理；
其中，负荷控制是通过调整配电站中设备的运行状态和工作时间，并对运行状态和工作时间调整完成的设备数据进行记录；
能量回收是通过太阳能、风能进行再生能源发电，并对通过再生能源发电数据进行记录；
噪音控制是对配电站内的设备进行降噪处理，并对降噪处理完成的配电站内的设备噪音数据进行记录；
电力数据管理模块，用于：
根据对配电站内设备进行电力档案管理，其中，先建立电力档案，再对配电站内的设备的购销存、维护保养信息进行记录；
同时建立报表统计，定期生成电力报表，统计各设备的电力消耗情况、运行状态信息。
7.根据权利要求1所述的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，其特征在于：所述用电数据交换单元，包括：
传输信道确认模块，用于：
将不同类型的配电站数据进行确认，确认完成后对每个类型的配电站数据的长度数据进行获取，将配电站数据的长度数据转换为容量数据，并对配电站数据的容量数据进行确认；
当配电站数据传输至网关机内时，对传输信道进行确认，其中，先确认传输信道的数量，传输信道数量不少于三条；
对每个传输信道的当前传输速度和信道剩余容量进行确认；
根据配电站数据的容量数据选择对应的传输信道，其中，配电站数据的容量数据数值小于传输信道的信道剩余容量数值；
确认传输信道后将配电站数据传输至网关机内。
8.根据权利要求7所述的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，其特征在于：所述用电数据交换单元，还包括：
数据交换模块，用于：
根据传输至网关机内的配电站数据，将配电站数据根据网关机的格式需要进行格式转换，其中，网关机的格式通过工作人员设定；
将格式转换完成的配电站数据进行线路交换和报文交换；
其中，线路交换为在网关机内建立一条暂时的数据电路，电路接通后将配电站数据进行传输，直至配电站数据传输完毕，配电站数据传输完毕后将数据电路进行关闭。
9.根据权利要求8所述的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，其特征在于：所述数据交换模块，还用于：
报文交换为配电站数据在进行报文交换之前，先将配电站数据封装成一个完成的报文，其中，封装是指将配电站数据按照预订的格式进行包装；
配电站数据封装完成后进行校验，当配电站数据校验无误后将报文从物理信号转换为原始数据，并提取出报文头部和主体部分，再根据报文的格式进行封装解封；
其中，解封为将报文从外部的包装中原出原始的数据；
当配电站数据校验有误后，将配电站数据进行二次校验，若二次校验仍然有误，则将该配电站数据标注为异常数据，并将该配电站数据反馈至显示终端。
10.根据权利要求1所述的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统，其特征在于：所述用电监控警报单元，还用于：
将交换数据与该交换数据属性对应的标准用电数据的数据对比结果进行确认；
对比结果确认完成后根据结果阈值对对比结果进行等级判断，其中，对比结果的等级分为一类等级、二类等级和三类等级；
当对比结果阈值小于预设阈值时，则该对比结果为一类等级；
当对比结果阈值在预设阈值内时，则该对比结果为二类等级；
当对比结果阈值大于预设阈值时，则该对比结果为三类等级；
二类等级为合格范围内等级，当对比结果为二类等级时，不进行警报处理；
一类等级和三类等级均为异常风险的等级，当对比结果为一类等级和三类等级时，则进行警报处理。
11.一种如权利要求1-10任一项所述的基于网关机数据交换的配电站用电管理优化系统的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：先通过用电数据管理单元将配电站中各个区域内的配电站数据进行获取；
第二步：配电站数据获取后通过用电数据交换单元将获取的配电站数据选择对应的通信信道传输至网关机内，将网关机内的配电站数据进行报文转换和电路转换；
第三步：通过用电监控警报单元将转换完成的交换数据与标准配电站数据进行数据对比，根据对比结果进行异常风险检测，并对有异常风险的数据进行警报处理。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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