CN117996769A - 基于区块链的母线电压管理方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及供电技术领域，具体提供一种基于区块链的母线电压管理方法、系统、终端及存储介质，包括：从区块链获取用户侧数据，所述用户侧数据包括生产计划、负荷数据；根据用户侧数据预测母线预期负载量；将母线预期负载量作为模糊控制模型的输入参数，得到模糊控制模型输出的电压调节量；基于所述电压调节量生成调整母线电压的任务，并将所述任务发送至电能管理系统，以令电能管理系统执行所述任务。本发明能够实现对母线电压的精准控制，保证用户用电质量。

Description

基于区块链的母线电压管理方法、系统、终端及存储介质
技术领域
本发明属于供电技术领域，具体涉及一种基于区块链的母线电压管理方法、系统、终端及存储介质。
背景技术
当前的母线调压技术通过监测母线电压将母线电压控制在合格范围内，由于变电站母线电压合格范围较大，会存在母线电压合格，用电客户电压却出现过高或过低情况。例如，当母线电压靠近下限值时，长线路末段客户存在电压值过低，导致电压不符合要求情况。当母线电压靠近上限值时，线路前段客户可能存在电压值过高，导致电压不符合要求情况。工厂自动化生产厂家及双电源用户对电压值要求较高，电压值偏高或偏低会导致次品率提高，偏低时还会导致双电源用户备自投装置误动作。
当前的调压策略过于粗糙，无法满足客户用电需求。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于区块链的母线电压管理方法、系统、终端及存储介质，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种基于区块链的母线电压管理方法，包括：
从区块链获取用户侧数据，所述用户侧数据包括生产计划、负荷数据；
根据用户侧数据预测母线预期负载量；
将母线预期负载量作为模糊控制模型的输入参数，得到模糊控制模型输出的电压调节量；
基于所述电压调节量生成调整母线电压的任务，并将所述任务发送至电能管理系统，以令电能管理系统执行所述任务。
在一个可选的实施方式中，从区块链获取用户侧数据，所述用户侧数据包括生产计划、负荷数据，包括：
从区块链获取用户授权；
读取与目标母线关联的所有用户端存储在区块链的用户侧数据。
在一个可选的实施方式中，根据用户侧数据预测母线预期负载量，包括：
解析生产计划，提取生产设备的规格信息和生产时间，基于所述规格信息查询设备负载功率；
对设备负载功率与同组用户侧数据中负荷数据进行加权求和，得到负载功率；
将同一用户侧数据内的负载功率和生产时间绑定后保存至负载列表；
对负载列表中多组负载功率和生产时间进行统计，得到不同时段的总负载量；
基于当前系统时间将下一时段的总负载量设置为预期负载量。
在一个可选的实施方式中，基于所述电压调节量生成调整母线电压的任务，并将所述任务发送至电能管理系统，以令电能管理系统执行所述任务，包括：
基于所述电压调节量生成电压幅值调节范围、无功电量增减额；
基于电压幅值调节范围、无功电量增减额生成调压方案；
对电网拓扑执行所述调压方案，得到仿真模拟数据，若所述仿真模拟数据与所述电压调节量匹配，则将所述调压方法发送至电能管理系统。
第二方面，本发明提供一种基于区块链的母线电压管理系统，包括：
数据获取模块，用于从区块链获取用户侧数据，所述用户侧数据包括生产计划、负荷数据；
负载预测模块，用于根据用户侧数据预测母线预期负载量；
电压控制模块，用于将母线预期负载量作为模糊控制模型的输入参数，得到模糊控制模型输出的电压调节量；
电压调整模块，用于基于所述电压调节量生成调整母线电压的任务，并将所述任务发送至电能管理系统，以令电能管理系统执行所述任务。
在一个可选的实施方式中，所述数据获取模块包括：
用户鉴权单元，用于从区块链获取用户授权；
数据读取单元，用于读取与目标母线关联的所有用户端存储在区块链的用户侧数据。
在一个可选的实施方式中，所述负载预测模块包括：
数据解析单元，用于解析生产计划，提取生产设备的规格信息和生产时间，基于所述规格信息查询设备负载功率；
功率计算单元，用于对设备负载功率与同组用户侧数据中负荷数据进行加权求和，得到负载功率；
数据保存单元，用于将同一用户侧数据内的负载功率和生产时间绑定后保存至负载列表；
数据统计单元，用于对负载列表中多组负载功率和生产时间进行统计，得到不同时段的总负载量；
数据查询单元，用于基于当前系统时间将下一时段的总负载量设置为预期负载量。
在一个可选的实施方式中，所述电压调节模块包括：
参数生成单元，用于基于所述电压调节量生成电压幅值调节范围、无功电量增减额；
方案生成单元，用于基于电压幅值调节范围、无功电量增减额生成调压方案；
方案模拟单元，用于对电网拓扑执行所述调压方案，得到仿真模拟数据，若所述仿真模拟数据与所述电压调节量匹配，则将所述调压方法发送至电能管理系统。
第三方面，提供一种终端，包括：
处理器、存储器，其中，
该存储器用于存储计算机程序，
该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法。
第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
本发明的有益效果在于，本发明提供的基于区块链的母线电压管理方法、系统、终端及存储介质，通过构建区块链生态，既保证了用户端的数据安全又可实现数据共享，供电侧通过授权可拿到用电侧的数据，进而实现负载预测，基于预测的负载数据利用模糊控制算法对母线电压需要调整的值进行计算，然后生成相应的调压方案，本发明能够实现对母线电压的精准控制，保证用户用电质量。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。
图2是本发明一个实施例的方法的另一示意性流程图。
图3是本发明一个实施例的系统的示意性框图。
图4为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本发明实施例提供的基于区块链的母线电压管理方法由计算机设备执行，相应地，基于区块链的母线电压管理系统运行于计算机设备中。
图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种基于区块链的母线电压管理系统。根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些可以省略。
如图1所示，该方法包括：
步骤110，从区块链获取用户侧数据，所述用户侧数据包括生产计划、负荷数据；
步骤120，根据用户侧数据预测母线预期负载量；
步骤130，将母线预期负载量作为模糊控制模型的输入参数，得到模糊控制模型输出的电压调节量；
步骤140，基于所述电压调节量生成调整母线电压的任务，并将所述任务发送至电能管理系统，以令电能管理系统执行所述任务。
为了便于对本发明的理解，下面以本发明基于区块链的母线电压管理方法的原理，结合实施例中对母线电压进行管理的过程，对本发明提供的基于区块链的母线电压管理方法做进一步的描述。
具体的，请参考图2，所述基于区块链的母线电压管理方法包括：
S1、从区块链获取用户侧数据，所述用户侧数据包括生产计划、负荷数据。
从区块链获取用户授权；读取与目标母线关联的所有用户端存储在区块链的用户侧数据。
用户端将数据上链。供电服务端向用户端获取授权，用户端授予供电服务端读数据的权限后，供电服务端读取目标用户端的数据，目标用户端为目标母线供电的所有下游用户端中。
S2、根据用户侧数据预测母线预期负载量。
解析生产计划，提取生产设备的规格信息和生产时间，基于所述规格信息查询设备负载功率；对设备负载功率与同组用户侧数据中负荷数据进行加权求和，得到负载功率；将同一用户侧数据内的负载功率和生产时间绑定后保存至负载列表；对负载列表中多组负载功率和生产时间进行统计，得到不同时段的总负载量；基于当前系统时间将下一时段的总负载量设置为预期负载量。
其中，用户侧数据中的负荷数据为传感器实际采集的数据，例如，分别对同一变电站各线路不同节点设置为电压/电流采集节点，重要用户、双电源用户及线路首末段用户设置为电压采样点。
将多组用户侧数据，按照生产时间相同与否进行负载功率叠加，例如，用户1，8:00-18:00负载功率a，18:00-22:00负载功率为b，22:00-次日8:00负载功率为c；用户2，8:00-18:00负载功率d，18:00-次日8:00负载功率为e。则8:00-18:00负载功率a+d,18:00-22:00负载功率为b+e，22:00-次日8:00负载功率为c+e。
S3、将母线预期负载量作为模糊控制模型的输入参数，得到模糊控制模型输出的电压调节量。
将预期负载量作为模糊控制模型的输入参数；
将母线电压的变化dD作为模糊控制的输出变量；设定模糊集合为NB，NS，ZO，PS，PB分别表示负大，负小，零，正小，正大；可将输入变量定义为模糊子集：
P＝{NB，NS，ZO，PS，PB}；
dD＝{NB，NS，ZO，PS，PB}；
设置隶属度函数；在远离原点的‘NB’， ‘PB’模糊状态处分别使用Z型隶属函数(zmf)和S型隶属函数(smf)，目的是使离原点远的函数坡度放缓，便于快速，大步长跟踪；原点周围的三条隶属函数使用三角形隶属函数(trimf)；选择输入论域P(a, b]，输出论域dD为[-n, n]，分为5个模糊状态，得到5条隶属函数；
选择模糊控制器类型为mamdani，选择Andmethod为min，Ormethod为max，Implication为min，Aggregation为max；解模糊方法(Defuzzification)选择面积重心法(centroid)；
由基本论域到模糊子集论域的转换关系:
y= (x- (a + b)/2)×2n/(b-a)
制定模糊规则表；
当负载功率升高时同步调高母线电压，当负载功率降低时同步调低母线电压，以使母线的下游线路的电压为用户需求电压。
在模糊逻辑设计器的RuleEditor中依据此规则原理用if语句编写25条模糊规则，由此设计出模糊控制器。
S4、基于所述电压调节量生成调整母线电压的任务，并将所述任务发送至电能管理系统，以令电能管理系统执行所述任务。
基于所述电压调节量生成电压幅值调节范围、无功电量增减额；基于电压幅值调节范围、无功电量增减额生成调压方案；对电网拓扑执行所述调压方案，得到仿真模拟数据，若所述仿真模拟数据与所述电压调节量匹配，则将所述调压方法发送至电能管理系统。
计算出基于当前母线电压情况下，需要提高或者降低的电压幅值范围，电压管理系统计算出无功电量增减额，确定具体调压措施，经仿真实验模拟成功后，将操作指令传输至调度EMS系统，实施调压调度指令操作。
在一些实施例中，所述区块链的母线电压管理系统可以包括多个由计算机程序段所组成的功能模块。所述区块链的母线电压管理系统中的各个程序段的计算机程序可以存储于计算机设备的存储器中，并由至少一个处理器所执行，以执行（详见图1描述）区块链的母线电压管理的功能。
本实施例中，所述区块链的母线电压管理系统根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块，如图3所示。系统300的功能模块可以包括：数据获取模块310、负载预测模块320、电压控制模块330和电压调整模块340。本发明所称的模块是指一种能够被至少一个处理器所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储器中。在本实施例中，关于各模块的功能将在后续的实施例中详述。
数据获取模块，用于从区块链获取用户侧数据，所述用户侧数据包括生产计划、负荷数据；
负载预测模块，用于根据用户侧数据预测母线预期负载量；
电压控制模块，用于将母线预期负载量作为模糊控制模型的输入参数，得到模糊控制模型输出的电压调节量；
电压调整模块，用于基于所述电压调节量生成调整母线电压的任务，并将所述任务发送至电能管理系统，以令电能管理系统执行所述任务。
可选地，作为本发明一个实施例，所述数据获取模块包括：
用户鉴权单元，用于从区块链获取用户授权；
数据读取单元，用于读取与目标母线关联的所有用户端存储在区块链的用户侧数据。
可选地，作为本发明一个实施例，所述负载预测模块包括：
数据解析单元，用于解析生产计划，提取生产设备的规格信息和生产时间，基于所述规格信息查询设备负载功率；
功率计算单元，用于对设备负载功率与同组用户侧数据中负荷数据进行加权求和，得到负载功率；
数据保存单元，用于将同一用户侧数据内的负载功率和生产时间绑定后保存至负载列表；
数据统计单元，用于对负载列表中多组负载功率和生产时间进行统计，得到不同时段的总负载量；
数据查询单元，用于基于当前系统时间将下一时段的总负载量设置为预期负载量。
可选地，作为本发明一个实施例，所述电压调节模块包括：
参数生成单元，用于基于所述电压调节量生成电压幅值调节范围、无功电量增减额；
方案生成单元，用于基于电压幅值调节范围、无功电量增减额生成调压方案；
方案模拟单元，用于对电网拓扑执行所述调压方案，得到仿真模拟数据，若所述仿真模拟数据与所述电压调节量匹配，则将所述调压方法发送至电能管理系统。
图4为本发明实施例提供的一种终端400的结构示意图，该终端400可以用于执行本发明实施例提供的基于区块链的母线电压管理方法。
其中，该终端400可以包括：处理器410、存储器420及通信模块430。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
其中，该存储器420可以用于存储处理器410的执行指令，存储器420可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（SRAM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），可擦除可编程只读存储器（EPROM），可编程只读存储器（PROM），只读存储器（ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器420中的执行指令由处理器410执行时，使得终端400能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。
处理器410为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器420内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(Integrated Circuit，简称IC) 组成，例如可以由单颗封装的IC 所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器410可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。在本发明实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。
通信模块430，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。
本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（英文：read-only memory，简称：ROM）或随机存储记忆体（英文：random access memory，简称：RAM）等。
因此，本发明通过构建区块链生态，既保证了用户端的数据安全又可实现数据共享，供电侧通过授权可拿到用电侧的数据，进而实现负载预测，基于预测的负载数据利用模糊控制算法对母线电压需要调整的值进行计算，然后生成相应的调压方案，本发明能够实现对母线电压的精准控制，保证用户用电质量，本实施例所能达到的技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端（可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于区块链的母线电压管理方法，其特征在于，包括：
从区块链获取用户侧数据，所述用户侧数据包括生产计划、负荷数据；
根据用户侧数据预测母线预期负载量；
将母线预期负载量作为模糊控制模型的输入参数，得到模糊控制模型输出的电压调节量；
基于所述电压调节量生成调整母线电压的任务，并将所述任务发送至电能管理系统，以令电能管理系统执行所述任务。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从区块链获取用户侧数据，所述用户侧数据包括生产计划、负荷数据，包括：
从区块链获取用户授权；
读取与目标母线关联的所有用户端存储在区块链的用户侧数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据用户侧数据预测母线预期负载量，包括：
解析生产计划，提取生产设备的规格信息和生产时间，基于所述规格信息查询设备负载功率；
对设备负载功率与同组用户侧数据中负荷数据进行加权求和，得到负载功率；
将同一用户侧数据内的负载功率和生产时间绑定后保存至负载列表；
对负载列表中多组负载功率和生产时间进行统计，得到不同时段的总负载量；
基于当前系统时间将下一时段的总负载量设置为预期负载量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述电压调节量生成调整母线电压的任务，并将所述任务发送至电能管理系统，以令电能管理系统执行所述任务，包括：
基于所述电压调节量生成电压幅值调节范围、无功电量增减额；
基于电压幅值调节范围、无功电量增减额生成调压方案；
对电网拓扑执行所述调压方案，得到仿真模拟数据，若所述仿真模拟数据与所述电压调节量匹配，则将所述调压方法发送至电能管理系统。
5.一种基于区块链的母线电压管理系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于从区块链获取用户侧数据，所述用户侧数据包括生产计划、负荷数据；
负载预测模块，用于根据用户侧数据预测母线预期负载量；
电压控制模块，用于将母线预期负载量作为模糊控制模型的输入参数，得到模糊控制模型输出的电压调节量；
电压调整模块，用于基于所述电压调节量生成调整母线电压的任务，并将所述任务发送至电能管理系统，以令电能管理系统执行所述任务。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据获取模块包括：
用户鉴权单元，用于从区块链获取用户授权；
数据读取单元，用于读取与目标母线关联的所有用户端存储在区块链的用户侧数据。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述负载预测模块包括：
数据解析单元，用于解析生产计划，提取生产设备的规格信息和生产时间，基于所述规格信息查询设备负载功率；
功率计算单元，用于对设备负载功率与同组用户侧数据中负荷数据进行加权求和，得到负载功率；
数据保存单元，用于将同一用户侧数据内的负载功率和生产时间绑定后保存至负载列表；
数据统计单元，用于对负载列表中多组负载功率和生产时间进行统计，得到不同时段的总负载量；
数据查询单元，用于基于当前系统时间将下一时段的总负载量设置为预期负载量。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电压调节模块包括：
参数生成单元，用于基于所述电压调节量生成电压幅值调节范围、无功电量增减额；
方案生成单元，用于基于电压幅值调节范围、无功电量增减额生成调压方案；
方案模拟单元，用于对电网拓扑执行所述调压方案，得到仿真模拟数据，若所述仿真模拟数据与所述电压调节量匹配，则将所述调压方法发送至电能管理系统。
9.一种终端，其特征在于，包括：
存储器，用于存储基于区块链的母线电压管理程序；
处理器，用于执行所述基于区块链的母线电压管理程序时实现如权利要求1-4任一项所述基于区块链的母线电压管理方法的步骤。
10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有基于区块链的母线电压管理程序，所述基于区块链的母线电压管理程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述基于区块链的母线电压管理方法的步骤。
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