一种基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法和终端技术方案

本发明专利技术公开了一种基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法及终端，包括采集配电网台区数据；对所述数据进行预处理提取关键数据；对所述关键数据进行分析处理并将处理结果发送至相应设备。边缘计算利用靠近边缘侧设备端的特点，可为云端数据采集提供支持，服务云端应用的大数据，具备低延时、自组织、可定义、可调度、安全、标准开放等特点；边缘计算模型在边缘设备和云计算中心之间分配处理、存储和应用，使得其安全性高，边缘计算模型也降低了发生单点故障的可能性；边缘计算提供了更便宜的可扩展性路径，可以通过物联网设备和边缘数据中心的组合来扩展其计算能力，降低扩展成本。降低扩展成本。降低扩展成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法和终端


[0001]本专利技术涉及边缘计算的
，尤其涉及一种基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法和终端。

技术介绍

[0002]随着智能电网体系架构的演变，当前边缘计算技术在调度、用、配、变、输以及发等智能电网体系当中得到了普遍的应用，极大的为电网当中发、输、变、配、用等环节提供重要技术支撑。针对电网控制、监控、信息采集等业务，以及物联网应用场景，可通过部署面向智能电网的边缘计算模式，综合利用微超算、数据融合、多智能体、深度学习等技术，在信息网络边缘实现对智能电网中各种采集终端、智能设备、电力用户数据的并行处理与分析，提供大数据量、快速响应的分布式信息计算服务方式，以满足智能电网中设备及用户的快速响应需求，为智能调度、智能检修、智能用户响应、市场快速应变等智能电网的高级应用提供支撑。
[0003]同时，由于无线通信以及智能化设备的不断更新，并且在电网当中的发、输、变、配、用等环节的普遍应用，这些都极大的便捷了建设电网智能业务体系的需求，但随之而来的也是保密安全问题的日益严重。物联网和边缘计算技术的应用，使得电力智能化和自动化进入一个新的阶段。实际上自动化作为通过“控制”进行中心化处理的方式。主要是根“信号”的实际情况进行，至于“计算”大多是通过数据开展，边缘计算是处在集成物联网、时间敏感型以及高带宽的环境当中形成的技术手段。当网络边缘接近数据源以及物的情况下，则必须综合应用、储存、计算以及连接等形式搭建平台，对电力传感节点设备的数据就近提供边缘智能服务。<br/>[0004]边缘计算作为一种新的计算模式，将计算与存储资源部署在终端设备侧，从而获得更高实时性的计算能力和服务的响应能力；非关键数据在边缘侧经过处理不需要上传到数据中心，从而极大降低网络开销和云计算的资源压力。边缘设备基于规则引擎、函数计算等技术，提供边缘计算的能力，运行在边缘设备上的业务程序主动获取终端设备的数据，并在边缘侧执行部分计算任务，以减少与平台间无用数据的传输。
[0005]现有的电气装置呈现分散化的时空分布，导致分析以及获取数据的难度大幅提升。在安全方面，多元电力终端用户供需互动用电，除了产生便捷性意外，同样产生了保密安全隐患。电网安全防护格局为纵向加密、横向隔离的分级分区式。终端安全防护体系不够全面，一旦终端本身被控制，易引发重大电网安全事故。

技术实现思路

[0006]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0007]鉴于上述现有存在多能源系统的问题，提出了本专利技术。
[0008]因此，本专利技术解决的技术问题是：云计算成本高，随着分布式能源数量的增多，控制中心云计算服务的支出成本会提升；中心化数据收集和服务完全依靠企业相互之间的保证；中心化多能源互联系统安全性低，若中心设备被攻击，相应的分布式设备都会受到影响。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：采集配电网台区数据；对所述数据进行预处理提取关键数据；对所述关键数据进行分析处理并将处理结果发送至相应设备。
[0010]作为本专利技术所述的基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法的一种优选方案，其中：所述采集配电网台区数据包括，采集配电台区的温度及湿度数据、台区电能表数据及故障事件记录、配网传输线的电压电流数据、导线温度、断路器的开闭状态以及用户侧的电压电流及功率数据。
[0011]作为本专利技术所述的基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法的一种优选方案，其中：所述对所述数据进行预处理包括，进行三相RMS计算、功率跟踪计算、PLL锁相环计算以及电压、电流滤波四种计算方式，所述的四种计算方式针对多能源系统中的不同功能进行的计算，是相互独立的。
[0012]作为本专利技术所述的基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法的一种优选方案，其中：所述三相RMS计算包括，利用平滑三相整流电压来消除任何纹波，实现多能源系统三相电压有效值的计算，其中三相电压计算公式如下所示：
[0013][0014]其中：max(V
A
,V
B
,V
C
)为三相电压最大值，min(V
A
,V
B
,V
C
)为三相电压最小值，V
RMS
为三相有效值。
[0015]作为本专利技术所述的基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法的一种优选方案，其中：所述功率跟踪计算包括，利用所述采集数据中的三相电压数据和三相电流数据，计算元件的有功功率和无功功率，其中设定三相电压表达式为如下所示：
[0016][0017][0018][0019]其中：V
a
、V
b
、V
c
分别为三相电压瞬时值，V为电压有效值，w为角频率；设定三相电流表达式为如下所示：
[0020][0021][0022][0023]其中：I
a
、I
b
、I
c
分别为三相电流瞬时值，I为电流有效值，w为角频率，为电压电流相角差；由所述三相电压表达式可以得出三相有功功率如下所示：
[0024]P＝V
a
·
I
a
+V
b
·
I
b
+V
c
·
I
c
[0025]其中：P为三相有功功率，可以得出最终的三相线电压表达式为如下所示：
[0026][0027][0028][0029]其中：V
ab
为AB相电压瞬时值，V
bc
为BC相电压瞬时值，V
ac
为AC相电压瞬时值，于是可以得出：
[0030][0031]可以化简为：
[0032][0033]其中：Q为三相无功功率，三相无功功率表达式如下所示：
[0034][0035]作为本专利技术所述的基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法的一种优选方案，其中：所述PLL锁相环计算包括，三相电网电压瞬时值经Clark变换为e
α
、e
β
，通过相位乘法器分别与压控震荡环节输出相位的正弦值和余弦值相乘,再经PI调节得到角频率误差Δω，所述Δω与中心角频率ω0相加后得到角频率，最后经过积分环节得到相位测量值。
[0036]作为本专利技术所述的基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法的一种优选方案，其中：所述电压、电流滤波计算包括，采用一阶惯性环节对电压、电流进行滤波，选用RC滤波电路，其中传递函数为：
[0037][0038]其中：T＝R
·
C为滤波时间常数，s为拉普拉斯算子。
[0039]作为本专利技术所述的基于边缘计算的多能源系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法，其特征在于：包括，采集配电网台区数据；对所述数据进行预处理提取关键数据；对所述关键数据进行分析处理并将处理结果发送至相应设备。2.如权利要求1所述的基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法，其特征在于：所述采集配电网台区数据包括，采集配电台区的温度及湿度数据、台区电能表数据及故障事件记录、配网传输线的电压电流数据、导线温度、断路器的开闭状态以及用户侧的电压电流及功率数据。3.如权利要求1或2所述的基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法，其特征在于：所述对所述数据进行预处理包括，进行三相RMS计算、功率跟踪计算、PLL锁相环计算以及电压、电流滤波四种计算方式，所述的四种计算方式针对多能源系统中的不同功能进行的计算，是相互独立的。4.如权利要求3所述的基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法，其特征在于：所述三相RMS计算包括，利用平滑三相整流电压来消除任何纹波，实现多能源系统三相电压有效值的计算，其中三相电压计算公式如下所示：其中：max(V
A
,V
B
,V
C
)为三相电压最大值，min(V
A
,V
B
,V
C
)为三相电压最小值，V
RMS
为三相有效值。5.如权利要求3或4所述的基于边缘计算的多能源系统采集及预处理方法，其特征在于：所述功率跟踪计算包括，利用所述采集数据中的三相电压数据和三相电流数据，计算元件的有功功率和无功功率，其中设定三相电压表达式为如下所示：率，其中设定三相电压表达式为如下所示：率，其中设定三相电压表达式为如下所示：其中：V
a
、V
b
、V
c
分别为三相电压瞬时值，V为电压有效值，w为角频率；设定三相电流表达式为如下所示：式为如下所示：式为如下所示：其中：I
a
、I
b
、I
c
分别为三相电流瞬时值，I为电流有效值，w为角频率，为电压电流相角差；由所述三相电压表达式可以得出三相有功功率如下所示：P＝V
a
·
I
a
+V...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐学用，宋炎侃，马覃峰，李庆生，于智同，万会江，李冶，孙斌，艾鹏，陈巨龙，吴鹏，刘文霞，杨禾，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：