本發(fā)明屬于電網(wǎng)預(yù)警，具體涉及一種利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，云技術(shù)作為一種創(chuàng)新的信息處理形態(tài)，正在改變傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與服務(wù)提供的方式。云技術(shù)的核心在于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將大型計(jì)算任務(wù)分解為眾多小型子程序，這些子程序由分布式的服務(wù)器集群執(zhí)行，最終將處理結(jié)果返回給用戶。這一過(guò)程極大地簡(jiǎn)化了終端用戶的操作需求——僅需一個(gè)能夠連接互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備即可訪問(wèn)強(qiáng)大的云端計(jì)算能力和服務(wù)。云計(jì)算則是基于此基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的服務(wù)模式，它允許用戶以按需獲取、易于擴(kuò)展的方式來(lái)獲得it基礎(chǔ)設(shè)施、軟件平臺(tái)乃至業(yè)務(wù)流程等服務(wù)。用戶無(wú)需深入理解底層架構(gòu)細(xì)節(jié)或具備高級(jí)技術(shù)知識(shí)即可享受到便捷高效的云服務(wù)。

2、在電力行業(yè)，特別是針對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)的單體架構(gòu)面臨著一系列挑戰(zhàn)。首先，在確保邊緣設(shè)備與中心云平臺(tái)之間高效同步數(shù)據(jù)的過(guò)程中，如何有效解決潛在的數(shù)據(jù)延遲及丟失問(wèn)題成為了一個(gè)亟待解決的技術(shù)難題；其次，由于電網(wǎng)中所使用的各種監(jiān)測(cè)設(shè)備往往來(lái)自不同的制造商，并且具有多樣化的產(chǎn)品規(guī)格和技術(shù)參數(shù)（如數(shù)據(jù)格式不一、精度差異大、采樣頻率各異），這使得異構(gòu)數(shù)據(jù)的有效融合變得異常困難，從而影響到對(duì)整個(gè)電網(wǎng)狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確分析和及時(shí)響應(yīng)的能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，旨在利用云計(jì)算環(huán)境下的分布式存儲(chǔ)和并行處理能力來(lái)優(yōu)化數(shù)據(jù)流管理，提高信息傳輸效率，同時(shí)借助于先進(jìn)的大數(shù)據(jù)分析算法實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類(lèi)型設(shè)備所產(chǎn)生的異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能整合與深度挖掘，進(jìn)而支持更加精準(zhǔn)可靠的電網(wǎng)狀態(tài)評(píng)估與故障預(yù)測(cè)功能。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

3、一種利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，包括：

4、部署在邊緣設(shè)備端的邊緣數(shù)據(jù)采集預(yù)處理模塊、云邊數(shù)據(jù)同步一致性模塊和異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析模塊以及部署在云端的實(shí)時(shí)預(yù)警響應(yīng)模塊；

5、邊緣設(shè)備端通過(guò)邊緣數(shù)據(jù)采集預(yù)處理模塊采集電網(wǎng)中各種傳感器的數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理；

6、邊緣設(shè)備端還通過(guò)云邊數(shù)據(jù)同步一致性模塊在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間復(fù)制和同步經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)的狀態(tài)，以確保邊緣設(shè)備與云平臺(tái)之間所有節(jié)點(diǎn)具有相同的數(shù)據(jù)視圖；

7、邊緣設(shè)備端還通過(guò)異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析模塊將不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理；

8、云端通過(guò)實(shí)時(shí)預(yù)警響應(yīng)模塊對(duì)經(jīng)過(guò)融合處理后的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警。

9、進(jìn)一步的，邊緣數(shù)據(jù)采集預(yù)處理模塊包括：邊緣設(shè)備數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)預(yù)處理單元；

10、邊緣設(shè)備數(shù)據(jù)采集單元用于采用動(dòng)態(tài)采樣算法采集電網(wǎng)中各種傳感器的數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)采樣算法定義了不同數(shù)據(jù)變化速度與對(duì)應(yīng)采樣速率之間的關(guān)系；

11、數(shù)據(jù)預(yù)處理單元用于對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，以便提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

12、進(jìn)一步的，在動(dòng)態(tài)采樣算法中，數(shù)據(jù)變化速度和采樣速率滿足如下關(guān)系式：

13、

14、式中，fs是調(diào)整后的采樣頻率，fbase是基礎(chǔ)采樣頻率，α是調(diào)整系數(shù)，xt和分別是當(dāng)前和上一個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)值，xmax和xmin是數(shù)據(jù)的最大值和最小值。

15、進(jìn)一步的，云邊數(shù)據(jù)同步一致性模塊包括：數(shù)據(jù)同步控制單元和數(shù)據(jù)緩沖重傳機(jī)制單元；

16、數(shù)據(jù)同步控制單元用于采用分布式一致性算法在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間復(fù)制和同步數(shù)據(jù)狀態(tài)；

17、數(shù)據(jù)緩沖重傳機(jī)制單元用于在數(shù)據(jù)丟失或延遲時(shí)觸發(fā)重傳機(jī)制，以重新傳輸對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)。

18、進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)狀態(tài)按照下式確定：

19、

20、式中，v(t)表示在時(shí)刻t所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)狀態(tài)向量，δvi(t)表示在時(shí)刻t節(jié)點(diǎn)i的數(shù)據(jù)狀態(tài)變更量，n表示節(jié)點(diǎn)總數(shù)。

21、進(jìn)一步的，重傳機(jī)制中，重傳的超時(shí)時(shí)間閾值按照下式確定：

22、

23、式中，ttimeout是超時(shí)時(shí)間閾值，tbase是基礎(chǔ)超時(shí)時(shí)間，γ是調(diào)整系數(shù)，rtt是往返時(shí)間，rttmin是最小往返時(shí)間。

24、進(jìn)一步的，異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析模塊包括：數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化單元和融合分析單元；

25、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化單元用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；

26、融合分析單元用于將不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，并基于融合處理后的數(shù)據(jù)得到綜合分析結(jié)果。

27、進(jìn)一步的，將不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，并基于融合處理后的數(shù)據(jù)得到綜合分析結(jié)果，包括：

28、根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)源的信息，利用貝葉斯推理確定電網(wǎng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)；

29、根據(jù)不同數(shù)據(jù)源與不同運(yùn)行狀態(tài)之間的關(guān)系計(jì)算當(dāng)前每個(gè)數(shù)據(jù)源與當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)之間的相關(guān)性權(quán)重；

30、將當(dāng)前所有數(shù)據(jù)源的評(píng)估結(jié)果與相關(guān)性權(quán)重融合，得到綜合評(píng)估結(jié)果。

31、進(jìn)一步的，實(shí)時(shí)預(yù)警響應(yīng)模塊包括：實(shí)時(shí)預(yù)警單元和自動(dòng)響應(yīng)單元；

32、實(shí)時(shí)預(yù)警單元用于根據(jù)實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行電網(wǎng)狀態(tài)預(yù)測(cè)，并將預(yù)測(cè)狀態(tài)結(jié)果與綜合評(píng)估結(jié)果進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出預(yù)警信號(hào)；

33、自動(dòng)響應(yīng)單元用于在接收到預(yù)警信號(hào)后，根據(jù)預(yù)定義的規(guī)則執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)急響應(yīng)措施。

34、進(jìn)一步的，還包括邊緣智能部署管理模塊，邊緣智能部署管理模塊包括：智能算法部署單元和邊緣智能管理單元；

35、智能算法部署單元用于將智能算法部署到邊緣設(shè)備上，以實(shí)現(xiàn)本地化計(jì)算；

36、邊緣智能管理單元用于監(jiān)控和管理邊緣設(shè)備上的智能算法。

37、綜上，本發(fā)明提供了一種利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，包括：部署在邊緣設(shè)備端的邊緣數(shù)據(jù)采集預(yù)處理模塊、云邊數(shù)據(jù)同步一致性模塊和異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析模塊以及部署在云端的實(shí)時(shí)預(yù)警響應(yīng)模塊；邊緣設(shè)備端通過(guò)邊緣數(shù)據(jù)采集預(yù)處理模塊采集電網(wǎng)中各種傳感器的數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理；邊緣設(shè)備端還通過(guò)云邊數(shù)據(jù)同步一致性模塊在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間復(fù)制和同步經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)的狀態(tài)，以確保邊緣設(shè)備與云平臺(tái)之間所有節(jié)點(diǎn)具有相同的數(shù)據(jù)視圖；邊緣設(shè)備端還通過(guò)異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析模塊將不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理；云端通過(guò)實(shí)時(shí)預(yù)警響應(yīng)模塊對(duì)經(jīng)過(guò)融合處理后的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警。本發(fā)明通過(guò)云技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警，提升了數(shù)據(jù)采集、同步、融合分析及預(yù)警響應(yīng)的效率和準(zhǔn)確性，確保了邊緣設(shè)備與云端數(shù)據(jù)的一致性，并能夠有效處理異構(gòu)數(shù)據(jù)，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述邊緣數(shù)據(jù)采集預(yù)處理模塊包括：邊緣設(shè)備數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)預(yù)處理單元；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，在所述動(dòng)態(tài)采樣算法中，數(shù)據(jù)變化速度和采樣速率滿足如下關(guān)系式：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述云邊數(shù)據(jù)同步一致性模塊包括：數(shù)據(jù)同步控制單元和數(shù)據(jù)緩沖重傳機(jī)制單元；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)狀態(tài)按照下式確定：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述重傳機(jī)制中，重傳的超時(shí)時(shí)間閾值按照下式確定：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析模塊包括：數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化單元和融合分析單元；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，將不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，并基于融合處理后的數(shù)據(jù)得到綜合分析結(jié)果，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)時(shí)預(yù)警響應(yīng)模塊包括：實(shí)時(shí)預(yù)警單元和自動(dòng)響應(yīng)單元；

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，還包括邊緣智能部署管理模塊，所述邊緣智能部署管理模塊包括：智能算法部署單元和邊緣智能管理單元；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種利用云技術(shù)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng)，包括：邊緣數(shù)據(jù)采集預(yù)處理模塊、云邊數(shù)據(jù)同步一致性模塊、異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析模塊和實(shí)時(shí)預(yù)警響應(yīng)模塊；邊緣設(shè)備端通過(guò)邊緣數(shù)據(jù)采集預(yù)處理模塊采集電網(wǎng)中各種傳感器的數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理；邊緣設(shè)備端還通過(guò)云邊數(shù)據(jù)同步一致性模塊在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間復(fù)制和同步經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)的狀態(tài)；邊緣設(shè)備端還通過(guò)異構(gòu)數(shù)據(jù)融合分析模塊將不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理；云端通過(guò)實(shí)時(shí)預(yù)警響應(yīng)模塊對(duì)經(jīng)過(guò)融合處理后的數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)警。本發(fā)明通過(guò)云技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警，確保了邊緣設(shè)備與云端數(shù)據(jù)的一致性，并能夠有效處理異構(gòu)數(shù)據(jù)，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：郭琦,張杰,盧遠(yuǎn)宏,涂亮,黃立濱,郭海平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9