一种基于AMBTC算法的微电网能源管理系统及方法与流程

本发明属于微电网能源技术领域，尤其涉及一种基于ambtc算法的微电网能源管理系统及方法。

背景技术：

微电网(micro-grid)也译为微网，是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网问题。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡。然而，现有微电网能源管理系统中采集的电网图容量和图像质量低；同时，电网故障诊断的精度低。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有微电网能源管理系统中采集的电网图容量和图像质量低；同时，电网故障诊断的精度低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于ambtc算法的微电网能源管理系统。

本发明是这样实现的，一种基于ambtc算法的微电网能源管理系统包括：

电压检测仪、电流检测仪、摄像器、监控主机、无线基站、云服务器、电网图处理模块、电网故障诊断模块、能耗计算模块；

电压检测仪，与监控主机连接，用于检测微电网电压数据；

电流检测仪，与监控主机连接，用于检测微电网电流数据；

摄像器，与监控主机连接，用于采集电网图像数据；

监控主机，与电压检测仪、电流检测仪、摄像器、无线基站、电网图处理模块、电网故障诊断模块、能耗计算模块连接，用于控制各个设备及模块正常工作；

无线基站，与监控主机、云服务器连接，用于发射无线信号连接监控主机、云服务器并将检测数据存储到云服务器中；

电网图处理模块，与监控主机连接，用于通过ambtc算法对电网图进行处理；

电网故障诊断模块，与监控主机连接，用于通过诊断电路对电网故障进行诊断；

能耗计算模块，与监控主机连接，用于通过计算程序对电网能耗进行计算。

进一步，所述电网图处理模块处理方法如下：

第一步，在ambtc算法中，i是像素大小为r×l的图像；i将被分成不相交的k*k大小的子块；

ii,j表示第j个子块的第i个像素值；aj表示第j个子块的平均值，k表示子块的大小；

vj表示第j个子块的标准偏差；

k＝2，3，4...；q＝2，3，4...，7；i＝0，1，...，k×k-1；j＝0，1，...，max-1；

基于ii，j与aj的大小关系，所有的载体像素被分成两类：0型类和1型类，在编码与解码过程中，lj与hj分别对应0型类和1型类，lj与hj的计算如式(3)；

其中：h′j＝hj-mod(hj，k)；

l′j＝lj-mod(lj，k)；

j＝0，1，2，…，max-1；k＝2，3，4，…；

合成信息值cv表示秘密信息si与位信息p的组合值；

bi，j＝bin2dec(cvi，j)

bi，j＝bin2dec(cvi，j)

第二步，输入载体图像c，初始化，i←0，j←0以及k；

第三步，如果载体图像c的所有子块已经使用，则第四步；否则，选择下一个k×k子块；

第四步，求解合成信息值cv；通过cv的类型计算ro，旋转ro×90度，得到c′；

第五步，根据第j个子块的pj，计算w0，j和w1，j；在pj中，如果出现1的数量大于1，则w1，j被设置1；如果出现0的数量大于1，则w0，j被设置1；

第六步，w1，j为1，则到第八步；w1，j等于0，则进行第九步；

第七步，w0,j为1，则到第十步；w0,j等于0，则进行第十一步；

第八步，根据式第五步，cv被嵌入，w1,j被设置0，到第十二步；

第九步，根据式

bi，j＝bin2dec(cvi，j)

cv被嵌入，w1,j被设置0，到第十二步；

bi，j＝bin2dec(cvi，j)

第十步，根据式cv被嵌入，w0,j被设置0，到第十二步；

第十一步，cv被嵌入，w0,j被设置0，到第十二步；

第十二步，所有秘密信息被嵌入，到第十三步)，否则，到第三步；

第十三步，反向旋转ro×90度，输出图像。

第十四步，结束。

进一步，所述电网故障诊断模块诊断方法如下：

1)构建模型步骤：构建电网全模型，其中，通过获取汇集主网、营销、用电信息采集、计量、gis系统的相关模型和台帐信息，建立起基于多源数据模型的电网全模型，所述电网全模型为电网的母线和馈线组成的拓扑模型，所述电网全模型为包括电网内的各馈线和各馈线上的负荷设备的拓扑模型，所述电网全模型能够获取各馈线以及负荷设备的参数，所述参数包括电流值、电压值、计量信息以及位置信息，其中，所述电网全模型通过gis系统获取各馈线以及各负荷设备的位置信息；

2)获取故障信息步骤：获取馈线的故障信息，根据所述故障信息和所述电网全模型定位故障所在的馈线；

3)获取故障指示信息步骤：获取故障指示器的故障指示信息，根据所述故障指示信息和所述电网全模型定位故障所在的第一故障区间；

4)获取配电停电事件步骤：获取配电变压器的配变停电事件，根据所述配变停电事件和所述电网全模型定位故障所在的第一跳闸设备；

5)获取量测突降信息步骤：获取出线开关的量测突降信息，根据所述量测突降信息和所述电网全模型定位故障所在的第二故障区间和第二跳闸设备，其中，所述量测突降信息包括量测突降比例。

进一步，所述获取量测突降信息步骤之后，还包括：输出故障综合信息，所述故障综合信息包括所述第一故障区间、所述第一跳闸设备、所述第二故障区间和所述第二跳闸设备。

进一步，所述获取量测突降信息步骤之后，还包括：

生成诊断报告步骤：根据定位获得的所述馈线、所述第一故障区间、所述第一跳闸设备、所述第二故障区间和所述第二跳闸设备，生成诊断报告。

本发明另一目的在于提供一种实现所述基于ambtc算法的微电网能源管理方法的信息数据处理终端。

本发明另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的基于ambtc算法的微电网能源管理方法。

本发明的优点及积极效果为：本发明通过电网图处理模块采用ambtc算法有较高的容量和较低的图像失真；同时，通过电网故障诊断模块根据通过故障指示信息、配变停电事件和量测突降信息，结合电网全模型能够精确获取故障发生的线路段，有效提高了故障的诊断效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于ambtc算法的微电网能源管理系统结构框图。

图中：1、电压检测仪；2、电流检测仪；3、摄像器；4、监控主机；5、无线基站；6、云服务器；7、电网图处理模块；8、电网故障诊断模块；9、能耗计算模块。

图2是本发明实施例提供的基于ambtc算法的微电网能源管理方法流程图。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的基于ambtc算法的微电网能源管理系统包括：电压检测仪1、电流检测仪2、摄像器3、监控主机4、无线基站5、云服务器6、电网图处理模块7、电网故障诊断模块8、能耗计算模块9。

电压检测仪1，与监控主机4连接，用于检测微电网电压数据；

电流检测仪2，与监控主机4连接，用于检测微电网电流数据；

摄像器3，与监控主机4连接，用于采集电网图像数据；

监控主机4，与电压检测仪1、电流检测仪2、摄像器3、无线基站5、电网图处理模块7、电网故障诊断模块8、能耗计算模块9连接，用于控制各个设备及模块正常工作；

无线基站5，与监控主机4、云服务器6连接，用于发射无线信号连接监控主机4、云服务器6并将检测数据存储到云服务器6中；

电网图处理模块7，与监控主机4连接，用于通过ambtc算法对电网图进行处理；

电网故障诊断模块8，与监控主机4连接，用于通过诊断电路对电网故障进行诊断；

能耗计算模块9，与监控主机4连接，用于通过计算程序对电网能耗进行计算。

如图2所示，本发明实施例提供的基于ambtc算法的微电网能源管理方法包括：

s101，通过电压检测仪检测微电网电压数据；通过电流检测仪检测微电网电流数据；通过摄像器采集电网图像数据。

s102，监控主机控制各个设备及模块正常工作；通过无线基站发射无线信号连接监控主机、云服务器并将检测数据存储到云服务器中；通过电网图处理模块利用ambtc算法对电网图进行处理。

s103，通过电网故障诊断模块利用诊断电路对电网故障进行诊断。

s104，通过能耗计算模块利用计算程序对电网能耗进行计算。

在本发明实施例中，本发明提供的电网图处理模块7处理方法如下：

(1)在ambtc算法中，i是像素大小为r×l的图像；i将被分成不相交的k*k大小的子块；

ii,j表示第j个子块的第i个像素值；aj表示第j个子块的平均值，k表示子块的大小；

vj表示第j个子块的标准偏差；

k＝2，3，4...；q＝2，3，4...，7；i＝0，1，...，k×k-1；j＝0，1，...，max-1(3)

基于ii，j与aj的大小关系，所有的载体像素被分成两类：0型类和1型类，在编码与解码过程中，lj与hj分别对应0型类和1型类，lj与hj的计算如式(3)；

其中：h’j＝hj-mod(hj，k)

l’j＝lj-mod(lj，k)

j＝0，1，2，…，max-1；k＝2，3，4，…(4)

合成信息值cv表示秘密信息si与位信息p的组合值；

bi，j＝bin2dec(cvi，j)

bi，j＝bin2dec(cvi，j)

(2)输入载体图像c，初始化，i←0，j←0以及k。

(3)如果载体图像c的所有子块已经使用，则步骤(4)；否则，选择下一个k×k子块。

(4)求解合成信息值cv；通过cv的类型计算ro，旋转ro×90度，得到c′。

(5)根据第j个子块的pj，计算w0，j和w1，j；在pj中，如果出现1的数量大于1，则w1，j被设置1；如果出现0的数量大于1，则w0，j被设置1。

(6)如果w1，j为1，则到步骤(8)；如果w1，j等于0，则步骤(9)。

(7)如果w0，j为1，则到步骤(10)；如果w0，j等于0，则步骤(11)。

(8)根据式(5)，cv被嵌入，w1,j被设置0，到步骤(12)。

(9)根据式(6)，cv被嵌入，w1,j被设置0，到步骤(12)。

(10)根据式(5)，cv被嵌入，w0,j被设置0，到步骤(12)。

(11)根据式(6)，cv被嵌入，w0,j被设置0，到步骤(12)。

(12)所有秘密信息被嵌入，到步骤(13)，否则，到步骤(3)。

(13)反向旋转ro×90度，输出图像。

(14)结束。

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

本发明提供的电网故障诊断模块8诊断方法如下：

1)构建模型步骤：构建电网全模型，其中，通过获取汇集主网、营销、用电信息采集、计量、gis系统的相关模型和台帐信息，建立起基于多源数据模型的电网全模型，所述电网全模型为电网的母线和馈线组成的拓扑模型，所述电网全模型为包括电网内的各馈线和各馈线上的负荷设备的拓扑模型，所述电网全模型能够获取各馈线以及负荷设备的参数，所述参数包括电流值、电压值、计量信息以及位置信息，其中，所述电网全模型通过gis系统获取各馈线以及各负荷设备的位置信息。

2)获取故障信息步骤：获取馈线的故障信息，根据所述故障信息和所述电网全模型定位故障所在的馈线。

3)获取故障指示信息步骤：获取故障指示器的故障指示信息，根据所述故障指示信息和所述电网全模型定位故障所在的第一故障区间。

4)获取配电停电事件步骤：获取配电变压器的配变停电事件，根据所述配变停电事件和所述电网全模型定位故障所在的第一跳闸设备。

5)获取量测突降信息步骤：获取出线开关的量测突降信息，根据所述量测突降信息和所述电网全模型定位故障所在的第二故障区间和第二跳闸设备，其中，所述量测突降信息包括量测突降比例。

实施例2

本发明提供的获取量测突降信息步骤之后，还包括：输出故障综合信息，所述故障综合信息包括所述第一故障区间、所述第一跳闸设备、所述第二故障区间和所述第二跳闸设备。

实施例3

本发明提供的获取量测突降信息步骤之后，还包括：

生成诊断报告步骤：根据定位获得的所述馈线、所述第一故障区间、所述第一跳闸设备、所述第二故障区间和所述第二跳闸设备，生成诊断报告。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。