一种配电网全面数据感知的系统和方法与流程

本发明涉及配电网数据感知，尤其涉及一种配电网全面数据感知的系统和方法。

背景技术：

1、当前配电网往往采用“烟囱”系统的数据感知方法，如图1所示。中压配网终端单元(di stribution terminal unit,dtu)与馈线终端单元(feeder terminal unit，ftu)直接测量环网柜和架空线路的电流、电压等数据，配电网网关实现中压配网终端与物联管理平台之间的互联，物联管理平台实现泛在设备安全接入与海量信息计算，配网主站为配电网调度运行、生产运维及故障抢修指挥提供服务。配网数据感知的流程如下：(1)中压配网终端dtu与ftu测量环网柜和架空线路的电流、电压、环境温湿度、开关柜局部放电、环境烟感等参数；(2)中压配网终端通过rs485网络接口上传到配电网网关，为终端的本地数据存储、研判等提供数据支撑；(3)配电网实现终端与物联管理平台之间的互联等功能，实现对中压配网数据采集、数据记录和数据远传等功能；(4)物联管理平台为配网主站提供泛在设备安全接入、配网设备全寿命周期管控等能力，实现配电网业务各环节状态全感知、业务全穿透和信息融合；实现对各型中压配网终端、采集终端等设备的统一在线管理和远程运维；(5)配网主站实现配电网运行状态采集与调度监控等功能，为配电网调度运行、生产运维及故障抢修指挥提供服务。

2、当前配电网“烟囱”系统的数据感知方法在配网中低压侧感知维度层面和数据就地处理层面存在不足。在配网中低压侧感知维度层面：现有方法缺少对配电低压侧数据的感知，无法支撑未来低压侧配电网大规模终端的接入，数据统一采集、统一存储和供给的数据架构与实际业务需求不适应。此外，“烟囱”式的数据传输手段使得配网调控过分依赖主站分析处理，导致大量数据长距离传输，既浪费存储、通道资源，也造成应用便捷性和及时性不足，无法满足基层数据融合应用需求，数据价值没有得到有效发挥。在配网数据就地处理层面：大量终端接入配电网，智能电表等各类终端已接入5.4亿台，采集数据日增量超过60tb。面对海量数据的增长，配电网“烟囱”数据系统依然只在配电网主站分析与处理数据，集中处理模式面临算力、通信和实时性要求的制约，电网侧与负荷侧已无法实现有效互联。

技术实现思路

1、本发明提供了一种配电网全面数据感知的系统和方法，以实现对配电网数据的全面感知，全面提升数据分析、挖掘、应用能力，推动数据统一汇聚，消除“烟囱”系统和信息壁垒、实现跨专业数据共享，突破配网状态感知不足的困局，强化“数据+算力+算法”综合能力。

2、根据本发明的一方面，提供了一种配电网全面数据感知的系统，包括：低压智能终端、中压智能终端、边缘计算终端以及配电网主站，其中，低压智能终端、中压智能终端、边缘计算终端的芯片架构如下：

3、所述低压智能终端中包括低压轻量级芯片，所述低压轻量级芯片中包含控制核、安全核和通信核；所述中压智能终端中包括中压主控芯片，所述中压主控芯片中包含控制核、安全核、通信核和报文处理专用模块；所述边缘计算终端中包括边缘计算芯片，所述边缘计算芯片包含控制核、安全核、通信核、报文处理专用模块、电力数据处理专用模块和智能计算模块；

4、在所述芯片架构的基础上，所述低压智能终端，与所述边缘计算终端连接，用于获取配电网低压侧电力设备的低压侧数据，并通过所述低压轻量级芯片中的控制核对所述低压侧数据处理得到第一待使用数据，基于所述待使用数据确定第一保护控制信息，将所述第一保护控制信息传输至所述低压轻量级芯片中的安全核得到加密后的第一保护控制信息，并将加密后的第一保护控制信息发送至所述低压侧电力设备，以使所述低压侧电力设备完成继电保护动作；以及，将所述第一待使用数据发送至所述低压轻量级芯片中的安全核，通过所述低压轻量级芯片中的安全核对所述第一待使用数据加密，并通过所述低压轻量级芯片中的通信核将加密后的所述第一待使用数据上传至所述边缘计算终端；

5、所述中压智能终端，与所述边缘计算终端连接，用于获取配电网中压侧电力设备的中压侧数据，通过所述中压主控芯片中的控制核对所述中压侧数据分析、计算和处理，得到第二待使用数据，基于所述待使用数据确定第二保护控制信息，将所述第二保护控制信息传输至所述中压主控芯片中的安全核得到加密后的第二保护控制信息，并将加密后的第二保护控制信息发送至所述中压侧电力设备，以使所述中压侧电力设备完成继电保护动作；以及，将所述第二待使用数据发送至所述中压主控芯片中的安全核，通过所述中压主控芯片中的安全核对所述第二待使用数据加密，并基于报文处理专用模块对加密后的所述第二待使用数据打包分类处理得到报文包，并为所述报文包分配优先级，按照所述优先级将所述报文包传输至所述中压主控芯片中的通信核，以使所述中压主控芯片的通信核将所述报文包发送至所述边缘计算终端；

6、所述边缘计算终端，与所述配电网主站连接，用于接收加密后的所述第一待使用数据和所述报文包，通过所述边缘计算芯片中的通信核对所述第一待使用数据和所述报文包进行解密得到待处理数据，将所述待处理数据传输至所述边缘计算芯片中的控制核；基于所述边缘计算芯片中的控制核、电力数据处理专用模块和智能计算模块对所述待处理数据进行分析和计算，并基于所述分析和计算的结果生成控制信息和感知信息，通过所述边缘计算芯片中的安全核将所述控制信息和感知信息加密处理，得到加密信息，并通过所述边缘计算芯片中的通信核将所述加密信息上传至所述配电网主站；

7、所述配电网主站，用于接收所述加密信息，并根据所述加密信息生成指令信息，并将所述指令信息下发至所述边缘计算终端，所述边缘计算终端接收所述指令信息，并将所述指令信息发送至所述中压智能终端和/或所述低压智能终端，以使所述中压智能终端对所述中压侧电力设备控制或者所述低压智能终端对所述低压侧电力设备控制。

8、根据本发明的另一方面，提供了一种配电网全面数据感知的方法，应用于配电网全面数据感知的系统，所述配电网全面数据感知的系统包括低压智能终端、中压智能终端、边缘计算终端以及配电网主站，所述低压智能终端和所述中压智能终端与所述边缘计算终端连接，所述边缘计算终端与所述配电网主站连接；所述低压智能终端、所述中压智能终端、所述边缘计算终端的芯片架构如下：

9、所述低压智能终端中包括低压轻量级芯片，所述低压轻量级芯片中包含控制核、安全核和通信核；所述中压智能终端中包括中压主控芯片，所述中压主控芯片中包含控制核、安全核、通信核和报文处理专用模块；所述边缘计算终端中包括边缘计算芯片，所述边缘计算芯片包含控制核、安全核、通信核、报文处理专用模块、电力数据处理专用模块和智能计算模块；

10、其中，所述配电网全面数据感知的方法包括：

11、通过所述低压智能终端获取配电网低压侧电力设备的低压侧数据；

12、通过所述低压轻量级芯片中的控制核对所述低压侧数据处理得到第一待使用数据，基于所述待使用数据确定第一保护控制信息，将所述第一保护控制信息传输至所述低压轻量级芯片中的安全核得到加密后的第一保护控制信息，并将加密后的第一保护控制信息发送至所述低压侧电力设备，以使所述低压侧电力设备完成继电保护动作；

13、以及，将所述第一待使用数据发送至所述低压轻量级芯片中的安全核，通过所述低压轻量级芯片中的安全核对所述第一待使用数据加密，并通过所述低压轻量级芯片中的通信核将加密后的所述第一待使用数据上传至所述边缘计算终端；

14、通过所述中压智能终端获取配电网中压侧电力设备的中压侧数据；

15、通过所述中压主控芯片中的控制核对所述中压侧数据分析、计算和处理，得到第二待使用数据，基于所述待使用数据确定第二保护控制信息，将所述第二保护控制信息传输至所述中压主控芯片中的安全核得到加密后的第二保护控制信息，并将加密后的第二保护控制信息发送至所述中压侧电力设备，以使所述中压侧电力设备完成继电保护动作；

16、以及，将所述第二待使用数据发送至所述中压主控芯片中的安全核，通过所述中压主控芯片中的安全核对所述第二待使用数据加密，并基于报文处理专用模块对加密后的所述第二待使用数据打包分类处理得到报文包，并为所述报文包分配优先级，按照所述优先级将所述报文包传输至所述中压主控芯片中的通信核，以使所述中压主控芯片的通信核将所述报文包发送至所述边缘计算终端；

17、通过所述边缘计算终端接收加密后的所述第一待使用数据和所述报文包；

18、通过所述边缘计算芯片中的通信核对所述第一待使用数据和所述报文包进行解密得到待处理数据，将所述待处理数据传输至所述边缘计算芯片中的控制核；

19、基于所述边缘计算芯片中的控制核、电力数据处理专用模块和智能计算模块对所述待处理数据进行分析和计算，并基于所述分析和计算的结果生成控制信息和感知信息；

20、通过所述边缘计算芯片中的安全核将所述控制信息和感知信息加密处理，得到加密信息，并通过所述边缘计算芯片中的通信核将所述加密信息上传至所述配电网主站；

21、通过所述配电网主站接收所述加密信息，并根据所述加密信息生成指令信息，并将所述指令信息下发至所述边缘计算终端；

22、通过所述边缘计算终端接收所述指令信息，并将所述指令信息发送至所述中压智能终端和/或所述低压智能终端，以使所述中压智能终端对所述中压侧电力设备控制或者所述低压智能终端对所述低压侧电力设备控制。

23、根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

24、至少一个处理器；

25、以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

26、其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的配电网全面数据感知的方法。

27、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的配电网全面数据感知的方法。

28、本发明实施例的技术方案，提供了一种配电网全面数据感知的系统和方法。该系统包括：低压智能终端、中压智能终端、边缘计算终端以及配电网主站，其中，低压智能终端、中压智能终端、边缘计算终端的芯片架构如下：低压智能终端中包括低压轻量级芯片，低压轻量级芯片中包含控制核、安全核和通信核；中压智能终端中包括中压主控芯片，中压主控芯片中包含控制核、安全核、通信核和报文处理专用模块；边缘计算终端中包括边缘计算芯片，边缘计算芯片包含控制核、安全核、通信核、报文处理专用模块、电力数据处理专用模块和智能计算模块；在芯片架构的基础上，低压智能终端，与边缘计算终端连接，用于获取配电网低压侧电力设备的低压侧数据，并通过低压轻量级芯片中的控制核对低压侧数据处理得到第一待使用数据，基于待使用数据确定第一保护控制信息，将第一保护控制信息传输至低压轻量级芯片中的安全核得到加密后的第一保护控制信息，并将加密后的第一保护控制信息发送至低压侧电力设备，以使低压侧电力设备完成继电保护动作；以及，将第一待使用数据发送至低压轻量级芯片中的安全核，通过低压轻量级芯片中的安全核对第一待使用数据加密，并通过低压轻量级芯片中的通信核将加密后的第一待使用数据上传至边缘计算终端；中压智能终端，与边缘计算终端连接，用于获取配电网中压侧电力设备的中压侧数据，通过中压主控芯片中的控制核对中压侧数据分析、计算和处理，得到第二待使用数据，基于待使用数据确定第二保护控制信息，将第二保护控制信息传输至中压主控芯片中的安全核得到加密后的第二保护控制信息，并将加密后的第二保护控制信息发送至中压侧电力设备，以使中压侧电力设备完成继电保护动作；以及，将第二待使用数据发送至中压主控芯片中的安全核，通过中压主控芯片中的安全核对第二待使用数据加密，并基于报文处理专用模块对加密后的第二待使用数据打包分类处理得到报文包，并为报文包分配优先级，按照优先级将报文包传输至中压主控芯片中的通信核，以使中压主控芯片的通信核将报文包发送至边缘计算终端；边缘计算终端，与配电网主站连接，用于接收加密后的第一待使用数据和报文包，通过边缘计算芯片中的通信核对第一待使用数据和报文包进行解密得到待处理数据，将待处理数据传输至边缘计算芯片中的控制核；基于边缘计算芯片中的控制核、电力数据处理专用模块和智能计算模块对待处理数据进行分析和计算，并基于分析和计算的结果生成控制信息和感知信息，通过边缘计算芯片中的安全核将控制信息和感知信息加密处理，得到加密信息，并通过边缘计算芯片中的通信核将加密信息上传至配电网主站；配电网主站，用于接收加密信息，并根据加密信息生成指令信息，并将指令信息下发至边缘计算终端，边缘计算终端接收指令信息，并将指令信息发送至中压智能终端和/或低压智能终端，以使中压智能终端对中压侧电力设备控制或者低压智能终端对低压侧电力设备控制。本发明实施例的技术方案解决了现有技术无法对低压侧电力设备数据感知，且对数据的处理依赖于配电网主站，造成浪费资源、及时性不足无法满足配网需求的问题，实现了对配电网数据的全面感知，边缘计算终端根据低、中压智能终端提供的数据进行就地计算，得到调度控制信息，并加密传输至配电网主站，主站根据整个配电网的情况，决定这些决定是否执行，实现了基于边缘计算的配电网运行就地智能。

29、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。