一种智能电力物联网生态技术体系的制作方法

1.本发明涉及电力物联网及系统的智能化应用领域，特别涉及一种智能电力物联网生态技术体系。


背景技术：

2.随着信息采集、大数据、人工智能技术的发展，人类社会逐渐进入到万物互联的智能全景新时代，而现有电力物联网主要侧重从信息技术和部分场景应用的角度开展研究工作，但是在大数据、人工智能等深度应用的系统体系及协同创新机制方面鲜有研究。所以亟需发展和建立万物互联形态下的智能分析与精准控制框架体系，更好地指导人工智能与万物互联形态下的电力物联网建设。
3.物联网是在互联网基础上进一步延伸和扩展的一种新型网络技术和形态，是通过各种传感设备、通讯技术和互联网技术结合而形成的万物互联网络，实现人、机、物在时间和空间上的互联互通，进而实现对现实物理空间的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，被称为又一次信息产业革命。
4.智能电力物联网，是指在智能全景系统概念指导下，充分利用传感、通讯、物联网、数字孪生、大数据、云计算、人工智能等先进信息技术，实现电力系统一次物理设施的万物互联互通、全息状态感知、智能分析控制、自然人机交互和智慧综合服务，为实现能量流、信息流、业务流、价值流深度融合的智慧能源互联网提供重要技术支撑。智能电力物联网框架体系主要由智能一次电力物理系统叠加智能二次信息系统的深度融合系统，实现电力系统发、输、变、配、用等各个环节的广泛互联、能源供需实时匹配和智能高效服务，支撑能源互联网和智能电网的重要建设工作。
5.为了确保能源互联网以更加安全、经济、可靠、高效的方式运行，需要建立一套智能分析与精准控制框架体系，更好地指导人工智能与万物互联形态下的电力物联网建设。


技术实现要素：

6.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种智能电力物联网技术系统，能够。
7.根据本发明的第一方面实施例的智能电力物联网生态技术系统，其特征在于，包括：
8.智能一次物理系统，包括电源侧、电网侧、负荷侧和储能侧，所述智能一次物理系统为所述智能电力物联网生态技术系统提供了设备基础；
9.智能二次信息系统，能够为所述智能电力物联网生态技术系统提供数据通信服务；
10.智能综合应用系统，能够以软件的形式，根据用户的需求，实现对应的功能，并且根据不同使用终端以及场景的不同，提供不同类型的服务。
11.根据本发明实施例的智能电力物联网技术系统，至少具有如下有益效果：能够利
用智能一次物理系统提供设备基础，利用智能二次信息系统提供数据通信服务，最后利用具体的智能综合应用系统，给用户提供服务。
12.根据本发明的一些实施例，所述智能一次物理系统，包括物理层和感知层。
13.根据本发明的一些实施例，所述物理层包括电源侧、电网侧、负荷侧和储能侧；所述感知层包括智能采集与控制设备、智能终端。
14.根据本发明的一些实施例，所述智能二次信息系统，包括网络层与平台层。
15.根据本技术的一些实施例，所述网络层包括4g/5g移动网络、电力lte无线网络、卫星通信网络；所述平台层包括数字孪生平台、大数据平台、物联管理平台。
16.根据本技术的一些实施例，所述智能综合应用系统，包括应用层和交互层。
17.根据本技术的一些实施例，所述应用层能够实现以精准控制为核心的智能业务应用。
18.根据本技术的一些实施例，所述交互层能够拓展信息的输入输出方式，提高了用户与系统之间的协同性和灵活性。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
21.图1为本技术实施例一的智能电力物联网技术体系的结构示意图；
22.图2为本技术实施例一的智能电力物联网技术体系中各层次关系的示意图；
23.图3为本技术实施例二的戴维南等职参数示意图；
24.图4为本技术实施例二的静态电压稳定裕度指标示意图；
25.图5为本技术实施例二的薄弱节点稳定裕度指标的可视化战士过程示意图；
26.图6为本技术实施例二的智能电力物联网技术系统的界面图。
具体实施方式
27.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
30.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所
属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
31.随着信息采集、大数据、人工智能技术的发展，人类社会逐渐进入到万物互联的智能全景新时代，而现有电力物联网主要侧重从信息技术和部分场景应用的角度开展研究工作，但是在大数据、人工智能等深度应用的系统体系及协同创新机制方面鲜有研究。
32.为了确保能源互联网以更加安全、经济、可靠、高效的方式运行，本发明实施例提供了一套智能分析与精准控制框架体系，更好地指导人工智能与万物互联形态下的电力物联网建设。
33.实施例一、
34.参照图1，本技术的实施例提供了一种智能电力物联网技术体系，该体系分为三个系统：智能一次物理系统、智能二次信息系统、智能综合应用系统。
35.其中，智能一次物理系统，是智能电力物联网的设备基础。包括四大要素：“源、网、荷、储”。
36.其中，“源”代表能源侧，也就是发电设备，包括火力发电、风力发电、水力发电、核能发电、太阳能发电等常见的发电设备；此外，随着新能源的建设，也根据发电设备本身连接电力系统的方式，分为分布式和集群式。广义上的说，只要能够作为电能的提供方，都可以理解为能源测。
[0037]“网”代表电网侧，该电网测包括输电设备、变电设备、配电设备、控制设备、监控设备。电网侧通过输电设备、变电设备、配电设备将电能进行传输，并通过控制设备和监控设备保证其他设备的稳定和安全运行，保证了电力能够在能源测、负荷侧和储能侧之间流动。
[0038]“储”代表储能侧，该储能侧用于存储电量，通常设置在电网中靠近负荷侧的部分，当电网测出现故障，或者电源侧出现故障的时候，储能侧可以临时作为供电设备，给负荷侧进行供电。
[0039]“荷”代表负荷侧，也就是用户使用电能的具体设备，可以是居民用电、照明用电、工业生产用电等等，都可以概括的称之为负荷侧。物联网系统离不开电力。以上这些设备给物联网提供了供电设备的基础条件。
[0040]
更进一步地，智能一次物理系统可以分为物理层和感知层。
[0041]
物理层主要为实际物理设施对象，也就是电源侧、电网侧、负荷侧、储能侧，这些物理设置构建出智能锂电物联网的拓扑关系。
[0042]
感知层主要包括智能采集设备、智能传感设备、边缘智能设备；感知层是为了更好的协调物理设施之间的关系设置的，其利用信息采集和边缘计算芯片的智能终端装置，提供数据治理、通信协议适配、虚拟交换、安全防护、边缘数据存储与计算等功能，实现物理对象的全面感知与实时控制。
[0043]
智能二次信息系统，能够为所述智能电力物联网生态技术系统提供数据通信服务。包括有线网络和无线网络，其中无线网络又可以分为2g、3g、4g、5g无线网络、卫星通信网络。只要能够给设备之间的数据交换提供网络连接基础的，都可以被理解为智能二次信息系统的一部分。
[0044]
更进一步地，智能二次信息系统可分为网络层和平台层。其中，网络层就是具体的数据传输网络，现在主要包括有线传输网络和无线传输网络，无线传输网络当中，最主要的
是4g移动网络和5g移动网络。
[0045]
平台层，主要用于统筹用户在数据传输网络中的具体行为，包括数字孪生平台、大数据平台和物联管理平台。这些平台采用云计算架构，构建支撑信息接入、数字孪生、智能分析与智能交互的统一数据管理与业务中台。实现多时空尺度海量异构电力数据的存储、集成、融合、分析与管理。
[0046]
智能综合应用系统，以软件的形式实现，目标是根据用户的不同需求，实现不同的功能，最终完成智能电力物联网的终端应用。
[0047]
更进一步地，上述智能综合应用系统可分为应用层和交互层。
[0048]
应用层主要体现为在线智能应用，依靠智能一次物理系统提供的设备基础，使用网络层的数据连接，访问平台层的数据，并依据这些数据实现多种具体的功能以及需求。更具体的，利用先进人工智能和机器学习技术，面向电网全生命周期生产以及管理各个环节的多维度业务需求，实现以量化评估与精准控制为核心的大脑级智能业务应用，进而实现能量流、信息流、业务流和价值流的深度融合。
[0049]
交互层依托于应用层存在，主要为了拓展应用层信息的输入输出方式，方便用户的使用，提高了用户与系统之间的协同性和灵活性。更具体地，利用三维、gis、文本、语音、手势、触控、虚拟现实等智能交互技术，实现电力物联网海量信息、运行态势和优化控制的直观可视化展示，降低用户工作负荷，支持用户与系统间的高效协同与灵活互动。
[0050]
参照图2，本技术的实施例一提供的智能电力物联网技术体系，分为三个系统，六个层，其中，每个层之间的配合方式可以描述为：
[0051]
物理层的供电设备和用电设备，与感知层中的智能采集与控制终端进行配合，向其他各层提供了运行所需的电力基础；应用层通过网络层向平台层建立数据连接，实现自身预期达到的功能；交互层拓展了用户与物联网系统之间交换数据的方式和通道，增强了整个智能电力物联网生态技术系统的灵活性与互动性。
[0052]
实施例二、
[0053]
为了更明确的说明本技术的方案，以华中区域电网为背景对其做进一步详细案例描述：
[0054]
首先以大电网智能调控系统方案为指导，搭建hadoop实验室集群环境，集群主要分为两大类角色：主服务节点(master)和从服务节点(salve)。表1为所搭建的实验平台服务器主要配置。
[0055]
表1
[0056][0057]
在物理层面上，华中区域电网包含482个主要场站，3338个母线，4635条线路以及1258个负荷。通过感知层采集数据，通过网络层传输数据，通过平台层汇集数据，通过应用
层进行开发使用，通过人机交互层进行可视化等。
[0058]
数据流与信息流的传输过程，在感知层上，通过d5000系统的pmu、rtu等终端单元感知采集到的数据，得到华中区域电网的基本数据，在网络层上，采集到的的数据通过专用网络进行传输，输送到大数据平台层面，从平台上，获取到相应的信息进行应用层面的开发使用，在人机交互层上，最后对相关的结果进行可视化展示的过程。
[0059]
计算基本潮流水平下部分节点的戴维南等值参数，得到其关键节点阻抗模稳定指标的变化趋势，其计算结果如图3所示，通过图3可以清楚看到此时电网的部分节点的关键参数戴维南等值参数。我们在得到等效参数的前提下，根据等效原理，进行静态稳定指标的分析，图4、图5能够看到电网基本的关键参数指标，进而评估出静态场景下，电网稳定态势的情况，给调度员直观形象的展示。
[0060]
图6是基于智能电力物联网生态技术系统的实施方案而设计的界面图，整体以华中电网为背景，其设计是基于html5语言，对智能电力物联网生态功能系统可视化界面在web上进行了开发。
[0061]
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。