CN111784130A - 配电网物联管理***及数据处理方法、存储介质 - Google Patents

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邵嗣杨
李钟玮
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孙保华
吴雪琼
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Abstract

本发明公开了一种配电网物联管理***，包括：终端接入单元，用于配电网终端设备的接入；物联管理中心，用于管理接入的配电网终端设备，并根据不同内部应用子***的需求分发配电网终端设备采集的数据；内部应用子***，用于对配电网终端设备采集的数据进行分析处理。该***将配电网终端采集的数据接入与数据处理分开设置，便于数据共享以及数据的实时处理；采集数据按需分发，便于大数据量的并发、实时处理。

Description

配电网物联管理***及数据处理方法、存储介质
技术领域
本发明属于配电网管理技术领域，具体涉及一种传统电网与物联网、互联网相结合的配电网物联管理***，以及该***中数据处理的方法。
背景技术
物联网是物物相连的互联网，是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，配电网是能源互联网的重要基础，是影响供电服务水平的关键环节。随着云平台、大数据、物联网等技术在电力行业的应用，以及感知信息的多元化、面向用户从传统用电用户向产业、金融、电动汽车领域延伸，推动了配电专业传统业务的提升、新兴业务的出现。
随着配电网的智能化、信息化、自动化、互动化水平得不断提高，接入配电网的终端设备的类型也多种多样，对终端设备采集的数据进行分析处理的方法也不断增加。一种分析处理方法中可能会用到多个终端设备采集的数据，不同的分析处理方法中也会有共用的数据，由此需要实现接入的终端设备能够互联互通，而不受厂商、操作***、芯片和物理传输的制约，同时对采集的大量数据能够做到实时处理、实时响应。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种配电网物联管理***，以及基于该***的数据处理方法，以实现多种配电网终端设备的接入和大量数据的实时分发与处理。
技术方案：本发明公开了一种配电网物联管理***，包括：
终端接入单元，用于配电网终端设备的接入；
物联管理中心，用于管理接入的配电网终端设备，并根据不同内部应用子***的需求分发配电网终端设备采集的数据；
内部应用子***，用于对配电网终端设备采集的数据进行分析处理。
所述终端接入单元还用于边缘计算终端的接入，所述边缘计算终端通过边缘网关与终端接入单元连接。
所述物联管理中心包括消息队列，用于分发配电网终端设备采集的数据。
所述物联管理中心还包括：
设备管理模块，用于对接入的配电网终端设备和内部应用子***的状态进行监控和管理；
管理门户，用于查看设备或电网运行状态。
所述终端接入单元包括电力专用通信协议接入与解析单元、网络通信协议接入和解析单元；所述电力专用通信协议接入与解析单元用于支持电力专用通信协议的终端接入；所述网络通信协议接入和解析单元用于支持网络通信协议的终端接入。
作为优选，所述消息队列为kafka消息队列。
另一方面，本发明还公开了基于上述配电网物联管理***的数据处理方法，包括：
S1、配电网终端设备采集数据，并上传至物联管理中心；
S2、物联管理中心根据内部应用子***的需求将采集到的数据转发至内部应用子***。
所述步骤S2具体包括：
S21、物联管理中心建立多个消息队列，并对每个消息队列设置类别标签；
S22、物联管理中心将配电网终端设备上传的数据根据终端类型发送至不同的消息队列；
S23、各个内部应用子***根据自身需求订阅不同类别的消息，从对应类别标签的消息队列中获取数据。
作为优选，所述消息队列为kafka消息队列。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述数据处理方法的步骤。
有益效果：与现有的配电网管理***相比，本发明公开的配电网物联管理***中数据接入与数据处理分开设置，便于数据共享以及数据的实时处理；采集数据按需分发，便于大数据量的并发、实时处理。
附图说明
图1为实施例公开的配电网物联管理***组成示意图；
图2为实施例公开的配电网物联管理***的数据处理方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。
如图1所示，本发明公开的配电网物联管理***包括：
终端接入单元1，用于配电网终端设备的接入；
物联管理中心2，用于管理接入的配电网终端设备，并根据不同内部应用子***的需求分发配电网终端设备采集的数据；
内部应用子***3，用于对配电网终端设备采集的数据进行分析处理，包括配电自动化***、用电采集***等。
传统配电网终端设备，如环网柜、柱上开关等，所采集的数据一般包括遥信数据(A/B/C相失压、A/B/C相过流、A/B/C相过载等)、遥测数据(A、B、C相电压、A、B、C相电流、零序电压、零序电流等)，这些数据采用IEC101/104/61850、DLT645等电力专用通信协议上传；
新型配电网智能采集设备包括开关站(配电房)运行状况在线监测设备、箱式变电站运行状态在线监测设备、智能环网柜运行状态在线监测设备、电缆井运行状态在线监测设备、柱上开关运行状态在线监测设备等，通过机器人、摄像头、传感器、探测器等对温湿度、气体(SF6、臭氧)、噪声、烟雾、局放、门禁、水浸、井盖等环境及设施进行监测，采集到的数据通过MQTT、CoAP、HTTP等网络通信协议上传至物联管理中心平台。
由此，终端接入单元包括电力专用通信协议接入与解析单元11、网络通信协议接入和解析单元12；其中电力专用通信协议接入与解析单元解析电力专用通信协议，用于支持传统配电网终端的接入；网络通信协议接入和解析单元解析互联网、物联网等网络通信协议，用于新型配电网智能终端的接入。
此外，终端接入单元还用于边缘计算终端的接入，边缘计算终端通过边缘网关4与终端接入单元1连接，将边缘计算终端的结果上传至物联管理中心。
边缘计算终端用于对配电网终端采集数据做预处理，以减轻配电网物联管理***的计算负担。
物联管理中心2包括设备管理模块、管理门户；其中设备管理模块21用于对接入的配电网终端设备和内部应用子***的状态进行监控和管理；用户通过管理门户22查看设备或电网的运行状态，运行状态及内部应用子***的处理结果发送至运维***5，便于运维人员对配电网的维护。
由于新一代配电网终端设备种类、数量多样，采集的数据量也大增，且有些业务需要实时处理数据，根据不同的处理要求和业务需求，需要设置多个内部应用子***，这些内部应用子***中会有数据共享的需求。由此，物联管理中心中包括消息队列23，用于分发配电网终端设备采集的数据，本发明中，采用kafka消息队列来分发采集数据。
数据处理方法的流程如图2所示，包括：
S1、配电网终端设备采集数据，并上传至物联管理中心；
S2、物联管理中心根据内部应用子***的需求将采集到的数据转发至内部应用子***；具体包括：
S21、物联管理中心建立多个kafka消息队列，并对每个消息队列设置类别标签topic；
S22、物联管理中心将配电网终端设备上传的数据根据终端类型发送至不同的消息队列，即对采集数据进行了分类；
S23、各个内部应用子***根据自身需求订阅不同类别topic的消息，从对应类别标签的消息队列中获取数据。
如内部应用子***中的配电自动化***和用电采集***需要对用户用电的综合能效从不同角度进行评价分析，都需要实时监测电网谐波含量、三相不平衡度、功率因数及电压偏差、电压闪变、波动、频率偏差等电能质量状况。物联管理中心将相关终端设备上传的这些数据送入类别标签为“谐波含量”、“三相不平衡度”、“功率”、“偏差”的消息队列，配电自动化***和用采***订阅这些消息队列，则可以实现这些采集数据在这两个子***的共享。
在这种模式下，终端采集的数据统一上传至物联管理中心，由物联管理中心进行数据采用kafka消息队列的方式分发至各内部应用子***，由此实现数据的快速分发，从而实现更全面的检测感知、更紧密的业务融合、更充分的应用共享。
本实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述数据处理方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.配电网物联管理***，其特征在于，包括：
终端接入单元，用于配电网终端设备的接入；
物联管理中心，用于管理接入的配电网终端设备，并根据不同内部应用子***的需求分发配电网终端设备采集的数据；
内部应用子***，用于对配电网终端设备采集的数据进行分析处理。
2.根据权利要求1所述的配电网物联管理***，其特征在于，所述终端接入单元还用于边缘计算终端的接入，所述边缘计算终端通过边缘网关与终端接入单元连接。
3.根据权利要求1所述的配电网物联管理***，其特征在于，所述物联管理中心包括消息队列，用于分发配电网终端设备采集的数据。
4.根据权利要求1所述的配电网物联管理***，其特征在于，所述物联管理中心还包括：
设备管理模块，用于对接入的配电网终端设备和内部应用子***的状态进行监控和管理；
管理门户，用于查看设备或电网运行状态。
5.根据权利要求1所述的配电网物联管理***，其特征在于，所述终端接入单元包括电力专用通信协议接入与解析单元、网络通信协议接入和解析单元；
所述电力专用通信协议接入与解析单元用于支持电力专用通信协议的终端接入；所述网络通信协议接入和解析单元用于支持网络通信协议的终端接入。
6.根据权利要求3所述的配电网物联管理***，其特征在于，所述消息队列为kafka消息队列。
7.如权利要求1所述配电网物联管理***的数据处理方法，其特征在于，包括：
S1、配电网终端设备采集数据，并上传至物联管理中心；
S2、物联管理中心根据内部应用子***的需求将采集到的数据转发至内部应用子***。
8.根据权利要求7所述的数据处理方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、物联管理中心建立多个消息队列，并对每个消息队列设置类别标签；
S22、物联管理中心将配电网终端设备上传的数据根据终端类型发送至不同的消息队列；
S23、各个内部应用子***根据自身需求订阅不同类别的消息，从对应类别标签的消息队列中获取数据。
9.根据权利要求8所述的数据处理方法，其特征在于，所述消息队列为kafka消息队列。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求7至9中任一项所述数据处理方法的步骤。
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