【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及物聯(lián)終端，更具體地說，本專利技術(shù)涉及一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端。
技術(shù)介紹
1、目前，隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和智能化水平的提升，對配電網(wǎng)的監(jiān)測、控制和管理提出了更高的要求，傳統(tǒng)的配電網(wǎng)管理方式存在數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)確、通信不暢、處理速度慢、安全防護(hù)不足等問題，難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的需求，在當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，配電自動化終端技術(shù)已經(jīng)取得了顯著的發(fā)展，這些終端能夠?qū)崿F(xiàn)對配電系統(tǒng)故障的檢測、電網(wǎng)狀態(tài)信息的檢測、系統(tǒng)保護(hù)、故障錄波和監(jiān)控與控制等功能。
2、然而，隨著電力系統(tǒng)的日益復(fù)雜和智能化需求的不斷提高，現(xiàn)有的配電自動化終端仍存在以下不足：
3、1、在數(shù)據(jù)采集方面，傳統(tǒng)的配電自動化終端往往受限于技術(shù)條件，只能采集有限的電力參數(shù)數(shù)據(jù)，如電壓、電流等基本信息，而對于更復(fù)雜的參數(shù)如功率因數(shù)、頻率、諧波含量等則難以做到全面覆蓋，此外，數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性和實時性也有待提高，以更好地滿足電力系統(tǒng)對實時監(jiān)測和故障預(yù)警的需求；
4、2、在通信效率方面，現(xiàn)有的配電自動化終端大多采用單一的通信協(xié)議，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎挽`活性受到限制，特別是在復(fù)雜多變的電力系統(tǒng)中，單一的通信協(xié)議往往難以滿足多種應(yīng)用場景的需求，也無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸和多種通信方式的靈活切換；
5、3、在數(shù)據(jù)處理與分析方面，傳統(tǒng)的配電自動化終端缺乏先進(jìn)的算法和模型支持，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理速度慢、分析結(jié)果不準(zhǔn)確，特別是在負(fù)荷預(yù)測和故障預(yù)警方面，傳統(tǒng)的終端往往難以提供精確的分析結(jié)果和及時的預(yù)警信息，從而影響了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和故障的快速響應(yīng)。
6、針對上述情況，本專利技術(shù)提供了一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本專利技術(shù)提供一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的問題。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，包括數(shù)據(jù)采集模塊、智能通信模塊、數(shù)據(jù)處理與分析模塊、遠(yuǎn)程控制執(zhí)行模塊、能量管理模塊和安全防護(hù)模塊；
3、所述數(shù)據(jù)采集模塊，配置為從配電網(wǎng)中的多個監(jiān)測點實時采集電力參數(shù)數(shù)據(jù)，包括但不限于電壓、電流、功率因數(shù)、頻率和諧波含量；
4、所述智能通信模塊，采用雙接收端通信協(xié)議使得單一發(fā)送端能夠同時向兩個獨(dú)立的接收端發(fā)送數(shù)據(jù)；
5、所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊，集成機(jī)器學(xué)習(xí)算法和大數(shù)據(jù)分析，用于對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、特征提取、模式識別以及故障診斷，以提供實時的配電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測、負(fù)荷預(yù)測和故障預(yù)警；
6、所述遠(yuǎn)程控制執(zhí)行模塊，用于根據(jù)高級數(shù)據(jù)處理與分析引擎的輸出結(jié)果，自動或手動觸發(fā)對配電網(wǎng)中設(shè)備的遠(yuǎn)程控制指令，遠(yuǎn)程控制指令包括開關(guān)操作和參數(shù)調(diào)整，實現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)維和故障快速響應(yīng)；
7、所述能量管理模塊，用于優(yōu)化終端的能源使用，包括太陽能或風(fēng)能的可再生能源的集成與調(diào)度，以及低功耗設(shè)計，確保終端在復(fù)雜環(huán)境中持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行；
8、所述安全防護(hù)模塊，集成加密通信、訪問控制和入侵檢測，確保數(shù)據(jù)傳輸和終端操作的安全性，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和數(shù)據(jù)泄露。
9、優(yōu)選地，所述雙接收端通信協(xié)議采用時分復(fù)用或頻分復(fù)用技術(shù)，以確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的完整性和同步性；
10、所述智能通信模塊還具備自適應(yīng)調(diào)制和編碼功能，根據(jù)通信鏈路的質(zhì)量動態(tài)調(diào)整傳輸速率和編碼方式，以優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸效率和可靠性，自適應(yīng)調(diào)制算法如下：
11、其中,rt表示當(dāng)前時刻的最優(yōu)傳輸速率,c(r)和p(r)分別表示傳輸速率r下的信道容量和傳輸功率；
12、所述智能通信模塊支持多種通信協(xié)議和頻段，包括但不限于窄帶物聯(lián)網(wǎng)(nb-iot)、lora、zigbee以及5g低功耗廣域網(wǎng)(lpwan)，以適應(yīng)不同應(yīng)用場景的需求。
13、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊采用以下負(fù)荷預(yù)測模型：
14、其中，lt+1表示預(yù)測的未來時刻負(fù)荷，α和β為權(quán)重系數(shù)，fi表示特征函數(shù)，wi表示特征函數(shù)的權(quán)重，n為特征函數(shù)的數(shù)量。
15、優(yōu)選地，所述智能通信模塊還包括鏈路質(zhì)量監(jiān)測單元和多路徑傳輸策略單元，其中；
16、所述鏈路質(zhì)量監(jiān)測單元用于持續(xù)監(jiān)測通信鏈路的信號強(qiáng)度、誤碼率和延遲的關(guān)鍵指標(biāo)，為自適應(yīng)調(diào)制和編碼提供實時反饋；
17、所述多路徑傳輸策略單元，用于在通信鏈路質(zhì)量不佳時，自動啟用備用路徑或采用多路徑并行傳輸，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，多路徑選擇算法如下：
18、其中，pbest表示最優(yōu)傳輸路徑，ber(p)、delay(p)和dandwidth(p)分別表示路徑p的誤碼率、延遲和帶寬，m為傳輸路徑的總數(shù)。
19、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊還包括異常檢測模塊和模型訓(xùn)練模塊，其中，異常檢測模塊用于基于歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的對比分析，自動識別配電網(wǎng)中的異常狀態(tài)，包括電壓波動和電流過載，所述模型訓(xùn)練模塊用于使用歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，對未來負(fù)荷趨勢和設(shè)備壽命進(jìn)行預(yù)測，并持續(xù)優(yōu)化模型以提高預(yù)測準(zhǔn)確性。
20、優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程控制執(zhí)行模塊具備自動恢復(fù)機(jī)制，在檢測到設(shè)備故障或異常狀態(tài)后，根據(jù)預(yù)設(shè)策略自動執(zhí)行恢復(fù)操作，所述恢復(fù)操作包括重啟設(shè)備和調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。
21、優(yōu)選地，所述安全防護(hù)模塊還包括硬件級安全模塊，所述硬件級安全模塊集成于自動化物聯(lián)終端內(nèi)部，提供硬件級別的加密和解密服務(wù)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸和存儲的安全性。
22、優(yōu)選地，所述配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端還包括環(huán)境適應(yīng)性模塊，所述環(huán)境適應(yīng)性模塊集成多種傳感器，用于監(jiān)測終端所處環(huán)境的溫度、濕度和光照的物理參數(shù)。
23、優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊的故障預(yù)警方式包括故障燈預(yù)警、蜂鳴器預(yù)警以及短信預(yù)警。
24、本專利技術(shù)的技術(shù)效果和優(yōu)點：
25、1、通過集成數(shù)據(jù)采集模塊和智能通信模塊，實現(xiàn)了從配電網(wǎng)多個監(jiān)測點實時采集電力參數(shù)數(shù)據(jù)的功能，并采用了雙接收端通信協(xié)議，確保單一發(fā)送端能同時向兩個獨(dú)立接收端發(fā)送數(shù)據(jù)，不僅提高了數(shù)據(jù)采集的效率和準(zhǔn)確性，還通過智能通信模塊的自適應(yīng)調(diào)制和編碼功能，以及支持多種通信協(xié)議和頻段，優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃?，實現(xiàn)配電網(wǎng)狀態(tài)的實時監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制，提升了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性；
26、2、本專利技術(shù)的數(shù)據(jù)處理與分析模塊集成了機(jī)器學(xué)習(xí)算法和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、特征提取、模式識別以及故障診斷，通過負(fù)荷預(yù)測模型和異常檢測模塊，使得該終端能夠準(zhǔn)確預(yù)測未來負(fù)荷趨勢，自動識別配電網(wǎng)中的異常狀態(tài)，如電壓波動和電流過載等，不僅有助于提前制定運(yùn)維策略，減少故障發(fā)生，而且能通過持續(xù)優(yōu)化機(jī)器學(xué)習(xí)模型，提高預(yù)測準(zhǔn)確性，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支持；
27、3、本專利技術(shù)在安全防護(hù)方面表現(xiàn)出色，集成了加密通信、訪問控制和入侵檢測等功能，確保數(shù)據(jù)傳輸和終端操作的安全性，此外，通過硬件級安全模塊的加入，進(jìn)一步增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸和存儲的安全性，同時，該終端還具備環(huán)境適應(yīng)性模塊，能夠監(jiān)測終本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集模塊(1)、智能通信模塊(2)、數(shù)據(jù)處理與分析模塊(3)、遠(yuǎn)程控制執(zhí)行模塊(4)、能量管理模塊(5)和安全防護(hù)模塊(6)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述雙接收端通信協(xié)議采用時分復(fù)用或頻分復(fù)用技術(shù)，以確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的完整性和同步性；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊(3)采用以下負(fù)荷預(yù)測模型：其中，Lt+1表示預(yù)測的未來時刻負(fù)荷，α和β為權(quán)重系數(shù)，fi表示特征函數(shù)，wi表示特征函數(shù)的權(quán)重，n為特征函數(shù)的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述智能通信模塊(2)還包括鏈路質(zhì)量監(jiān)測單元(7)和多路徑傳輸策略單元(8)，其中；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊(3)還包括異常檢測模塊(9)和模型訓(xùn)練模塊(10)，其中，異常檢測模塊(9)用于基于歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的對比分析，自動識
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述遠(yuǎn)程控制執(zhí)行模塊(4)具備自動恢復(fù)機(jī)制，在檢測到設(shè)備故障或異常狀態(tài)后，根據(jù)預(yù)設(shè)策略自動執(zhí)行恢復(fù)操作，所述恢復(fù)操作包括重啟設(shè)備和調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述安全防護(hù)模塊(6)還包括硬件級安全模塊(11)，所述硬件級安全模塊(11)集成于自動化物聯(lián)終端內(nèi)部，提供硬件級別的加密和解密服務(wù)，增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸和存儲的安全性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端還包括環(huán)境適應(yīng)性模塊(12)，所述環(huán)境適應(yīng)性模塊(12)集成多種傳感器，用于監(jiān)測終端所處環(huán)境的溫度、濕度和光照的物理參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊(3)的故障預(yù)警方式包括故障燈預(yù)警、蜂鳴器預(yù)警以及短信預(yù)警。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集模塊(1)、智能通信模塊(2)、數(shù)據(jù)處理與分析模塊(3)、遠(yuǎn)程控制執(zhí)行模塊(4)、能量管理模塊(5)和安全防護(hù)模塊(6)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述雙接收端通信協(xié)議采用時分復(fù)用或頻分復(fù)用技術(shù)，以確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中的完整性和同步性；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊(3)采用以下負(fù)荷預(yù)測模型：其中，lt+1表示預(yù)測的未來時刻負(fù)荷，α和β為權(quán)重系數(shù)，fi表示特征函數(shù)，wi表示特征函數(shù)的權(quán)重，n為特征函數(shù)的數(shù)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述智能通信模塊(2)還包括鏈路質(zhì)量監(jiān)測單元(7)和多路徑傳輸策略單元(8)，其中；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一發(fā)兩收的配電網(wǎng)自動化物聯(lián)終端，其特征在于：所述數(shù)據(jù)處理與分析模塊(3)還包括異常檢測模塊(9)和模型訓(xùn)練模塊(10)，其中，異常檢測模塊(9)用于基于歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的對比分析，自動識別配電網(wǎng)中的異常狀態(tài)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：左越，顧泰宇，崔巖，張默，田野，王順江，杜威，張?zhí)煊?/a>，陳強(qiáng)，楊璐羽，張博，李全，齊致，朱家正，常健，李鶴，莊炳昌，許國虎，徐崢，孫磊，陳曉壘，齊旺，榮華，王寧，李君明，呂壽竹，李元凱，劉晗，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)遼寧省電力有限公司葫蘆島供電公司，
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