基于边缘计算的供电台区停电故障告警装置的制作方法

本实用新型属于电力技术领域，具体涉及基于边缘计算的供电台区停电故障告警装置。

背景技术：

配电台区是城市和农村供电的载体，配电台区的稳定性和安全性，直接关系到企业和千家万户的供电安全，具有重要的经济价值和社会意义。在早期电网建设时，更加重视的环节是发电和输电，配电台区往往被轻视。近些年国家为配网投入了大量资金进行城网和农网改造，改造了大量线路、开关和变压器等，从硬件方面对配电台区进行了升级。但目前低压户表的监测、控制和管理一直处于监管“盲区”，主要在以下方面问题：

1.供电台区停电故障处于监管盲区，无法及时掌握低压配网运行状态

目前运检部监测低压配电网数据来源于用电信息采集系统，监测设备只有配电变压器，且数据延迟2天。低压用户停电缺乏主动感知手段，只能通过用户故障报修被动获取，制约着客户服务水平进一步提升；低压配网线路缺陷异常只能通过人工现场巡视查找，现有人员力量难以满足巡视要求，存在不坏不修的问题。

2.低压用户故障处理及时率低、客户投诉较多

配电运维人员在故障抢修时，经常出现低压配电网故障发现不及时，故障定位不准确等问题，造成用户报修后，低压配电网故障处理及时率低和用户投诉。

台区停电、用户智能电表停电无法及时知晓，随着用电客户对供电服务的需求日益增高，做好用电客户故障停电后的及时告知及恢复供电非常重要。目前，供电公司低压用户停电后，用户不知晓停电情况及原因，导致询问、投诉电话多；供电公司不能及时知道故障发生地点及影响范围，导致恢复供电时间长，用户满意度低，影响优质服务水平。

多个电表的停电事件数据无法合并及，目前在停电后，多个智能电表同时发出停电告警数据，不能进行数据合并计算，不能通过多个智能电表的停电信息判断故障发生点。

目前配电网投资决策评估方法技术主要为智能电表电压判断法和停电事件上报技术两种，其主要缺点包括：

1、智能电表电压判断法，通过判断智能电表的电压，来推断智能电表是否停电

当前，通过用电信息采集集中器轮巡用户的智能电表，智能电表的表后出现故障时，用电信息采集集中器轮巡到电压为0，判断为停电，但此种方式一是用电信息采集集中期轮巡周期长，需2个小时才能判断是否停电；二是只能判断表后故障，表前出现故障后，智能电表停电，不能进行数据传输。

2、停电事件主动上报

澳大利亚采用智能电表停电事件主动上报的技术来进行判断，在停电后60秒内利用高速双模通信单元中的超级电容对通信单元进行供电并利用微功率无线互联互通扩展协议中的扩展部分由通信单元生成智能电能表的停电事件进行主动上报。集中器的停上电事件上报至主站后，后段主站进行故障研判，判断出全台区停电、某相停电、或单户停电。

但这种产品在大规模应用时，主站系统将收到大量的户表停电信息，将造成主站系统信息拥堵，主站故障研判能力大幅下降，甚至有主站宕机的可能，此架构不适合规模化应用。因此，需要采用边缘计算设备，对供电台区供电信息进行本地合并、处理，并将处理结果上报主站，解决主站因大并发数据造成信息拥堵的问题。实现供电台区停电故障的主动告警，提升供电服务水平。

边缘计算是指在配电台区侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的装置，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。边缘计算处于物理实体和工业连接之间，或处于物理实体的顶端。在后台云端计算，仍然可以访问边缘计算的历史数据。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于边缘计算的供电台区停电故障告警装置，在本地进行数据的边缘计算并将结果数据发送给主站，可以减轻主站计算压力；本实用新型在供电台区本地侧进行数据合并，效率高，速度快，传输结果数据少，具有较好的实用性。

本实用新型主要通过以下技术方案实现：基于边缘计算的供电台区停电故障告警装置，包括数据采集模块、边缘计算控制模块；所述边缘计算控制模块包括合并单元、处理单元、时钟同步单元、校验单元、边缘计算单元、gprs传输单元；所述数据采集模块用于采集供电台区停电后发出的停电事件数据，所述数据采集模块将数据传入合并单元，通过合并单元收集供电台区侧的户表停电信息，并按照拓扑结构将停电数据进行分类；然后通过处理单元控制时钟同步单元，采用时钟校对所有电表的停电时间，确保低压户表上传的时间戳一致；然后通过校验单元，在收到电表的停电事件上报数据后，下发召测指令，通过边缘计算单元，将收集的供电台区停电事件进行本地边缘计算；最后，通过gprs传输单元将停电信息传输给主站后发送给配抢人员及用户。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，若召测到电压，则判断为假停电事件，不发出告警通知，不派工单；若召测到通讯中断或电压为0，则判断为真实停电事件，则发出告警通知到用户和配抢人员，同时派出工单。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述合并单元按照变压器-表箱-户表的关系进行拓扑时间分类，识别到变压器-表箱-户表，将同一树形结构的电表停电信息归类到节点。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述数据采集模块包括a相采集模块、b相采集模块、c相采集模块，所述a相采集模块、b相采集模块、c相采集模块分别将数据传入合并单元。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，所述a相采集模块、b相采集模块、c相采集模块分别包括采样单元、监测单元、处理单元和传输单元，通过采样单元采集供电台区停电后发出的停电事件数据；然后通过监测单元进行数据模拟量的记录和收集；然后通过处理单元对模拟数据进行抽样转换，转为可以传输的数值信号；通过传输单元的高速载波模块将数据传输至数据合并单元。

为了更好的实现本实用新型，进一步的，还包括电源模块，所述电源模块采用桥式整流电路，用于对供电台区停电故障告警装置供电，以及对后备超级电容充电；停电时，所述电源模块失去供电能力，超级电容释放存储电能，保持装置工作。

本实用新型的有益效果：

（1）在本地进行数据的边缘计算，研判出全台区停电、单相停电、表箱停电、单户停电等不同的停电类型，再将结果数据发送给主站，减少主站程序并发压力，避免主站因并发数据量大造成宕机。

（2）本实用新型利用三相的监测单元采集供电台区停电后发出的停电事件数据，按照变-箱-户的关系进行拓扑时间分类，识别到变压器-表箱-户表，将同一树形结构的电表停电信息归类到本节点，利用时钟校对技术，确保所有电表停电时间的时间戳一致。

（3）供电台区停电数据合并技术更符合分布式计算：传统的停电数据收集，只能进行数据透明传输，数据传输回主站后，再用停电数据的电表码对应主站系统档案数据，本实用新型在供电台区本地侧进行数据合并，效率高，速度快，传输结果数据少，具有较好的实用性。

（4）供电台区停电研判技术判断更准确，传统的户表停电事件上传，不具备校验功能，往往因电表闪断误发的停电事件数据容易造成大量的无用工作，通过向发出电压召测指令后，能更准确的判断台区是否真实停电。

（5）基于边缘计算技术的供电台区停电技术更高效，传统的停电故障研判，通过将上传到主站的数据进行校验和故障研判，如果并发数据量大，将造成主站宕机，在本地进行数据的边缘计算，研判出全台区停电、单相停电、表箱停电、单户停电等不同的停电类型，再将结果数据发送给主站，可以减轻主站计算压力。

（6）本实用新型采用台区集中监测模式，通过对台区总表、用户电表的电气状态监测和异常告警，在电表停电发生后，供电台区停电告警装置能将停电信息以模块化短信的形式发送给用户和配抢工作人员。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

实施例1：

基于边缘计算的供电台区停电故障告警装置，如图1所示，包括数据采集模块、边缘计算控制模块；所述边缘计算控制模块包括合并单元、处理单元、时钟同步单元、校验单元、边缘计算单元、gprs传输单元；所述数据采集模块用于采集供电台区停电后发出的停电事件数据。

针对数据采集装置回传的数据进行本地计算，首先通过合并单元收集供电台区侧的所有户表停电信息，按照拓扑结构将停电数据进行分类，其次通过处理单元控制时钟单元，采用时钟校对所有电表的停电时间，确保低压户表上传的时间戳一致，再其次，通过校验单元，在收到电表的停电事件上报数据后，下发召测指令，再其次，通过边缘计算单元，将收集上来的所有供电台区停电事件进行本地边缘计算，研判出全台区停电、单相停电、表箱停电、单户停电等不同的停电类型，最后，通过gprs传输单元将停电信息传输给主站后发送给配抢人员及用户。

本实用新型按照变-箱-户的关系进行拓扑时间分类，识别到变压器-表箱-户表，将同一树形结构的电表停电信息归类到本节点，利用时钟校对技术，确保所有电表停电时间的时间戳一致。

在本地进行数据的边缘计算，研判出全台区停电、单相停电、表箱停电、单户停电等不同的停电类型，再将结果数据发送给主站，减少主站程序并发压力，避免主站因并发数据量大造成宕机。

供电台区停电数据合并技术更符合分布式计算：传统的停电数据收集，只能进行数据透明传输，数据传输回主站后，再用停电数据的电表码对应主站系统档案数据，本实用新型在供电台区本地侧进行数据合并，效率高，速度快，传输结果数据少，具有较好的实用性。

供电台区停电研判技术判断更准确，传统的户表停电事件上传，不具备校验功能，往往因电表闪断误发的停电事件数据容易造成大量的无用工作，通过向发出电压召测指令后，能更准确的判断台区是否真实停电。

基于边缘计算技术的供电台区停电技术更高效，传统的停电故障研判，通过将上传到主站的数据进行校验和故障研判，如果并发数据量大，将造成主站宕机，在本地进行数据的边缘计算，研判出全台区停电、单相停电、表箱停电、单户停电等不同的停电类型，再将结果数据发送给主站，可以减轻主站计算压力。

实施例2：

本实施例是在实施例1的基础上进行优化，单户停电研判：主站收到单户停电事件数据，则发该户电表的电压召测指令，若召测到该户电压为220v正常值，则研判故障为假故障或瞬时故障，不发出告警通知，不派工单；若召测该户电压通讯失败或电压为0，则判断为停电，则发出告警通知到用户和配抢人员，同时派出工单。

台区停电研判：主站收到多个电表主动上报的停电事件，则先向台区总表发电压召测指令，若召测到总表电压为0v或通信失败，则判断为该台区停电，则发出告警通知到该台区下所有用户和配抢人员，同时派出工单。若召测到总表电压为正常值，则向台区所有户表发出电压召测指令，若召测到所有用户电压为220v正常值，则研判故障为假故障或瞬时故障，不发出告警通知，不派工单；若召测到部分用户通讯失败或电压为0，部分用户电压为220v，则判断为疑似线路停电故障，则发出告警通知到用户和配抢人员，同时派出工单。

本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化，如图1所示，所述数据采集模块包括a相采集模块、b相采集模块、c相采集模块。所述a相采集模块、b相采集模块、c相采集模块分别包括采样单元、监测单元、处理单元和传输单元。

本实用新型通过三相的采样单元采集供电台区停电后发出的停电事件数据，然后通过监测单元进行数据模拟量的记录和收集，再其次，通过处理单元对模拟数据进行抽样转换，转为可以传输的数值信号，最后，通过传输单元的高速载波模块，将数据传输至数据合并单元。

本实用新型采用台区集中监测模式，通过对台区总表、用户电表的电气状态监测和异常告警，在电表停电发生后，供电台区停电告警装置能将停电信息以模块化短信的形式发送给用户和配抢工作人员。

本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例是在1-3任一个的基础上进行优化，还包括电源模块，如图1所示，所述电源模块采用桥式整流电路，用于对供电台区停电故障告警装置供电，以及对后备超级电容充电；停电时，所述电源模块失去供电能力，超级电容释放存储电能，保持装置工作。

本实施例的其他部分与上述实施例1-3任一个相同，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。