一种分布式智能配电管理系统的制作方法

本发明涉及配电管理，尤其涉及一种分布式智能配电管理系统。

背景技术：

1、电能在所有能源中消耗量比较大，对电能的统一管理显得尤为重要，只有对电能进行准确可靠的计量分配，才能从真正意义上节约电能。

2、目前，供配电产业的发展及可靠性对国民经济的发展起着举足轻重的作用，随着计算机技术，网络技术和通信技术的飞速发展，我国配电行业正朝着信息化程度更高的方向发展，各种先进的信息技术正逐步应用于配电自动化监测系统中，因此，智能配电是当今供电产业的发展趋势，是配电自动化系统的重要组成部分。

3、智能配电是现代生活的一种发展趋势，越来越多的国家对此展开了研究，智能配电系统是按用户的需求，遵循配电系统的标椎规范而二次开发的一套具有专业性强、自动化程度高、易使用、高性能、高可靠等特点的适用于低压配电系统的电能管理系统。

4、电力作为国民经济运转的动力源泉，是节能减排的重点领域和主力军，而现有的智能配电系统大都功能单一，对用电数据的采集也不够全面，且没有在数据采集后进行相应的预处理，导致数据传输不够安全高效，另外在数据处理过程中没有采用分布式的处理方式和数据存储方式，导致系统运行负载过重，从而降低了配电管理效率，因此，本发明提出一种分布式智能配电管理系统以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提出一种分布式智能配电管理系统，解决现有的智能配电系统大都功能单一，数据传输不够安全高效，以及运行负载过重导致配电管理效率不高的问题。

2、为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种分布式智能配电管理系统，包括用电数据采集层、网络信号通讯层、配电管理控制层、安全防护层和远程移动控制层，所述用电数据采集层通过网络信号通讯层与配电管理控制层无线连接，所述安全防护层和远程移动控制层均与配电管理控制层无线连接，所述用电数据采集层包括用于采集各用电设备用电参数数据的用电检测模块、用于采集各用电设备用电环境数据的环境检测模块和用于将各采集数据发送至网络信号通讯层的第一信号传输模块；

3、所述网络信号通讯层为用电数据采集层和配电管理控制层提供网络信号传输，所述网络信号通讯层包括用于检测网络信号通讯环境的通讯检测模块、用于提供不同通讯方式的通讯供给模块和用于上传各采集数据至云端的云存储模块；

4、所述配电管理控制层包括用于采集云存储模块内各采集数据的第二信号传输模块、用于对各采集数据进行处理分析的分布式处理模块、用于根据处理分析结果对各用电设备进行用电分配的用电分配模块、用于对于配电管理数据进行存储备份的分布式存储模块和用于显示配电管理数据的配电显示模块；

5、所述安全防护层包括用于对配电管理控制层提供故障维护的故障维护单元、用于应对外界网络攻击的攻击反制模块和用于对不合格用电行为进行预警的用电预警模块，所述远程移动控制层包括智能手机和平板电脑，所述智能手机和平板电脑上均安装有系统的远程控制app。

6、进一步改进在于：所述用电检测模块包括用于检测各用电设备用电电压的电压采集单元、用于检测各用电设备用电电流的电流采集单元和用于记录各用电设备用电时间的计时单元，所述电压采集单元和电流采集单元分别为电压传感器和电流传感器并安装于各用电设备的用电线路上。

7、进一步改进在于：所述环境检测模块包括用于检测各用电设备所处环境温湿度的温湿度检测单元和用于检测各用电设备所处地理位置的gps定位单元，所述温湿度检测单元为温湿度传感器并安装于各用电设备内部。

8、进一步改进在于：所述第一信号传输模块包括用于对各采集数据进行信号加密的信号加密单元和用于对各采集数据进行打包的信号打包单元，所述信号加密单元采用非对称加密算法对各采集数据进行加密。

9、进一步改进在于：所述第二信号传输模块包括用于对打包的各采集数据进行解包的信号解包单元、用于对加密的各采集数据进行解密的信号加密单元和用于对解密的各采集数据进行数字滤波降噪处理的信号滤波单元。

10、进一步改进在于：所述通讯供给模块包括用于为用电数据采集层和配电管理控制层提供5g通讯以及gprs通讯的5g无线数据通讯电路和gprs无线数据通讯电路，所述通讯检测模块包括用于检测网络信号通讯环境的通讯检测单元和用于根据网络信号通讯环境检测结果选择通讯方式的通讯选择单元。

11、进一步改进在于：所述分布式处理模块包括数据分解单元、任务分配单元、数据处理节点和计算迁移单元，所述数据分解单元将第二信号传输模块接收到的各采集数据分解为若干组并行运行的子数据，所述任务分配单元将分解得到的子数据分配至各数据处理节点，所述数据处理节点对分配得到的子数据进行处理分析并控制用电分配模块执行对应的用电分配任务，所述计算迁移单元将超负荷的数据处理节点上的子数据迁移至负载正常的数据处理节点上。

12、进一步改进在于：所述用电分配模块包括用于为各用电设备分配用电线路的用电线路分配单元、用于为各用电设备分配用电时间的用电时间分配单元、用于为各用电设备分配用电负荷的用电负荷分配单元和用于为各用电设备分配用电功率的用电功率分配单元，所述分布式存储模块包括用于对配电管理数据进行分布式存储的存储服务器和用于定位存储信息的位置服务器，所述配电显示模块为触摸式液晶显示器。

13、进一步改进在于：所述故障维护模块包括用于对分布式处理模块和分布式存储模块进行故障检测的故障检测单元以及用于对检测到的故障进行修复的故障修复单元，所述攻击反制模块包括用于检测外界网络攻击行为的攻击检测单元、用于构建虚拟系统的虚拟系统构建单元和用于对外界网络攻击行为进行记录取证的攻击记录单元，所述用电预警模块包括预警判断单元和语音报警单元，所述预警判断单元根据各采集数据判断各用电设备的用电行为是否合格，所述语音报警单元在判断结果显示用电行为不合格时进行语音报警。

14、本发明的有益效果为：本发明通过对用电参数数据和用电环境数据的双重采集，保证了数据采集的全面性，通过对采集的用电数据进行加密打包处理，保证了数据安全性的同时提高了数据传输效率，通过为采集的用电数据提供5g通讯和gprs通讯两种不同的通讯电路，使该系统可以根据实际通讯环境选择最佳的通讯传输方式，保证了数据传输的稳定性，通过对采集的用电数据进行滤波处理，去除了数据在采集和传输过程中受到的干扰，保证了数据的清晰度，便于后续进一步分析处理，通过对各采集数据进行分布式的处理分析，并对配电管理数据进行分布式的存储，从而实现分布式的智能配电管理，整体提升了数据处理效率并降低数据存储压力，进而一定程度上提高了配电管理效率，另外通过安全防护层使该系统具备自我故障修复、反制外界网络攻击以及报警功能，提高了功能丰富性。

技术特征：

1.一种分布式智能配电管理系统，其特征在于：包括用电数据采集层、网络信号通讯层、配电管理控制层、安全防护层和远程移动控制层，所述用电数据采集层通过网络信号通讯层与配电管理控制层无线连接，所述安全防护层和远程移动控制层均与配电管理控制层无线连接，所述用电数据采集层包括用于采集各用电设备用电参数数据的用电检测模块、用于采集各用电设备用电环境数据的环境检测模块和用于将各采集数据发送至网络信号通讯层的第一信号传输模块；

2.根据权利要求1所述的一种分布式智能配电管理系统，其特征在于：所述用电检测模块包括用于检测各用电设备用电电压的电压采集单元、用于检测各用电设备用电电流的电流采集单元和用于记录各用电设备用电时间的计时单元，所述电压采集单元和电流采集单元分别为电压传感器和电流传感器并安装于各用电设备的用电线路上。

3.根据权利要求1所述的一种分布式智能配电管理系统，其特征在于：所述环境检测模块包括用于检测各用电设备所处环境温湿度的温湿度检测单元和用于检测各用电设备所处地理位置的gps定位单元，所述温湿度检测单元为温湿度传感器并安装于各用电设备内部。

4.根据权利要求1所述的一种分布式智能配电管理系统，其特征在于：所述第一信号传输模块包括用于对各采集数据进行信号加密的信号加密单元和用于对各采集数据进行打包的信号打包单元，所述信号加密单元采用非对称加密算法对各采集数据进行加密。

5.根据权利要求1所述的一种分布式智能配电管理系统，其特征在于：所述第二信号传输模块包括用于对打包的各采集数据进行解包的信号解包单元、用于对加密的各采集数据进行解密的信号加密单元和用于对解密的各采集数据进行数字滤波降噪处理的信号滤波单元。

6.根据权利要求1所述的一种分布式智能配电管理系统，其特征在于：所述通讯供给模块包括用于为用电数据采集层和配电管理控制层提供5g通讯以及gprs通讯的5g无线数据通讯电路和gprs无线数据通讯电路，所述通讯检测模块包括用于检测网络信号通讯环境的通讯检测单元和用于根据网络信号通讯环境检测结果选择通讯方式的通讯选择单元。

7.根据权利要求1所述的一种分布式智能配电管理系统，其特征在于：所述分布式处理模块包括数据分解单元、任务分配单元、数据处理节点和计算迁移单元，所述数据分解单元将第二信号传输模块接收到的各采集数据分解为若干组并行运行的子数据，所述任务分配单元将分解得到的子数据分配至各数据处理节点，所述数据处理节点对分配得到的子数据进行处理分析并控制用电分配模块执行对应的用电分配任务，所述计算迁移单元将超负荷的数据处理节点上的子数据迁移至负载正常的数据处理节点上。

8.根据权利要求1所述的一种分布式智能配电管理系统，其特征在于：所述用电分配模块包括用于为各用电设备分配用电线路的用电线路分配单元、用于为各用电设备分配用电时间的用电时间分配单元、用于为各用电设备分配用电负荷的用电负荷分配单元和用于为各用电设备分配用电功率的用电功率分配单元，所述分布式存储模块包括用于对配电管理数据进行分布式存储的存储服务器和用于定位存储信息的位置服务器，所述配电显示模块为触摸式液晶显示器。

9.根据权利要求1所述的一种分布式智能配电管理系统，其特征在于：所述故障维护模块包括用于对分布式处理模块和分布式存储模块进行故障检测的故障检测单元以及用于对检测到的故障进行修复的故障修复单元，所述攻击反制模块包括用于检测外界网络攻击行为的攻击检测单元、用于构建虚拟系统的虚拟系统构建单元和用于对外界网络攻击行为进行记录取证的攻击记录单元，所述用电预警模块包括预警判断单元和语音报警单元，所述预警判断单元根据各采集数据判断各用电设备的用电行为是否合格，所述语音报警单元在判断结果显示用电行为不合格时进行语音报警。

技术总结
本发明公开一种分布式智能配电管理系统，包括用电数据采集层、网络信号通讯层、配电管理控制层、安全防护层和远程移动控制层；本发明通过对采集的用电数据进行加密打包处理，保证了数据安全性的同时提高了数据传输效率，通过为采集的用电数据提供5G通讯和GPRS通讯两种不同的通讯电路，使该系统可以根据实际通讯环境选择最佳的通讯传输方式，保证了数据传输的稳定性，通过对采集的用电数据进行滤波处理，去除了数据在采集和传输过程中受到的干扰，保证了数据的清晰度，便于后续进一步分析处理，通过对各采集数据进行分布式的处理分析，并对配电管理数据进行分布式的存储，一定程度上提高了配电管理效率。

技术研发人员：许军营,刘晓东,王茜,张刘阳
受保护的技术使用者：保定市冀能电力自动化设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13