面向软件定义网络的配电边缘计算终端优化部署方法

为增强配用电物联网的业务支撑能力以及节省经济成本,提出了一种面向软件定义网络(software defined network, SDN)的配电边缘计算终端优化部署方法。电力无线专网基站具有丰富的数据流与业务流,利用无线基站站址部署配电边缘计算终端具有显著的优势。首先,介绍了面向软件定义网络的配用电物联网边缘计算架构,建立了配用电物联网的业务、智能终端和边缘计算终端等要素模型。进一步,考虑边缘计算终端、智能终端以及SDN控制器的通信方式约束、边缘计算终端的服务延时和硬件配置约束,以年均设备成本和年均运行成本之和为目标,建立了配电边缘计算终端优化部署模型。最后,基于多场景的算例仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于概率预测的用电采集终端电量异常在线实时识别方法

电力市场环境下用电信息采集系统采集的用电量成为市场结算的重要依据。实时识别用电采集终端上送的异常电量,不但可以提升数据质量,也可以为发现采集终端的故障、识别异常用电行为提供参考。针对现有异常数据识别方法识别性能和实时性不高的问题,提出基于概率预测的电量异常在线实时识别方法。首先,在分析电量异常类型和特点的基础上,提出离线训练概率预测模型、在线实时识别异常数据的检测方法。其次,提出了基于状态空间模型的结构化用电量模型对用户用电规律进行建模,并采用变分贝叶斯推断训练模型,以实现用电量的概率分布预测。最后,利用预测标准分数衡量电量实测数据与电量概率预测结果之间的差异,从而实现异常数据的在线识别。采用实际电量数据进行验证,并与其他方法进行对比,验证了该方法的实用性和有效性。     

基于智能配变终端的低压配电网智能运检体系构建研究

低压配电网作为连接电网和用户的末端环节,一直存在线路实时运行状态获取困难,无法形成有效的数据流,可通过信息化、智能化的手段对低压配电网的运检工作进行有效的支撑,进而提升供电可靠性和用电服务质量。智能配变终端是集用电信息采集、设备运行状态监测、智能控制与通信等功能于一体的二次设备,可综合处理低压配电网中的数据信息。文章介绍了智能配变终端所具备的强大的本地计算处理与服务能力,分析通过挖掘智能配变终端的数据采集和计算能力,建立强大的数据流,来支撑后台管理信息系统,从而建立低压配电网智能运检体系。     

基于边缘计算的低压用户窃电检测

低压用户窃电导致线损电量增加,对台区线损异动进行归因分析是识别窃电用户的有效途径。低压用户通信异常多发,可导致用电信息采集系统主站数据失真,易误导窃电检测。利用配变终端可就地完整准确采集台区数据的特点,提出基于边缘计算的低压用户窃电检测方法。首先,在通信正常和异常的条件下,分析台区窃电用户用电量与线损电量的关联关系;然后,在配变终端窃电检测模块中对真实的台区线损和用户用电量进行归因分析来识别窃电用户;最后,基于高损台区实际数据的仿真分析,验证了所提方法相比于在主站侧采用异常数据以及采用不同缺失数据填补算法修复后的数据进行窃电检测时的优势。     

基于边缘计算的低压智能台区应用设计

随着用电信息采集系统的大规模覆盖以及各种深化应用,为了应对新时期智能电网愈来愈丰富的发展需求,文中提出了一套低压智能台区系统设计.该系统基于边缘算法,以智能配变终端为核心,分支数据监测装置提供协助,形成低压侧智能台区系统,最终实现低压台区的本地拓扑计算识别、分支线损分析、电气量监测预警、环境异常报警、停电事件上报等功能.目前该套系统已在多地进行实地应用.     

基于容器技术的营配一体化智能终端软件架构与实现机制

随着综合能源设备不断接入低压配电台区,配用电业务的数据要求和业务要求不断提升。为此提出一种基于容器技术的营配一体化边缘计算终端软件架构,利用容器技术搭建数据安全隔离、软硬件解耦的软件架构。计量系统数据和配电自动化系统数据通过边缘计算终端实现集中采集,并通过业务容器把不同业务和应用隔离,实现业务数据安全隔离,最后阐述容器技术的软件架构对营配一体化关键业务的实现。     

基于GPRS双链接的用电信息采集与配网监测系统

目前,用电信息采集系统由用电信息采集主站和用电信息采集终端组成,配网监测系统由配网监测主站和配网监测终端组成,2套系统相互独立,电力设备资源使用率低。文章介绍了基于GPRS双链接技术的用电信息采集和配网监测系统,升级原用电信息采集终端,升级后的采集终端GPRS模块采用有方M590,支持GPRS双链接功能,同时新增配电监测所需数据功能。新型用电信息采集终端通过GPRS双链接分别与用电信息采集主站和配网监测主站进行数据交互,互不影响。该系统无需安装专门的配网监测终端,有效地利用了资源,降低了配网监测运行成本。     

基于智能开关的配网电能质量监测及其分布式治理技术研究

介绍了一种多功能的智能开关设备,其将线路通断、数据采集、数据识别、数据发送等功能进行集成融合,并配置边缘计算网关,可用于实现配电线路节点的智能化。基于该智能开关,建设含10 kV配变、框架断路器、入户断路器/开关的三级结点智能化配电网络,并通过对用电数据的监测和分析,重点评估台区用电质量,包括功率因数和总谐波畸变率。以具体配电台区为研究对象,验证了电能质量监测与分布式治理方法。     

融合多维度特征的绝缘子状态边缘识别方法

针对传统的绝缘子状态识别方法存在实时性差、特征提取能力不足的问题,基于边缘计算的思想,提出了一种融合多维度特征的绝缘子状态边缘识别方法。利用云边协同和边边联邦协同的联合技术手段,构建了绝缘子状态的边缘识别框架。设计了一种融合多维度特征提取的深度学习网络,该网络采用ResNet101作为主干特征提取网络,使用Inception模块构建数据池化层,嵌入压缩激励模块和卷积注意力模块,从不同维度对特征进行高效提取。采用包括正常和缺陷2种状态的数据集进行绝缘子状态边缘识别实验,平均识别准确率达到了99%。实验表明了融合多维度特征的绝缘子状态边缘识别方法的有效性。     

多技术融合的智能配用电终端通信接入架构设计

针对能源互联网背景下配用电终端通信接入复杂性问题,设计了一种多技术融合的智能配用电终端接入架构。首先归纳配用电终端通信接入特点;在分析现有配电网通信架构不足的基础上,采用多技术融合策略,实现了具备多网协同和自治自愈特征的三层配用电终端接入架构设计;最后通过配电终端和用电终端的典型接入示例及其应用分析,阐述了具体融合技术路线和架构设计的合理性。     

基于图像特征挖掘和深度森林的配网电缆终端故障诊断方法

为及时、准确诊断出配网电缆终端早期、潜伏性故障,提出了一种基于图像特征挖掘和深度森林的配网电缆终端诊断方法,采用深度自编码器对局部放电图像进行深度特征挖掘,结合深度森林网络对典型终端故障进行诊断.通过现场实测数据验证,该方法对三种典型故障的诊断率均保持在90％以上,且识别时间在10 s内,能够快速、准确、高效地对配网电缆终端故障进行诊断,识别率和识别时间均优于传统故障方法.     

基于物联网平台的低压配电台区数据采集方案

配电台区是连接配电网和电力用户的关键环节,智能电网建设需要推进低压配电台区数据的采集.为了解决配电台区点多面广、终端数量多、通信困难等问题,本文提出了基于物联网平台进行低压配电数据采集的方案,分别介绍了方案中的几项关键技术,包括总体架构、边缘计算智能终端、消息队列遥测传输协议(MQTT)、典型通信过程、统一模型及主站与物联网平台间的接口.方案以边缘计算智能配变终端(TTU)为网关,通过电力线通信(PLC)、短距无线通信、红外通信、射频等通信方式接入台区智能电表、无功补偿装置及各种传感器,基于物联网平台实现配电台区终端设备的数据灵活实时接入.     

面向智能用电信息采集终端的访问控制协议

针对智能用电信息采集系统的建设需求,将射频识别(RFID)技术应用于采集终端全过程管理中,为解决RFID系统在终端身份认证及信息传输过程中存在的众多隐私安全漏洞,提出了面向智能用电信息采集终端的访问控制协议。该协议分为终端身份认证和终端信息访问控制两个阶段,采用哈希(hash)函数、私有密钥及随机密钥保证了消息的隐私性与安全性。为满足实际信息采集和终端维护需求,将识别器对采集终端的操作权限融入协议设计中,保证了终端敏感信息的安全。非形式化分析说明新协议能够有效地抵御阻断攻击、欺骗攻击及识别器非法访问攻击等6类攻击。协议在保证采集终端安全接入情况下实现终端信息的合法操作,可从设备层面提高用电信息采集系统的安全防护水平。     

基于多维特征的电网台区线损数据异常识别研究

随着智能电表及用电管理终端的广泛应用,电网台区相关监测终端每天可收集到海量线损数据,并且可对存在的异常情况进行识别。但是数据噪声对电网台区线损数据的干扰,导致识别的准确率和召回率下降。针对这些问题,提出了一种基于多维特征的电网台区线损数据异常识别方法。该方法首先将电网台区线损数据样本形成对应的二维数据,采用二维小波阈值法进行去噪。根据去噪后二维数据的位置特征以及时间数据特征,对Hasusdorff距离公式进行改进,用以计算电网台区线损数据的多维特征相似度,得到线损数据之间的相似性矩阵。最后将多维Hasusdorff距离应用到层次聚类算法中去识别电网台区线损数据中的异常。仿真实验结果表明,所提方法的准确率和召回率较高。电网台区线损数据异常识别时间较短,满足工程实际使用要求。     

影响配变监测终端上线率的原因分析及解决措施

针对南宁电网公用配电变压器终端不上线的问题,根据计量自动化系统的采集数据、终端系统内部故障记录及现场调查情况,分析了数据采集不到、数据传不回来、后台系统收不到数据的原因,提出了相应的解决措施.实践证明,新增和有效维护配变监测终端,能够解决配变监测终端上线率低的问题,保证了配电网和用户的用电可靠性、安全性.     

基于信息熵的智能配电变压器终端安全态势评估

本文提出了一种面向配电台区部署的智能配变终端的安全态势评估方法,针对台区智能配变终端台区管理、边缘计算等功能,分析该终端面临的主要安全问题,提取影响到终端安全的关键系统指标,基于信息熵的数学模型,构建了终端安全态势评估的随机森林数学模型。通过构造仿真算例,对该评估方法进行了计算分析,并基于算例构造的随机森林模型对本文提出的评估方法进行验证。结果表明,所提出的方法对于终端异常的工作指标能够实现准确识别和分类,从而实现安全态势评估,具有一定的实用价值。     

面向居民智能用电的边缘计算协同架构研究

随着电力系统的快速发展和智能家电的普及,面向居民智能用电的能源互联基于家庭应用环境,重新定义了智能用电系统各终端的功能以及终端之间广泛的互联互通与智能协同内涵。该文为常见的用户侧智能用电相关系统提出了一种边缘计算协同控制架构,可以解决多个大功率负荷同时工作导致负荷过载的问题。在边缘计算参考架构的基础上,分析了居民智能用电协同架构,不同智能用电终端各自的云平台通过统一接口连接入云协同平台,将终端边缘计算的数据信息传入云协同平台,再根据家电优先级排序,由该平台统一控制家电的开关,达到避免负荷功率过载的目的。并提出了基于层次分析法的家电优先级排序思路,对比了分布式协同与集中式协同架构。边缘计算协同架构通过设备边缘计算、协同控制中心的运维管理及云平台的智能协同,分析并处理庞杂的家电负荷数据,优化居民智能用电的运行模式,保障智能家电系统平稳高效运行。     

多模型分层融合的配用电系统用户数据识别

针对配用电系统用户数据识别中特征选择困难和单模型分类精度不高的问题,本文提出多模型分层融合的识别方法.首先,设计多尺度联结的递归差分卷积网络对用户数据进行特征提取,使浅层融合的有效信息不会随着层数的增长而消失;其次,改进自适应学习率优化算法训练模型,增加模型分类性能;最后对6种基模型分层加权融合,以阈值划分层级,新定义...     

基于智能配变终端的低压台区智能化监控系统设计

正设计了一种基于智能配变终端的低压配电台区智能化监控系统,在智能配电箱中配备智能配变终端用以获取台区内设备的运行状态和用户的用电数据等信息,通过低压配电箱将所收集的台区内设备的运行状态信息和用户的用电信息等传输到系统主站,进而能够对低压配电台区进行智能化监控。     

配变终端边缘节点化及容器化的关键技术和应用场景设计

低压配电网是电力物联网(EPIoT)最核心应用场合,智能低压配电网应实现向电力物联网的自然延伸。为此,现有低压配电网数据采集与自动化系统要发展成云-边缘节点-边缘设备的体系架构,而作为核心边缘节点的配变终端(TTU)必须具备快速迭代能力,以实现新旧多种业务的边缘融合和云边协同。为此,首先对支撑边缘节点的容器技术等关键技术进行了分析;然后提出配变终端边缘节点化和容器化的关键实现技术,包括硬件平台、软件架构、容器部署及交互、容器管理和云边协同等。最后,新增一种提出的低压回路监测终端(CTU),对配变终端新型应用场景进行了设计,从而论证了配变终端边缘节点化和容器化的必要性。