[發(fā)明專利]一種站所終端公共單元及其基于邊緣計(jì)算的廣域自治方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010843943.6
• 申請(qǐng)日: 2020-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN112134293A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡國;滕賢亮;吳海;黃琦;朱亞軍;吳雨薇;徐志華;張吉;汪世平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國電南瑞科技股份有限公司;國電南瑞南京控制系統(tǒng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/18
• 分類號(hào): H02J3/18;H02J3/26;H02J13/00;G16Y40/35;G16Y40/20;G16Y10/75;G16Y10/35
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 丁朋華

本發(fā)明公開了一種站所終端公共單元及其基于邊緣計(jì)算的廣域自治方法，公共單元、各配電終端和傳感器均與Broker建立網(wǎng)絡(luò)連接，所有設(shè)備通過MQTT物聯(lián)協(xié)議向Broker發(fā)布自身消息，以及向Broker訂閱其他設(shè)備所發(fā)布的消息；公共單元向Broker訂閱“拓?fù)洹敝黝}，區(qū)域內(nèi)所有拓?fù)淠K向Broker發(fā)布的拓?fù)湫畔⒈籅roker推送給公共單元；公共單元在收到的各節(jié)點(diǎn)拓?fù)湫畔⒑螅瑢?duì)現(xiàn)有區(qū)域拓?fù)淠Ｐ臀募M(jìn)行更新；公共單元將更新后的區(qū)域拓?fù)淠Ｐ臀募蟼髋潆娭髡荆髡驹讷@取各區(qū)域拓?fù)淠Ｐ偷幕A(chǔ)上，生成整個(gè)配網(wǎng)的拓?fù)淠Ｐ停还矄卧ㄟ^向Broker訂閱設(shè)定的主題實(shí)現(xiàn)區(qū)域自治功能。本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)區(qū)域自治。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)自動(dòng)化設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種站所終端公共單元及其基于邊緣計(jì)算的廣域自治方法。

背景技術(shù)

標(biāo)準(zhǔn)化站所終端是指符合標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范的配電自動(dòng)化站所終端，是為了適應(yīng)配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展而研制，可滿足當(dāng)前配電網(wǎng)改造所需要的各種功能，能夠?qū)崿F(xiàn)配電網(wǎng)的測(cè)量、通信、保護(hù)、故障定位、隔離與供電恢復(fù)、配變監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析、運(yùn)行維護(hù)等功能。

分布式站所終端是標(biāo)準(zhǔn)化站所終端的一個(gè)分類，標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)按分布式結(jié)構(gòu)技術(shù)路線進(jìn)行，由若干個(gè)間隔單元和公共單元組成。間隔單元安裝在一次間隔柜內(nèi)，公共單元為獨(dú)立屏柜。間隔單元和公共單元通過總線連接，相互配合，共同完成站所終端功能。

傳統(tǒng)間隔單元具備采樣測(cè)量回路、開入開出回路與對(duì)上通信接口，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)間隔柜的電氣量信息，進(jìn)行保護(hù)故障判別與處理，并將相關(guān)信息上送至公共單元。傳統(tǒng)公共單元負(fù)責(zé)匯集各個(gè)間隔單元的遙信數(shù)據(jù)、遙測(cè)數(shù)據(jù)、保護(hù)事件、錄波數(shù)據(jù)、電能量數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)等信息，并將信息傳送至主站，并可下發(fā)主站的遙控指令。

目前的配電網(wǎng)作為能源生產(chǎn)和消費(fèi)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，既承擔(dān)能源生產(chǎn)，也承擔(dān)能源消費(fèi)，承載著能量的雙向流動(dòng)；同時(shí)，它直接面向客戶，影響客戶體驗(yàn)。基于我國目前配電網(wǎng)的情況和能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的需求，構(gòu)建配電物聯(lián)網(wǎng)是一種急需的、對(duì)配電網(wǎng)一種本質(zhì)性的提升。配電物聯(lián)網(wǎng)作為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在配電領(lǐng)域的落地實(shí)踐，有助于實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和配電網(wǎng)的完美融合，實(shí)現(xiàn)多種能源狀態(tài)的感知和優(yōu)化、電力公司全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，全面實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)貫通和統(tǒng)一物聯(lián)管理，形成共建共治共享的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈。

傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化分布式站所終端公共單元由于在發(fā)展中一直面向配網(wǎng)傳統(tǒng)遙測(cè)遙信遙控、故障事件信息的匯集與轉(zhuǎn)發(fā)等需求，通信接口單一、通信規(guī)約和遠(yuǎn)傳信息不兼容物聯(lián)網(wǎng)需求，無法接入各類物聯(lián)網(wǎng)傳感器；同時(shí)因?yàn)閷?duì)主站點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，缺乏裝置間互聯(lián)，傳統(tǒng)終端無法實(shí)現(xiàn)拓?fù)渥R(shí)別、廣域自治等物聯(lián)網(wǎng)高級(jí)功能，因此無法滿足作為泛在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的要求。

配電網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣泛，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備種類繁多，各節(jié)點(diǎn)的聯(lián)網(wǎng)和斷開都會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化。能否正確識(shí)別配網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是影響電網(wǎng)故障診斷以及恢復(fù)的重要因素，也是配網(wǎng)廣域自治、智能分布式饋線自動(dòng)化(饋線自動(dòng)化Feeder Automation，下文簡稱FA)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)功能。傳統(tǒng)的站所終端無法完成物聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)渥R(shí)別分析功能，也無法具備廣域自治功能，發(fā)生故障時(shí)無法自動(dòng)分析、診斷和恢復(fù)，對(duì)運(yùn)維人員依賴性強(qiáng)；此外，現(xiàn)有的配網(wǎng)分布式FA功能對(duì)組網(wǎng)方式固定，且對(duì)通信延時(shí)要求高，需要敷設(shè)光纖線路，構(gòu)建成本較高。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)配合極低延時(shí)的5G通信技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)靈活的無線分布式FA組網(wǎng)，降低成本，擴(kuò)大分布式FA功能的適用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種站所終端公共單元及其基于邊緣計(jì)算的廣域自治方法，為泛在電力物聯(lián)設(shè)備的接入提供多種物聯(lián)網(wǎng)接口，解決了傳統(tǒng)公共單元不具備物聯(lián)網(wǎng)通信接口、無法接入各類物聯(lián)網(wǎng)傳感器的問題；通過物聯(lián)網(wǎng)傳感器等設(shè)備的接入以及對(duì)物聯(lián)信息的分析與交互，實(shí)現(xiàn)了廣域自治、智能分布式饋線自動(dòng)化等功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種站所終端公共單元，包括：