云管边端架构图_一种基于“云-管-边-端”架构的智能配电系统的制作方法

本发明属于监控领域，特别涉及一种适用于低压配电房、配电室的基于“云-管-边-端”架构的智能配电系统。

背景技术：

2019年，国网配电专业工作会议提出了“大力推进配电物联网技术研究与示范建设”的具体要求，通过建设“设备广泛互联、状态全面感知、应用灵活迭代、资源高效利用、决策快速智能”的配电物联网，形成“云-管-边-端”四层架构，实现配网运行、设备状态及管理全过程的全景感知、互联互通、智能应用，支撑配电网的精益化运维、智能化管控。

配电房作为配、用电连接的重要枢纽，目前除了10kv高压室和配变台区实现了远程监视之外，0.4kv低压环节，以及配电房的安防、设备状态等还缺乏有效的监视和感知，还未能实现配电房的系统性智能化。因此需要设计一种有效的配电物联网解决方案，用以实现配电房及低压台区的智能物联网化建设。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种适用于低压配电房、配电室的基于“云-管-边-端”架构的智能配电系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于“云-管-边-端”架构的智能配电系统，包括：云层物联网平台、管层远程通信网络、边层边缘计算机终端和端层数据采集设备；

其中所述端层数据采集设备包括台区低压智能监测系统和配电房智能监测系统，所述台区低压智能监测系统用于监测低电压电气数据，所述配电房智能监测系统用于监测配电房本地电气数据；

所述边层边缘计算机终端用于接收到端层数据采集的电气数据通过管层远程通信网络传送给云层物联网平台，或接收从云层物联网平台通过管层远程通信网络发送的指令传送给端层数据采集设备进行参数修改；

所述云层平台将接收到的电气数据进行分析，根据分析结果调整端层数据采集设备。

进一步的，台区低压智能监测系统包括智能低压故障传感器、分路监测单元、智能断路器和智能电表。

进一步的，配电房智能监测系统包括智能安防系统、环境监测系统、变压器监测系统、设备状态监测系统、视频监控系统和扩展系统；

所述智能安防系统用于配电房的门禁监视、防火监视、防盗监视、照明监视，包括智能门禁、烟雾传感和红外探头设备；

所述环境监测系统用于配电房的温湿度控制、排毒增氧、防浸水警告的环境监测，包括温湿度传感和气体传感设备；

所述变压器监测系统用于配变变压器的局放监测、铁芯温度监测、绕组温度监测、接线头温度监测、风机监测的在线监测功能；

所述设备状态监测系统用于中低压柜的柜体温度监测、局放监测和电缆头温度监测；

所述视频监控系统用于基于网络摄像机实现配电房监视区域的视频采集、传送与控制，以及与其他子系统智能联动功能；

所述扩展系统用于充电桩及分布式光伏站外智能设备的接入，经智能配变终端通过远程通信网络，统一接入电力物联网平台层。

进一步的，管层远程通信网络采用无线专网/公网或光纤以太网远程通信接口进行通信。

进一步的，边层边缘计算机终端为智能配变终端；所述智能配变终端用于本地设备通信的统一接入、边缘计算和远程通信，可以将端层设备的采集数据通过管层远程通信网络送给云层平台。

进一步的，云层物联网平台包括一体化“国网云”平台、物联网平台和业务数据中心。

本申请为了实现0.4kv低压侧配电房的泛在电力物联网建设，依托于边缘计算终端这一“边”层设备，基于本地通信网络实现“端”层数据的统一接入，基于远程通信网络对上统一接入电力物联网平台，并结合“配电房站内智能监控系统”、“台区低压智能设备监测”等业务板块，实现了配电房站内的电气量、环境监测、设备状态、视频监控等数据的统一采集接入和智能分析，实现实时监控配电房的运行状态，达到精益化运维，智能化管控的目的，保证了配电网的安全运行，智能运行。

附图说明

图1是实施例基于“云-管-边-端”架构的智能化配电房系统示意图。

图2是实施例基于“云-管-边-端”架构的智能化配电房系统软件数据流程图。

图3是智能化配电房本地系统构成示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

基于“云-管-边-端”架构的智能化配电房系统示意图如图1所示，包括：云层物联网平台、管层远程通信网络、边层边缘计算机终端和端层数据采集设备。

其中端层数据采集设备包括台区低压智能监测系统和配电房智能监测系统，台区低压智能监测系统用于监测低电压电气数据，配电房智能监测系统用于监测配电房本地电气数据。

台区低压智能监测系统包括智能低压故障传感器、分路监测单元、智能断路器和智能电表。

配电房智能监测系统包括智能安防系统、环境监测系统、变压器监测系统、设备状态监测系统、视频监控系统和扩展系统。

智能安防系统用于配电房的门禁监视、防火监视、防盗监视、照明监视，包括智能门禁、烟雾传感和红外探头设备。

环境监测系统用于配电房的温湿度控制、排毒增氧、防浸水警告的环境监测，包括温湿度传感和气体传感设备。

变压器监测系统用于配变变压器的局放监测、铁芯温度监测、绕组温度监测、接线头温度监测、风机监测的在线监测功能。

设备状态监测系统用于中低压柜的柜体温度监测、局放监测和电缆头温度监测。

视频监控系统用于基于网络摄像机实现配电房监视区域的视频采集、传送与控制，以及与其他子系统智能联动功能。

扩展系统用于充电桩及分布式光伏站等外智能设备的接入，经智能配变终端通过远程通信网络，统一接入电力物联网平台层。

管层远程通信网络采用无线专网/公网或光纤以太网远程等通信接口进行通信。

边层边缘计算机终端为智能配变终端，智能配变终端用于本地设备通信的统一接入、边缘计算和远程通信，可以将端层设备的采集数据通过管层远程通信网络送给云层平台。

云层物联网平台包括一体化“国网云”平台、物联网平台和业务数据中心。

边层边缘计算机终端用于接收到端层数据，采集的电气数据通过管层远程通信网络传送给云层物联网平台，或接收从云层物联网平台通过管层远程通信网络发送的指令传送给端层数据采集设备进行参数修改。

所述云层平台将接收到的电气数据进行分析，根据分析结果调整端层数据采集设备。

云边协同系统依托边缘计算终端实现“边”层建设；台区低压智能设备监测基于智能低压故障传感器、分路监测单元、智能断路器、智能电表等设备实现低压电气量监测；配电房智能监控系统基于智能安防系统、环境监测系统、变压器监测系统、设备状态监测系统、视频监控系统，以及扩展系统实现配电房本地的智能化监控；低压电气量监控系统、智能安防系统、环境监测系统、变压器监测系统、设备状态监测系统、视频监控系统共同组成配电房的“端”层建设；云边协同系统通过远程通信网络(“管”)接入“云”平台，从而实现配电房的“云-管-边-端”泛在电力物联网架构。

基于“云-管-边-端”架构的智能化配电房系统软件数据流程图如图2所示，智能配电房的“端”层建设包含各种数据采集设备，通过相应通信协议将采集数据传输给边缘计算终端这一“边”层设备。如智能断路器设备可通过dlt645通信协议将采集的状态量和模拟量上报给边缘计算终端，分路监测单元设备可通过modbus通信协议进行数据传输上报给边缘计算终端。边缘计算终端支持多种通信协议，可根据实际连接设备进行选择，边缘计算获取到数据后可通过iec104等通信协议将数据通过远程通信网络传输给云数据中心。整个系统架构支持数据的双向传输，既能进行数据采集又能完成参数修改等命令下发，从而实现配电房的智能化运行。

一种智能化配电房系统解决方案，实现配电房的智能物联网化建设。智能化配电房本地系统构成示意图如图3所示，主要包括七大部分：第一部分是电气量监控系统，包括边智能配变终端(ttu)、低压监测终端、智能断路器、智能电表，实现配电台区0.4kv低压网络的电气量监视和智能控制；第二部分是智能安防系统，主要基于智能门禁、烟雾传感、红外探头等设备，实现全站的门禁监视、防火监视、防盗监视、照明监视等功能；第三部分是环境监测系统，主要基于温湿度传感、气体传感等设备，实现全站的温湿度控制、排毒增氧、防浸水警告的环境监测功能；第四部分是变压器监测系统，主要实现配变变压器的局放监测、铁芯温度监测、绕组温度监测、接线头温度监测、风机监测等在线监测功能；第五部分是设备状态监测系统，主要实现中低压柜的柜体温度监测、局放监测和电缆头温度监测等功能；第六部分是视频监控系统，主要基于网络摄像机实现配电房监视区域的视频采集、传送与控制，以及与其他子系统智能联动功能；第七部分是云边端协同系统，主要基于边缘计算终端实现配电房“边”层节点建设。边缘计算终端通过本地通信网络实现0.4kv低压侧电气量监测系统、智能安防系统、环境监测系统、变压器监测系统、设备状态监测系统和视频监控系统的统一接入，通过远程通信网络，统一接入电力物联网云平台，从而实现“云边端”协同。

上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。