一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台制造技术

本发明专利技术公开了一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台，其包括系统配置信息，由用户根据现场设备实际配置生成；调度模块，直接依赖系统配置信息，加载设备、预处理计算模块、策略计算模块、发布模块；发布模块，用于与微电网云端连接；数据预处理计算模块库，其包含多个预处理计算模块，每一个预处理计算模块实现一种数据处理功能，实现统计计算、均值计算、滤波计算、数学函数计算；策略计算模块，用于实时计算，计算结果通过调度模块实时下发到相应设备或者实时优化设备参数；以及实时数据库，用于记录用户的业务编排信息。本发明专利技术实现了基于边缘计算的平台功能，为边缘侧业务计算提供充分发挥的空间。

A software platform of micro grid edge layer based on edge computing

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台
本专利技术涉及微电网控制软件平台
，尤其是一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台。
技术介绍
微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤立运行。开发和延伸微电网能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入，实现对负荷多种能源形式的高可靠供给，是实现主动式配电网的一种有效方式，使传统电网向智能电网过渡，近年来在国内外得到了大规模应用。现有的微电网系统，中央控制器作为控制核心，其内部模块包括三层，分别为采集数据，通过逻辑计算进行能量实时控制，发布数据。软件平台功能简单、采集处理数据单一，海量数据发布到云端，不具备存储数据功能，不涉及智能计算；而是单纯的实时能量控制，没有边缘计算的概念，还是停留在小区域内的生产发电应用上，没有软件平台支持微电网的智能化，微电网集群。在新型灵活的能源网络框架下，需通过先进的传感技术、通信技术、数据分析技术和决策支持系统，以实现安全、实时、经济、高效的运行。目前智能电表和监测设备的广泛应用，其数据结构复杂、种类繁多。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述技术问题而提供一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台，其实现了基于边缘计算的平台功能，为边缘侧业务计算提供充分发挥的空间。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台，其部署于微电网智能网关边缘节点上，位于现场分布式微网设备与微电网云端之间，向下对接现场分布式微网设备，向上与微电网云端对接，该软件平台包括系统配置信息，由用户根据现场设备实际配置生成；调度模块，直接依赖系统配置信息，加载设备、预处理计算模块、策略计算模块、发布模块；调度模块所加载的设备和模块，各自实现一个动态链接库，动态链接库实现各自继承的抽象接口类；调度模块自动识别策略计算模块的写入数据，实时下发指令到相应的设备或者写入实时数据库中；所述发布模块，用于与微电网云端连接；数据预处理计算模块库，其包含多个所述预处理计算模块，每一个预处理计算模块实现一种数据处理功能，实现统计计算、均值计算、滤波计算、数学函数计算；输入为若干原始数据，输出为处理后的数据特征值，处理后的数据特征值最终分发到策略计算模块或者通过发布模块向微电网云端集成；所述策略计算模块，用于实时计算，计算结果通过调度模块实时下发到相应设备或者实时优化设备参数；以及所述实时数据库，用于提供系统的数据空间并记录用户的实时数据。进一步地，所述系统配置信息的内容包括设备的定义、设备点属性的定义、策略计算模块的定义、预处理计算模块的定义、发布模块的定义；设备的定义抽象了设备类型、设备协议、设备任务调度方式、设备通讯参数；设备点属性的定义抽象了点属性，属性描述有名称、描述、地址、权限、类型、存库使能、计算处理特征；策略计算模块定义了策略的加载路径、策略的输入参数路径；预处理计算模块定义了计算模块的加载路径；发布模块定义了数据发布的方式、发布模块的名称与加载路径。进一步地，所述抽象接口类中的接口函数定义了数据回调参数对象。进一步地，所述预处理计算模块的处理结果依赖实时数据库的接口实时写入对应表中，预处理计算模块过滤输入值、输出特征值，写入对应表中的数据值通过MQTT协议上传至微电网云端。进一步地，所述实时数据库为轻量级的实时数据库。进一步地，所述策略计算模块包括能量管理模块、电池故障预测模型、浅层次的简单运算模块。进一步地，所述设备包括微电网风机、光伏分布式电源、智能电表、消防设备、负载设备。进一步地，所述软件平台支持多种协议解析，并且用户根据实际现场设备配置，部署简单、灵活性与可扩展性强。进一步地，所述软件平台支持用户根据设备种类编配各个设备的点量属性。进一步地，所述软件平台支持不同的业务策略，该软件平台根据用户配置调用相应的策略。本专利技术的有益效果是：1、传统的微电网控制系统为了应对不同的应用场合，需要开发不同的控制软件，开发多样、部署困难、不便于维护、造成在人力与经济上成本的增加。上述一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台针对以上不足，在技术上应用面向对象的设计思想，抽象设备协议类，各种协议继承此类，实现用户可配置的方式自动创建底层设备通讯模型。2、抽象设备点类，提取点量通用属性，达到用户可配置,平台自动读取配置，部署新项目代码零修改的目的。相同设备类型共用一套点配置，用户不需要重复配置设备点表。微电网分布式电源中类型相同的光伏设备共享一份点表、相同类型的风机设备共享一份点表，在微电网多个设备应用的场景下，减少了研发人员数据点量采集的繁琐编码。3、预处理模块对采集数据进行过滤，降低传输带宽，及时采集及时分析，提取特征数据上传到云端分析。4、边缘层采用数据库持久化配置信息，便于导出、读取、应用。5、计算策略模块库。策略模块在底层抽象为策略接口类，研发算法仿真人员遵循此接口类开发策略算法模块，以C语言的形式包装为动态库。不同算法动态库存放在用户指定的路径下，平台根据配置自动调用策略模块。计算策略模块库中的模块支持增加、删除、更改、查找操作，灵活部署，灵活应用。研发业务专家人员与软件平台开发人员各行其职，极大的提高了开发效率。附图说明图1为本专利技术一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台的结构框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：本专利技术提出了一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台，此软件平台部署于微电网智能网关边缘节点上，位于现场分布式微网设备与微电网云端之间，向下对接现场分布式微网设备，向上与微电网云端对接。本专利技术的关键点在于：1、根据实际项目设备，由用户编写微电网控制连接的各个设备的各项信息及属性，软件平台根据用户设定信息生成设备信息表。设备包括微电网风机、光伏分布式电源、智能电表、消防设备、负载设备，软件平台支持多种协议解析，并且用户根据实际现场设备配置，部署简单、灵活性与可扩展性强。2、设备点量属性模型。属性模型对设备点量抽象，通用属性包括名称、描述、地址、权限、类型、存库属性、特征值计算类型、私有属性。同关键点1，软件平台支持用户根据设备种类编配各个微电网设备的点量属性。3、数据预处理计算模块库，数据预处理计算模块库包含多个预处理计算模块，每一个预处理计算模块实现一种数据处理功能，实现统计计算、均值计算、滤波计算、数学函数计算。输入为若干原始数据，输出为处理后的数据特征值。处理后的数据特征值最终分发到策略计算模块或者向微电网云端集成。4、轻量级的实时数据库部署，实时数据库提供了系统的数据空间并记录了用户的实时数据。5、策略计算模块的技术特征为动态库设计，软件平台自动加载策略计算模块。软件平台支持不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台，其部署于微电网智能网关边缘节点上，位于现场分布式微网设备与微电网云端之间，向下对接现场分布式微网设备，向上与微电网云端对接，其特征在于，该软件平台包括/n系统配置信息，由用户根据现场设备实际配置生成；/n调度模块，直接依赖系统配置信息，加载设备、预处理计算模块、策略计算模块、发布模块；调度模块所加载的设备和模块，各自实现一个动态链接库，动态链接库实现各自继承的抽象接口类；调度模块自动识别策略计算模块的写入数据，实时下发指令到相应的设备或者写入实时数据库中；/n所述发布模块，用于与微电网云端连接；/n数据预处理计算模块库，其包含多个所述预处理计算模块，每一个预处理计算模块实现一种数据处理功能，实现统计计算、均值计算、滤波计算、数学函数计算；输入为若干原始数据，输出为处理后的数据特征值，处理后的数据特征值最终分发到策略计算模块或者通过发布模块向微电网云端集成；/n所述策略计算模块，用于实时计算，计算结果通过调度模块实时下发到相应设备或者实时优化设备参数；以及/n所述实时数据库，用于提供系统的数据空间并记录用户的实时数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台，其部署于微电网智能网关边缘节点上，位于现场分布式微网设备与微电网云端之间，向下对接现场分布式微网设备，向上与微电网云端对接，其特征在于，该软件平台包括
系统配置信息，由用户根据现场设备实际配置生成；
调度模块，直接依赖系统配置信息，加载设备、预处理计算模块、策略计算模块、发布模块；调度模块所加载的设备和模块，各自实现一个动态链接库，动态链接库实现各自继承的抽象接口类；调度模块自动识别策略计算模块的写入数据，实时下发指令到相应的设备或者写入实时数据库中；
所述发布模块，用于与微电网云端连接；
数据预处理计算模块库，其包含多个所述预处理计算模块，每一个预处理计算模块实现一种数据处理功能，实现统计计算、均值计算、滤波计算、数学函数计算；输入为若干原始数据，输出为处理后的数据特征值，处理后的数据特征值最终分发到策略计算模块或者通过发布模块向微电网云端集成；
所述策略计算模块，用于实时计算，计算结果通过调度模块实时下发到相应设备或者实时优化设备参数；以及
所述实时数据库，用于提供系统的数据空间并记录用户的实时数据。


2.根据权利要求1所述的一种基于边缘计算的微电网边缘层软件平台，其特征在于，所述系统配置信息的内容包括设备的定义、设备点属性的定义、策略计算模块的定义、预处理计算模块的定义、发布模块的定义；设备的定义抽象了设备类型、设备协议、设备任务调度方式、设备通讯参数；设备点属性的定义抽象了点属性，属性描述有名称、描述、地址、权限、类型、存库使能、计算处理特征；策略计算模块定义了策略的加载路径、策略的输入参数路径；预处理计算模块定义了该计算模块的加载路...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭小叶，田冯，房凯龙，
申请(专利权)人：天津瑞能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12