分层式配电网故障定位系统、方法、服务器和设备技术方案

本申请提供了一种分层式配电网故障定位系统、方法、设备和服务器，该系统包括云层、边缘层和终端层，云层设有云端服务器，边缘层设有多台边缘计算网关，终端层设有多台终端设备，一云端服务器对应管辖多个分域，一台边缘计算网关对应管辖一个分域；定位方法包括分域定位和故障点精确定位，边缘层建立实际故障时间矩阵并上传，云端服务器对比模拟故障时间矩阵和实际故障时间矩阵，判断故障分域，向故障分域下发故障处理权限指令。之后，管辖故障分域的边缘计算网关在该分域内进行故障点精确定位。如此，云端服务器通过权限下放实现故障处理的任务分流，减少云端服务器数据处理负荷和网络带宽的占用提高了系统响应能力，有利于快速故障恢复。

Hierarchical distribution network fault location system, method, server and equipment

【技术实现步骤摘要】
分层式配电网故障定位系统、方法、服务器和设备
本申请涉及配电网络故障定位
，更具体地说，特别涉及一种分层式配电网故障定位系统、方法、服务器和设备。
技术介绍
配电网系统是强大而复杂的系统，出现故障时必须及时进行故障定位并隔离操作，通过最终故障排除，实现配电网系统的安全运行。在现有技术中，对于配电网系统故障的定位通常是通过云计算的方式实现，传统的云计算解决方案存在诸多问题：1、终端数据直接上传到云端，这一过程并没有对数据进行过滤、分析，未经过滤的数据其数据量巨大，直接上传云端会增加传输量和网络带宽的占用，从而增加了数据处理成本和设备能耗；2、全部数据由云端处理器进行计算分析，当云端处理器出现错误或故障时，对配电网系统的影响范围较广，降低了配电网系统运行的可靠性；3、云计算时延较长，无法对大量电力设备进行实时控制，也不能对数据进行实时获取和分析，不利于智能电网故障信息的快速处理与恢复；4、关于配电网数据的安全性而言，云计算方案不能较好地制定差异化的安全策略，无法根据具体类型的数据进行针对性保护。因此，对于传统电力企业而言，在面对不断涌现的新技术和新方法以及高要求的环境下，亟待对现有配电网进行智能化改造，以减少数据处理成本以及提高服务质量。其中，对配电网络中的故障进行快速、准确选线和定位，降低故障响应时延，为本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
(一)技术问题综上所述，本申请旨在解决现有技术中存在的故障数据处理延时、故障响应较慢等技术问题。(二)技术方案本申请实施例的第一方面，提供一种分层式配电网故障定位系统，采用分层式结构，包括云层、边缘层和终端层；所述云层设有云端服务器，所述边缘层设有多台边缘计算网关；所述终端层设有多台终端设备；一云端服务器对应管辖多个分域，一个分域包括一条主馈线和多条分支线路，一个分域内的主馈线首端装设有边缘计算网关，一台边缘计算网关对应管辖一个分域，所述主馈线的首端、末端以及所述分支线路的末端均装设有终端设备；所述终端设备，用于在实际故障或模拟故障发生后，记录实际故障或模拟故障初始行波到达时刻，并上传至所在分域对应的所述边缘计算网关；所述边缘计算网关，用于在实际故障发生后，接收所述对应管辖的一个分域内的多个终端设备记录的实际故障初始行波到达时刻，建立实际故障时间矩阵，将所述实际故障时间矩阵上传至所述云端服务器；确定接收到云端服务器下发的故障处理权限指令后，在所述对应管辖的一个分域内进行具体故障点定位；所述云端服务器，用于预先存储各个分域对应的模拟故障矩阵，在实际故障发生后，确定接收到多台边缘计算网关分别上传的实际故障时间矩阵时，查找并读取与所述多台边缘计算网关分别对应的模拟故障时间矩阵，分别将对应于同一台边缘计算网关的实际故障时间矩阵与模拟故障时间矩阵进行对比，根据对比结果，确定发生实际故障的分域；以及向确定发生实际故障的分域对应的边缘计算网关，下发故障处理权限指令，指示所述边缘计算网关在对应管辖的一个分域内进行具体故障点定位。本申请实施例的第二方面，提供一种分层式配电网故障定位方法，该方法基于分层式配电网故障定位系统架构执行，所述分层式配电网故障定位系统架构包括云层、边缘层和终端层，所述云层设有云端服务器，所述边缘层设有多台边缘计算网关；所述终端层设有多台终端设备；一云端服务器对应管辖多个分域，一个分域包括一条主馈线和多条分支线路，一个分域内的主馈线的首端装设有边缘计算网关，一台边缘计算网关对应管辖一个分域，所述主馈线的首端、末端以及所述分支线路的末端均装设有终端设备；该方法具体包括：所述终端设备在实际故障或模拟故障发生后，记录实际故障或模拟故障初始行波到达时刻，并上传至所在分域对应的所述边缘计算网关；所述边缘计算网关在实际故障发生后，接收所述对应管辖的一个分域内的多个终端设备记录的实际故障初始行波到达时刻，建立实际故障时间矩阵，将所述实际故障时间矩阵上传至所述云端服务器；所述云端服务器预先存储各个分域对应的模拟故障矩阵，在实际故障发生后，确定接收到多台边缘计算网关分别上传的实际故障时间矩阵时，查找并读取与所述多台边缘计算网关分别对应的模拟故障时间矩阵，分别将对应于同一台边缘计算网关的实际故障时间矩阵与模拟故障时间矩阵进行对比，根据对比结果，确定发生实际故障的分域；以及向确定发生实际故障的分域对应的边缘计算网关，下发故障处理权限指令；所述边缘计算网关确定接收到云端服务器下发的故障处理权限指令后，在所述对应管辖的一个分域内进行具体故障点定位。本申请实施例的第三个方面，还提供一种配电网故障定位方法，包括：云端服务器预先存储各个分域对应的模拟故障矩阵，在实际故障发生后，确定接收到多台边缘计算网关分别上传的实际故障时间矩阵时，查找并读取与所述多台边缘计算网关分别对应的模拟故障时间矩阵，分别将对应于同一台边缘计算网关的实际故障时间矩阵与模拟故障时间矩阵进行对比，根据对比结果，确定发生实际故障的分域；以及向确定发生实际故障的分域对应的边缘计算网关，下发故障处理权限指令，指示所述边缘计算网关在对应管辖的一个分域内进行具体故障点定位；其中，一云端服务器对应管辖多个分域，一个分域包括一条主馈线和多条分支线路，一个分域内的主馈线的首端装设有边缘计算网关，一台边缘计算网关对应管辖一个分域，所述主馈线的首端、末端以及所述分支线路的末端均装设有终端设备。可选的，将对应于同一台边缘计算网关的实际故障时间矩阵与模拟故障时间矩阵进行对比，具体包括：将对应于同一台边缘计算网关的实际故障时间矩阵与模拟故障时间矩阵进行差值计算，判断所述差值是否超过预期误差范围，确定超过预期误差范围，则判定当前边缘计算网关对应的分域发生了实际故障。本申请实施例的第四个方面，提供一种配电网故障定位方法，包括：所述边缘计算网关在实际故障发生后，接收所述对应管辖的一个分域内的多个终端设备记录的实际故障初始行波到达时刻，建立实际故障时间矩阵，将所述实际故障时间矩阵上传至所述云端服务器；确定接收到云端服务器下发的故障处理权限指令后，在所述对应管辖的一个分域内进行具体故障点定位；其中，一云端服务器对应管辖多个分域，一个分域包括一条主馈线和多条分支线路，一个分域内的主馈线的首端装设有边缘计算网关，一台边缘计算网关对应管辖一个分域，所述主馈线的首端、末端以及所述分支线路的末端均装设有终端设备。可选的，实际故障发生前，进一步包括：所述边缘计算网关在模拟故障发生后，接收所述分域内的多个终端设备记录的模拟故障初始行波到达时刻；所述边缘计算网关，根据接收到的多个所述模拟故障初始行波到达时刻，建立模拟故障时间矩阵，以及将所述模拟故障时间矩阵上传至云端服务器；所述边缘计算网关在实际故障发生后，接收所述对应管辖的一个分域内的多个终端设备记录的实际故障初始行波到达时刻，建立实际故障时间矩阵，具体包括：所述边缘计算网关，确定所述分域内的主馈线首端、主馈线末端、各分支线路末端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分层式配电网故障定位系统，其特征在于：/n采用分层式结构，包括云层、边缘层和终端层；所述云层设有云端服务器，所述边缘层设有多台边缘计算网关；所述终端层设有多台终端设备；/n一云端服务器对应管辖多个分域，一个分域包括一条主馈线和多条分支线路，一个分域内的主馈线首端装设有边缘计算网关，一台边缘计算网关对应管辖一个分域，所述主馈线的首端、末端以及所述分支线路的末端均装设有终端设备；/n所述终端设备，用于在实际故障或模拟故障发生后，记录实际故障或模拟故障初始行波到达时刻，并上传至所在分域对应的所述边缘计算网关；/n所述边缘计算网关，用于在实际故障发生后，接收所述对应管辖的一个分域内的多个终端设备记录的实际故障初始行波到达时刻，建立实际故障时间矩阵，将所述实际故障时间矩阵上传至所述云端服务器；确定接收到云端服务器下发的故障处理权限指令后，在所述对应管辖的一个分域内进行具体故障点定位；/n所述云端服务器，用于预先存储各个分域对应的模拟故障矩阵，在实际故障发生后，确定接收到多台边缘计算网关分别上传的实际故障时间矩阵时，查找并读取与所述多台边缘计算网关分别对应的模拟故障时间矩阵，分别将对应于同一台边缘计算网关的实际故障时间矩阵与模拟故障时间矩阵进行对比，根据对比结果，确定发生实际故障的分域；以及向确定发生实际故障的分域对应的边缘计算网关，下发故障处理权限指令，指示所述边缘计算网关在对应管辖的一个分域内进行具体故障点定位。/n...

【技术特征摘要】
1.一种分层式配电网故障定位系统，其特征在于：
采用分层式结构，包括云层、边缘层和终端层；所述云层设有云端服务器，所述边缘层设有多台边缘计算网关；所述终端层设有多台终端设备；
一云端服务器对应管辖多个分域，一个分域包括一条主馈线和多条分支线路，一个分域内的主馈线首端装设有边缘计算网关，一台边缘计算网关对应管辖一个分域，所述主馈线的首端、末端以及所述分支线路的末端均装设有终端设备；
所述终端设备，用于在实际故障或模拟故障发生后，记录实际故障或模拟故障初始行波到达时刻，并上传至所在分域对应的所述边缘计算网关；
所述边缘计算网关，用于在实际故障发生后，接收所述对应管辖的一个分域内的多个终端设备记录的实际故障初始行波到达时刻，建立实际故障时间矩阵，将所述实际故障时间矩阵上传至所述云端服务器；确定接收到云端服务器下发的故障处理权限指令后，在所述对应管辖的一个分域内进行具体故障点定位；
所述云端服务器，用于预先存储各个分域对应的模拟故障矩阵，在实际故障发生后，确定接收到多台边缘计算网关分别上传的实际故障时间矩阵时，查找并读取与所述多台边缘计算网关分别对应的模拟故障时间矩阵，分别将对应于同一台边缘计算网关的实际故障时间矩阵与模拟故障时间矩阵进行对比，根据对比结果，确定发生实际故障的分域；以及向确定发生实际故障的分域对应的边缘计算网关，下发故障处理权限指令，指示所述边缘计算网关在对应管辖的一个分域内进行具体故障点定位。


2.一种分层式配电网故障定位方法，其特征在于：
该方法基于分层式配电网故障定位系统架构执行，所述分层式配电网故障定位系统架构包括云层、边缘层和终端层，所述云层设有云端服务器，所述边缘层设有多台边缘计算网关；所述终端层设有多台终端设备；一云端服务器对应管辖多个分域，一个分域包括一条主馈线和多条分支线路，一个分域内的主馈线的首端装设有边缘计算网关，一台边缘计算网关对应管辖一个分域，所述主馈线的首端、末端以及所述分支线路的末端均装设有终端设备；
该方法具体包括：
所述终端设备在实际故障或模拟故障发生后，记录实际故障或模拟故障初始行波到达时刻，并上传至所在分域对应的所述边缘计算网关；
所述边缘计算网关在实际故障发生后，接收所述对应管辖的一个分域内的多个终端设备记录的实际故障初始行波到达时刻，建立实际故障时间矩阵，将所述实际故障时间矩阵上传至所述云端服务器；
所述云端服务器预先存储各个分域对应的模拟故障矩阵，在实际故障发生后，确定接收到多台边缘计算网关分别上传的实际故障时间矩阵时，查找并读取与所述多台边缘计算网关分别对应的模拟故障时间矩阵，分别将对应于同一台边缘计算网关的实际故障时间矩阵与模拟故障时间矩阵进行对比，根据对比结果，确定发生实际故障的分域；以及向确定发生实际故障的分域对应的边缘计算网关，下发故障处理权限指令；
所述边缘计算网关确定接收到云端服务器下发的故障处理权限指令后，在所述对应管辖的一个分域内进行具体故障点定位。


3.一种配电网故障定位方法，其特征在于，包括：
云端服务器预先存储各个分域对应的模拟故障矩阵，在实际故障发生后，确定接收到多台边缘计算网关分别上传的实际故障时间矩阵时，查找并读取与所述多台边缘计算网关分别对应的模拟故障时间矩阵，分别将对应于同一台边缘计算网关的实际故障时间矩阵与模拟故障时间矩阵进行对比，根据对比结果，确定发生实际故障的分域；以及向确定发生实际故障的分域对应的边缘计算网关，下发故障处理权限指令，指示所述边缘计算网关在对应管辖的一个分域内进行具体故障点定位；
其中，一云端服务器对应管辖多个分域，一个分域包括一条主馈线和多条分支线路，一个分域内的主馈线的首端装设有边缘计算网关，一台边缘计算网关对应管辖一个分域，所述主馈线的首端、末端以及所述分支线路的末端均装设有终端设备。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将对应于同一台边缘计算网关的实际故障时间矩阵与模拟故障时间矩阵进行对比，具体包括：
将对应于同一台边缘计算网关的实际故障时间矩阵与模拟故障时间矩阵进行差值计算，判断所述差值是否超过预期误差范围，确定超过预期误差范围，则判定当前边缘计算网关对应的分域发生了实际故障。


5.一种配电网故障定位方法，其特征在于，包括：
所述边缘计算网关在实际故障发生后，接收所述对应管辖的一个分域内的多个终端设备记录的实际故障初始行波到达时刻，建立实际...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓丰，蒲涛，徐帆，祖亚瑞，梅龙军，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43