本發(fā)明涉及智能電網(wǎng)，尤其涉及一種基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、云計(jì)算可以利用大量的廉價(jià)服務(wù)器的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，整合這些大規(guī)模不同類(lèi)型的資源，通過(guò)虛擬化技術(shù)，將計(jì)算和存儲(chǔ)任務(wù)存放在一臺(tái)功能強(qiáng)大的設(shè)備(如大型服務(wù)器、工作站)上運(yùn)行，也可以將任務(wù)拆分成若干部分，分布在多臺(tái)分布式計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。

2、現(xiàn)有的電力管理系統(tǒng)大多沒(méi)有引入云平臺(tái)，直接與終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，該方式存在著以下問(wèn)題：1)對(duì)電力數(shù)據(jù)的處理和分析效率低，且智能化水平和運(yùn)行效率低，無(wú)法滿足復(fù)雜場(chǎng)景下的需求；2)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員需要與嵌入式開(kāi)發(fā)人員合作構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施，增加了開(kāi)發(fā)工作量，而且很難支持架構(gòu)中數(shù)百萬(wàn)設(shè)備的規(guī)模，當(dāng)設(shè)備之間存在大量并發(fā)連接時(shí)，很難確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)大量設(shè)備的上線和離線可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)雪崩，對(duì)于高并發(fā)場(chǎng)景而言存在較多隱患；3)開(kāi)發(fā)人員需要額外開(kāi)發(fā)、部署各種安全措施，以保障設(shè)備數(shù)據(jù)安全；4)需要購(gòu)買(mǎi)服務(wù)器來(lái)構(gòu)建負(fù)載平衡的分布式架構(gòu)，并花費(fèi)大量人力物力來(lái)開(kāi)發(fā)一套完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并且設(shè)備連接狀態(tài)、生命周期管理和遠(yuǎn)程運(yùn)維的實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜。

3、未來(lái)云計(jì)算終端的用戶所擁有的數(shù)據(jù)計(jì)算和存儲(chǔ)設(shè)備將會(huì)具有一定的數(shù)量，而隨著硬件速度的發(fā)展，這些終端設(shè)備的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于用戶需求，因此，可以考慮將這些終端設(shè)備作為云計(jì)算中云端的一部分來(lái)提供計(jì)算和存儲(chǔ)能力。

4、因此，需要一種基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，來(lái)解決上述技術(shù)方案中存在的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為此，本發(fā)明提供一種基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，以解決或至少緩解上面存在的問(wèn)題。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，包括：用戶層，包括多個(gè)智能電表、分布式電源和微網(wǎng)；中間層，包括電網(wǎng)、調(diào)度中心，所述中間層與所述用戶層連接，其中，所述電網(wǎng)適于與所述分布式電源和微網(wǎng)進(jìn)行雙向能量傳遞，所述調(diào)度中心適于與所述電網(wǎng)、各個(gè)智能電表進(jìn)行信息交互，適于調(diào)度電網(wǎng)運(yùn)行，并適于調(diào)度各個(gè)智能電表執(zhí)行任務(wù)；云平臺(tái)，分別與所述中間層、所述用戶層通信連接，適于獲取所述用戶層的各個(gè)智能電表、分布式電源和微網(wǎng)的電力數(shù)據(jù)，對(duì)所述電力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以確定最優(yōu)運(yùn)行方案，并基于所述最優(yōu)運(yùn)行方案控制所述中間層的電網(wǎng)和調(diào)度中心運(yùn)行，各個(gè)所述智能電表適于作為云平臺(tái)的終端來(lái)計(jì)算和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，其中，所述電力數(shù)據(jù)包括多種屬性數(shù)據(jù)，所述多種屬性數(shù)據(jù)包括電能消耗數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)、電流數(shù)據(jù)、功率數(shù)據(jù)、頻率數(shù)據(jù)、電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)。

3、可選地，在根據(jù)本發(fā)明的基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，所述云平臺(tái)適于基于所述電力數(shù)據(jù)生成并行處理作業(yè)，以便通過(guò)所述用戶層的多個(gè)智能電表來(lái)執(zhí)行所述并行處理作業(yè)。

4、可選地，在根據(jù)本發(fā)明的基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，所述調(diào)度中心集成有并行處理計(jì)算框架，適于通過(guò)所述并行處理計(jì)算框架，從所述用戶層的多個(gè)智能電表中選擇一個(gè)智能電表作為主節(jié)點(diǎn)，并選擇多個(gè)智能電表作為多個(gè)工作節(jié)點(diǎn)，多個(gè)工作節(jié)點(diǎn)包括多個(gè)用于執(zhí)行第一任務(wù)的第一工作節(jié)點(diǎn)和多個(gè)用于執(zhí)行第二任務(wù)的第二工作節(jié)點(diǎn)；所述云平臺(tái)適于將所述并行處理作業(yè)發(fā)送至所述主節(jié)點(diǎn)；所述主節(jié)點(diǎn)適于：將所述并行處理作業(yè)分解為多個(gè)第一任務(wù)，并基于各個(gè)工作節(jié)點(diǎn)的資源使用情況來(lái)將所述多個(gè)第一任務(wù)分配給多個(gè)第一工作節(jié)點(diǎn)執(zhí)行，以及，獲取各個(gè)所述第一工作節(jié)點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)后生成的中間結(jié)果，并將各個(gè)中間結(jié)果作為第二任務(wù)分配給各個(gè)第二工作節(jié)點(diǎn)，以便各個(gè)第二工作節(jié)點(diǎn)對(duì)各個(gè)中間結(jié)果進(jìn)行合并，生成最終結(jié)果。

5、可選地，在根據(jù)本發(fā)明的基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，所述并行處理作業(yè)包括：電能消耗分析并行作業(yè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)并行作業(yè)、故障檢測(cè)與診斷并行作業(yè)、電能質(zhì)量評(píng)估并行作業(yè)、需求響應(yīng)分析并行作業(yè)、分布式能源管理并行作業(yè)中的一種或多種。

6、可選地，在根據(jù)本發(fā)明的基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，所述云平臺(tái)適于按照以下方式對(duì)所述電力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以確定最優(yōu)運(yùn)行方案：對(duì)所述電力數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗和格式化處理，得到預(yù)定格式電力數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)所述預(yù)定格式電力數(shù)據(jù)；利用統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)所述預(yù)定格式電力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以得到所述預(yù)定格式電力數(shù)據(jù)的多種屬性數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和每種屬性數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的模式；基于所述每種屬性數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的模式，預(yù)測(cè)各個(gè)時(shí)間段內(nèi)的各個(gè)區(qū)域負(fù)荷的電力需求，以便基于所述各個(gè)時(shí)間段內(nèi)的各個(gè)區(qū)域負(fù)荷的電力需求來(lái)確定電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃；基于所述每種屬性數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的模式，來(lái)評(píng)估電網(wǎng)的電能質(zhì)量，并預(yù)測(cè)電網(wǎng)故障點(diǎn)，以確定電網(wǎng)運(yùn)行計(jì)劃；基于所述電網(wǎng)運(yùn)行計(jì)劃和電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃，結(jié)合優(yōu)化目標(biāo)來(lái)確定最優(yōu)運(yùn)行方案。

7、可選地，在根據(jù)本發(fā)明的基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，還包括中央采集器；所述智能電表包括：電能檢測(cè)模塊，包括電能采集單元和電能過(guò)濾單元，所述電能采集單元適于采集對(duì)應(yīng)用戶的用電數(shù)據(jù)，所述電能過(guò)濾單元適于對(duì)所述用電數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪；電能顯示模塊，包括電能計(jì)算單元和電能顯示單元，所述電能計(jì)算單元適于對(duì)去噪后的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，所述電能顯示單元適于對(duì)計(jì)算后的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示；電能傳輸模塊，包括電能存儲(chǔ)單元和數(shù)據(jù)發(fā)送單元，所述電能存儲(chǔ)單元適于每隔預(yù)定時(shí)間對(duì)所述對(duì)應(yīng)用戶的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元與中央采集器耦接，適于將所述對(duì)應(yīng)用戶的用電數(shù)據(jù)發(fā)送至中央采集器，其中，所述中央采集器適于獲取來(lái)自多個(gè)智能電表的多個(gè)用戶的用電數(shù)據(jù)，基于所述多個(gè)用戶的用電數(shù)據(jù)生成預(yù)定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將所述預(yù)定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)送至所述云平臺(tái)；所述云平臺(tái)適于對(duì)所述預(yù)定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行解析，以得到所述多個(gè)用戶的用電數(shù)據(jù)，并適于對(duì)所述多個(gè)用戶的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

8、可選地，在根據(jù)本發(fā)明的基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，所述用電數(shù)據(jù)包括電能計(jì)量數(shù)據(jù)、電流和電壓數(shù)據(jù)、功率數(shù)據(jù)、功率因數(shù)、頻率數(shù)據(jù)、事件記錄數(shù)據(jù)、電表狀態(tài)數(shù)據(jù)。

9、可選地，在根據(jù)本發(fā)明的基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，所述智能電表進(jìn)一步適于：基于所述對(duì)應(yīng)用戶的用電數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的狀態(tài)，并適于基于所述事件記錄數(shù)據(jù)確定異常事件；基于所述對(duì)應(yīng)用戶的用電數(shù)據(jù)，測(cè)量電網(wǎng)中的諧波含量，以評(píng)估電網(wǎng)的電能質(zhì)量，以及監(jiān)測(cè)電壓波動(dòng)和閃變，檢測(cè)電網(wǎng)的頻率偏差，測(cè)量三相系統(tǒng)中的不平衡負(fù)載情況；基于所述對(duì)應(yīng)用戶的用電數(shù)據(jù)，分析對(duì)應(yīng)用戶的用電模式，確定對(duì)應(yīng)用戶的用電高峰時(shí)段和用電低谷時(shí)段，以及對(duì)應(yīng)用戶在不同時(shí)間段的用電特征。

10、可選地，在根據(jù)本發(fā)明的基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，所述智能電表還適于：基于所述對(duì)應(yīng)用戶的用電數(shù)據(jù)中的電能計(jì)量數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)費(fèi)規(guī)則確定對(duì)應(yīng)用戶的電能使用費(fèi)用，基于所述電能使用費(fèi)用生成電費(fèi)賬單并通過(guò)所述電能顯示單元進(jìn)行顯示，以將所述電費(fèi)賬單呈現(xiàn)給對(duì)應(yīng)用戶；將所述對(duì)應(yīng)用戶的用電數(shù)據(jù)提供給第三方服務(wù)器，以獲得數(shù)據(jù)服務(wù)費(fèi)用并通過(guò)電能顯示單元進(jìn)行顯示；根據(jù)電網(wǎng)需求調(diào)整對(duì)應(yīng)用戶的用電負(fù)荷，以降低電網(wǎng)壓力并獲得相應(yīng)的收益。

11、可選地，在根據(jù)本發(fā)明的基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)中，所述云平臺(tái)支持多種通信協(xié)議，所述多種通信協(xié)議包括mqtt協(xié)議、coap協(xié)議和https協(xié)議。

12、根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，提供了一種基于云計(jì)算的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，包括用戶層、中間層和云平臺(tái)，其中，用戶層包括多個(gè)智能電表、分布式電源和微網(wǎng)，中間層包括電網(wǎng)和調(diào)度中心，中間層與用戶層之間可以進(jìn)行信息流和能量流的雙向傳遞，調(diào)度中可以調(diào)度電網(wǎng)運(yùn)行，并可以調(diào)度各個(gè)智能電表執(zhí)行任務(wù)。云平臺(tái)可以獲取用戶層的電力數(shù)據(jù)，并可以對(duì)電力數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以確定最優(yōu)運(yùn)行方案，以便基于最優(yōu)運(yùn)行方案來(lái)控制中間層的電網(wǎng)和調(diào)度中心運(yùn)行，各個(gè)智能電表還可以作為云平臺(tái)的終端來(lái)計(jì)算和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?？梢?jiàn)，本發(fā)明的智能電網(wǎng)系統(tǒng)通過(guò)引入云平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)信息流與能量流的高效互動(dòng)和管理，對(duì)電力數(shù)據(jù)的采集、處理和分析更加智能和高效，有效提升了系統(tǒng)的智能化水平和運(yùn)行效率，能夠滿足復(fù)雜場(chǎng)景下的需求。而且，通過(guò)云平臺(tái)能夠提供多種基礎(chǔ)服務(wù)，大大降低了開(kāi)發(fā)工作量和開(kāi)發(fā)成本，且無(wú)需額外開(kāi)發(fā)和部署各種安全措施。另外，基于云平臺(tái)大大提高了并發(fā)處理能力，能夠保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。此外，各個(gè)智能電表可以作為云平臺(tái)的終端來(lái)計(jì)算和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，這樣能夠提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。

13、上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。