一种配电开关自动化控制方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种配电开关自动化控制方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

智能电网的建设是电力工业的又一次革命，是实现可持续发展的重要解决方案。随着社会经济的高速发展,政府和社会对配网的电能质量和供电可靠性的要求日益提高。发展物联网的配电自动化是发展智能电网的重要组成部分。配电网是电力系统传送电能到用户的最后一环，主要由以下几个部分构成：配电主站，配电终端，配电子站(可选)和通信通道，对配电开关进行控制，可以在电网线路出现问题时及时的检测出电力系统故障，实现配电网自愈功能，让配电线路中的断路器的运行更加安全可靠，可以提高配电网的运行效率。

目前，传统的配电开关控制方法采用了自动控制测量装置、综合自动化等方法，虽然可以对线路中的故障进行识别，但是不具备对线路的保护作用，安全性较低；同时，现有配电开关控制方法的自动化应用较少，非自动化开关的使用会在线路出现故障时导致停电时间较长，而且与故障区域属于同一供电区域的非故障区域的用户也会受到停电的影响，带来不必要的损失。综上所述，现有的配电开关控制方法存在安全性及效率较低的问题。

发明内容

本发明提供一种配电开关自动化控制方法、装置、设备及存储介质，其主要目的在于解决现有的配电开关控制方法存在安全性及效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种配电开关自动化控制方法，包括：

获取目标线路的信号数据，对所述信号数据进行分频计算，得到信号幅值；

根据所述信号幅值对所述目标线路进行交流采样，得到采样数据；

利用所述采样数据对所述目标线路的开关进行功率分析，得到目标线路的开关功率负载；

利用所述开关功率负载对所述目标线路进行自动化功率补偿，根据自动化功率补偿的结果生成开关控制方案。

可选地，所述对所述信号数据进行分频计算，得到信号幅值，包括：

对所述信号数据进行信号频率分类，得到高频分量以及低频分量；

分别对所述高频分量以及低频分量进行信号转换，得到信号向量；

对所述信号向量进行幅值计算，得到信号幅值；

利用下式分别对所述高频分量以及低频分量进行信号转换，得到信号向量：

X＝X

其中，X

可选地，所述对所述信号向量进行幅值计算，得到信号幅值，包括：

对所述信号向量进行离散变换，得到多个离散分量；

对所述离散变量进行序列长度处理，得到多个信号短序列；

将所述信号短序列进行幅值表示，得到信号幅值。

可选地，所述将所述信号短序列进行幅值表示，得到信号幅值，包括：

其中，X

可选地，所述根据所述信号幅值对所述目标线路进行交流采样，得到采样数据，包括：

利用预设的信号采集设备对所述目标线路进行交流采集处理，得到采集数据；

根据所述信号幅值对所述采集数据进行信号过滤，得到输出信号；

对所述输出信号进行量化计算，得到所述采样数据。

可选地，所述根据所述信号幅值对所述采集数据进行信号过滤，得到输出信号，包括：

将所述信号幅值作为限幅值对所述采集数据进行幅值筛选，得到初步信号数据；

对所述初步信号数据进行二阶滤波，得到输出信号。

可选地，所述利用所述开关功率负载对所述目标线路进行自动化功率补偿，包括：

利用所述开关功率负载对所述目标线路进行差分计算，得到功率差分值；

利用下式利用所述开关功率负载对所述目标线路进行差分计算，得到差分值：

其中，C(n)表示第n个开关对应的功率差分值；K

根据所述功率差分值对所述目标线路进行功率补偿，得到自动化功率补偿的结果。

为了解决上述问题，本发明还提供一种配电开关自动化控制装置，所述装置包括：

分频计算模块，用于获取目标线路的信号数据，对所述信号数据进行分频计算，得到信号幅值；

交流采样模块，用于根据所述信号幅值对所述目标线路进行交流采样，得到采样数据；

功率分析模块，用于利用所述采样数据对所述目标线路的开关进行功率分析，得到目标线路的开关功率负载；

功率补偿模块，用于利用所述开关功率负载对所述目标线路进行自动化功率补偿，根据自动化功率补偿的结果生成开关控制方案。

为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述所述的配电开关自动化控制方法。

为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个计算机程序，所述至少一个计算机程序被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的配电开关自动化控制方法。

本发明实施例通过获取目标线路的信号数据，对信号数据进行分频计算，得到信号幅值，可以使得分频计算得到的信号幅值更加准确，也可以提高对信号数据进行分频计算的效率；通过根据信号幅值对目标线路进行交流采样，得到采样数据，可以采样得到更加准确并且越接近实际值的采样数据，同时可以提高目标线路的抗干扰性及信噪比，增强对目标线路开关的自动化控制分析的精度；利用采样数据对目标线路的开关进行功率分析，得到目标线路的开关功率负载，可以保证开关功率负载不超过额定开关总负载，增强配电开关控制方法的安全性。因此本发明提出的配电开关自动化控制方法、装置、设备及存储介质，可以解决现有的配电开关控制方法存在安全性及效率较低的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的配电开关自动化控制方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的对信号数据进行分频计算，得到信号幅值的流程示意图；

图3为本发明一实施例提供的根据信号幅值对目标线路进行交流采样，得到采样数据的流程示意图；

图4为本发明一实施例提供的配电开关自动化控制装置的功能模块图；

图5为本发明一实施例提供的实现所述配电开关自动化控制方法的电子设备的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请实施例提供一种配电开关自动化控制方法。所述配电开关自动化控制方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述配电开关自动化控制方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。

参照图1所示，为本发明一实施例提供的配电开关自动化控制方法的流程示意图。在本实施例中，所述配电开关自动化控制方法包括：

S1、获取目标线路的信号数据，对所述信号数据进行分频计算，得到信号幅值。

本发明实施例中，所述目标线路是指由简易型后台系和无线通信设备组成的配电网，所述目标线路可以配合变电站出口断路器，能够对配电网发生的过负荷或者短路等故障进行数据采集并及时开启开关保护；所述信号数据包括功率、线路电流、频率等。

请参阅图2所示，本发明实施例中，所述对所述信号数据进行分频计算，得到信号幅值，包括：

S21、对所述信号数据进行信号频率分类，得到高频分量以及低频分量；

S22、分别对所述高频分量以及低频分量进行信号转换，得到信号向量；

S23、对所述信号向量进行幅值计算，得到信号幅值。

本发明实施例中，对所述信号数据进行信号频率分类可以采用频谱分析的方法，主要是对所述信号数据中数字信号的有限长序列进行傅里叶变换；其中，傅里叶变换是将从时域叠加与从频域叠加的连续信号数据进行分解，具体地，将所述信号数据的时域表示形式映射到一个频域表示形式，得到所述信号数据的幅度信息；所述幅度信息反映所述信号数据的频率分量大小，根据所述幅度信息就能对所述信号数据进行分类，得到高频分量以及低频分量。

本发明实施例中，利用下式分别对所述高频分量以及低频分量进行信号转换，得到信号向量：

X＝X

其中，X

本发明实施例中，所述对所述信号向量进行幅值计算，得到信号幅值，包括：

对所述信号向量进行离散变换，得到多个离散分量；

对所述离散变量进行序列长度处理，得到多个信号短序列；

将所述信号短序列进行幅值表示，得到信号幅值。

本发明实施例中，离散变换可以采用傅里叶变换将所述信号向量从其原始域转换为频域，由于直接从定义这个计算所述信号向量效率很低，所以采用傅里叶变换可以通过将所述信号变量分解成系数因子的乘积来快速计算这种离散变换，得到多个离散变量。

本发明实施例中，序列长度是处理是将所述离散分量从长序列分为短序列的过程，可以按照所述离散分量中时域的奇偶性将长序列不断抽取成短序列，结果使输入的离散变量为倒序，输出的信号短序列为顺序排列；对所述离散变量进行序列长度处理可以使得分频计算得到的信号幅值更加准确，同时也可以提高对所述信号数据进行分频计算的效率。

本发明实施例中，利用下式将所述信号短序列进行幅值表示，得到信号幅值：

其中，X

本发明实施例中，所述信号短序列的相位值是描述所述信号短序列的振动进度，例如，一个信号短序列的相位值是

S2、根据所述信号幅值对所述目标线路进行交流采样，得到采样数据。

请参阅图3所示，本发明实施例中，所述根据所述信号幅值对所述目标线路进行交流采样，得到采样数据，包括：

S31、利用预设的信号采集设备对所述目标线路进行交流采集处理，得到采集数据；

S32、根据所述信号幅值对所述采集数据进行信号过滤，得到输出信号；

S33、对所述输出信号进行量化计算，得到所述采样数据。

本发明实施例中，所述信号采集设备可以采用AD(模数转换)采集装置，所述采集装置是一种采集电路，主要包含模数转换器、差分放大器以及多路器等装置；将所述信号采集设备接入所述目标线路中，然后在接通电路后可以通过所述信号采集设备的输出装置收集所述目标线路的信号数据；其中，所述信号采集设备具有一个重要指标—AD位数，AD位数的实质是指模数转换数据时使用表征幅值大小的数据位数，因此AD位数越高表示对所述目标线路的采集数据存储小数点后面的位数也就越多，即表示通过所述信号采集设备获得的采集数据越准确、越接近实际值。

本发明实施例中，所述对所述输出信号进行量化计算是将所述输出信号的连续赋值离散成多个量化量级，目的是为了对所述输出信号的幅值转换精度；AD位数越高，量化量级越小，最后转换得到的采样数据的幅值精度越高。

本发明实施例中，所述根据所述信号幅值对所述采集数据进行信号过滤，得到输出信号，包括：

将所述信号幅值作为限幅值对所述采集数据进行幅值筛选，得到初步信号数据；

对所述初步信号数据进行二阶滤波，得到输出信号。

本发明实施例中，幅值筛选是根据所述限幅值将所述采集数据对应的信号幅值进行初步筛选，过滤掉不必要的电信号，提高所述输出信号的有效性及准确性；二阶滤波包含低通滤波和高通滤波两个部分，可以采用预设的信号滤波器对所述初步信号数据进行过滤；其中，所述信号滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分，利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声，因此，将所述初步信号数据进行二阶滤波可以提高所述目标线路的抗干扰性及信噪比，增强对所述目标线路开关的自动化控制分析的精度。

S3、利用所述采样数据对所述目标线路的开关进行功率分析，得到目标线路的开关功率负载。

本发明实施例中，所述利用所述采样数据对所述目标线路的开关进行功率分析，得到目标线路的开关功率负载，包括：

获取所述目标线路的额定开关总负载，根据所述额定开关总负载以及所述采样数据对所述目标线路进行开关整定，得到开关整定方案；

分别计算每一种所述开关整定方案下目标线路的实际开关功率负载，并对实际开关功率负载进行筛选，得到目标线路额定开关功率负载。

本发明实施例中，所述额定开关总负载是所述目标线路的开关计划值，所述目标线路的实际开关功率负载不能超过所述额定开关总负载，如果超过所述额定开关总负载，则所述目标线路便会出现故障并向终端发出故障警示，这样可以提高所述目标线路的安全性。

本发明实施例中，开关整定是根据所述采样数据计算所述目标线路中分段开关以及联络开关的数量和功率信息，以便于组合优化生成开关整定方案；具体地，假设所述目标线路的额定开关总负载为DC，每一个开关实际开关功率负载为PC，则f

S4、利用所述开关功率负载对所述目标线路进行自动化功率补偿，根据自动化功率补偿的结果生成开关控制方案。

本发明实施例中，所述利用所述开关功率负载对所述目标线路进行自动化功率补偿，包括：

利用所述开关功率负载对所述目标线路进行差分计算，得到功率差分值；

根据所述功率差分值对所述目标线路进行功率补偿，得到自动化功率补偿的结果。

本发明实施例中，利用所述开关功率负载对所述目标线路进行差分计算可以采用一阶差分全周傅氏算法计算所述目标线路的相对模值；由于所述目标线路的信号数据为周期性信号，粗了基频分量之外只包含恒定的直流分量以及各种次谐波分量，因此采用一阶差分全周傅氏算法可以增强差分计算的准确性。

本发明实施例中，利用下式利用所述开关功率负载对所述目标线路进行差分计算，得到差分值：

其中，C(n)表示第n个开关对应的功率差分值；K

本发明实施例中，根据自动化功率补偿的结果生成开关控制方案是在满足所述目标线路中的开关功率不超过所述额定开关总负载的前提下，同时所述开挂控制方案中的开关数量规划最优；具体地，可以采用电压-时间型馈线自动化系统，在所述目标线路出现故障，可以通过测算所述目标线路中开关的延时关合时间确定故障出现点，同时保证所述目标线路中其他区段的开关正常运行，提高了配电开关自动化控制的安全性。

本发明提出了一种配电开关自动化控制方法，通过获取目标线路的信号数据，对信号数据进行分频计算，得到信号幅值，可以使得分频计算得到的信号幅值更加准确，也可以提高对信号数据进行分频计算的效率；通过根据信号幅值对目标线路进行交流采样，得到采样数据，可以采样得到更加准确并且越接近实际值的采样数据，同时可以提高目标线路的抗干扰性及信噪比，增强对目标线路开关的自动化控制分析的精度；利用采样数据对目标线路的开关进行功率分析，得到目标线路的开关功率负载，可以保证开关功率负载不超过额定开关总负载，增强配电开关控制方法的安全性。因此，本发明提出一种配电开关自动化控制方法，可以解决现有的配电开关控制方法存在安全性及效率较低的问题。

如图4所示，是本发明一实施例提供的配电开关自动化控制装置的功能模块图。

本发明所述配电开关自动化控制装置400可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述配电开关自动化控制装置400可以包括分频计算模块401、交流采样模块402、功率分析模块403及功率补偿模块404。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。

在本实施例中，关于各模块/单元的功能如下：

所述分频计算模块401，用于获取目标线路的信号数据，对所述信号数据进行分频计算，得到信号幅值；

所述交流采样模块402，用于根据所述信号幅值对所述目标线路进行交流采样，得到采样数据；

所述功率分析模块403，用于利用所述采样数据对所述目标线路的开关进行功率分析，得到目标线路的开关功率负载；

所述功率补偿模块404，用于利用所述开关功率负载对所述目标线路进行自动化功率补偿，根据自动化功率补偿的结果生成开关控制方案。

详细地，本发明实施例中所述配电开关自动化控制装置400中所述的各模块在使用时采用与附图中所述的配电开关自动化控制方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。

如图5所示，是本发明一实施例提供的实现配电开关自动化控制方法的电子设备的结构示意图。

所述电子设备500可以包括处理器501、存储器502、通信总线503以及通信接口504，还可以包括存储在所述存储器502中并可在所述处理器501上运行的计算机程序，如配电开关自动化控制程序。

其中，所述处理器501在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器501是所述电子设备的控制核心(ControlUnit)，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器502内的程序或者模块(例如执行配电开关自动化控制程序等)，以及调用存储在所述存储器502内的数据，以执行电子设备的各种功能和处理数据。

所述存储器502至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如：SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器502在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的移动硬盘。所述存储器502在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器502还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器502不仅可以用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如基于配电开关自动化控制程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所述通信总线503可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器502以及至少一个处理器501等之间的连接通信。

所述通信接口504用于上述电子设备与其他设备之间的通信，包括网络接口和用户接口。可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等)，通常用于在该电子设备与其他电子设备之间建立通信连接。所述用户接口可以是显示器(Display)、输入单元(比如键盘(Keyboard))，可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

图5仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图5示出的结构并不构成对所述电子设备500的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

例如，尽管未示出，所述电子设备还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器501逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。

应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。

所述电子设备500中的所述存储器502存储的配电开关自动化控制程序是多个指令的组合，在所述处理器501中运行时，可以实现：

获取目标线路的信号数据，对所述信号数据进行分频计算，得到信号幅值；

根据所述信号幅值对所述目标线路进行交流采样，得到采样数据；

利用所述采样数据对所述目标线路的开关进行功率分析，得到目标线路的开关功率负载；

利用所述开关功率负载对所述目标线路进行自动化功率补偿，根据自动化功率补偿的结果生成开关控制方案。

具体地，所述处理器501对上述指令的具体实现方法可参考附图对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。

进一步地，所述电子设备500集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：

获取目标线路的信号数据，对所述信号数据进行分频计算，得到信号幅值；

根据所述信号幅值对所述目标线路进行交流采样，得到采样数据；

利用所述采样数据对所述目标线路的开关进行功率分析，得到目标线路的开关功率负载；

利用所述开关功率负载对所述目标线路进行自动化功率补偿，根据自动化功率补偿的结果生成开关控制方案。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。

本申请实施例可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能(Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。

此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。