基于边缘计算的变电站风险预警管控系统设计
2023年电子技术应用第4期
庄莉1，刘宝升2，王秋琳1，吕君玉1，陈桂良1
（1.福建亿榕信息技术有限公司，福建 福州350001；2.国家电网有限公司，北京 100031）
摘要： 为实现变电站风险预警的实多维度管控，设计基于边缘计算的变电站风险预警管控系统。感知层通过物联网设备采集变电站设备的运行相关数据，利用边缘设备和外部设备之间的通信传送数据至边缘层；边缘层接收数据后，通过通信协议解析该数据，完成数据的一致性，包装云服务下行数据传送至云计算层；云计算层利用云计算计算和分析变电站设备数据并传送至应用层；应用层采用支持向量机算法建立风险预警机制划分风险数据的属性、获取预警值，在此基础上，通过Logistic回归风险预测模型预测预警值对应的风险情况，得出故障发生概率完成变电站风险预警，同时将预警结果呈现在可视化界面，并由控制通道管控相应的风险预警。测试结果显示：系统的通信抖动结果均在15 ms以下，能够实现风险概率的计算，获取变电站各类风险预警数量，具备良好的工作能效，能多维度实现变电站风险预警管控。
中图分类号：TP273
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.222968
中文引用格式： 庄莉，刘宝升，王秋琳，等. 基于边缘计算的变电站风险预警管控系统设计[J]. 电子技术应用，2023，49(4)：92-97.
英文引用格式： Zhuang Li，Liu Baosheng，Wang Qiulin，et al. Design of substation risk early warning and control system based on edge calculation[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(4)：92-97.
文献标志码：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.222968
中文引用格式： 庄莉，刘宝升，王秋琳，等. 基于边缘计算的变电站风险预警管控系统设计[J]. 电子技术应用，2023，49(4)：92-97.
英文引用格式： Zhuang Li，Liu Baosheng，Wang Qiulin，et al. Design of substation risk early warning and control system based on edge calculation[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(4)：92-97.
Design of substation risk early warning and control system based on edge calculation
Zhuang Li1，Liu Baosheng2，Wang Qiulin1，Lv Junyu1，Chen Guiliang1
(1.Fujian YiRong Information Technology Co.， Ltd.， Fuzhou 350001，China；2.State Grid Co.， Ltd.， Beijing 100031，China)
Abstract： In order to realize real-time and multi-dimensional control of substation risk early warning, a substation risk early warning and control system based on edge computing is designed. The sensing layer collects the operation data of substation equipment through the Internet of Things equipment, and transmits the data to the edge layer through the communication between edge equipment and external equipment. After receiving data, edge layer parses the data through the communication protocol to complete data consistency, and packages cloud services downstream data sending to the cloud computing layer. The layer uses cloud computing to compute and analyze substation equipment data and transmit it to the application layer. The application layer adopts support vector machine (SVM) algorithm to establish a risk early warning mechanism, divide the risk data attribute, and obtain warning value. Based on this, the risk situation corresponding to the early warning value is predicted by the logistic regression risk prediction model, and the probability of failure is obtained to complete the substation risk warning. Meanwhile, the early warning results are presented on the visual interface, and the corresponding risk warning is controlled and controlled by the control channel. The test results show that the communication jitter results of the system are all below 15 ms, which can realize the calculation of risk probability, obtain the number of various risk warnings of the substation, have good work energy efficiency, and realize the multi-dimensional risk warning and control of the substation.
Key words : edge calculation；substation；risk warning and control；risk warning mechanism；data analysis；the early warning value
0 引言
电力系统中用于完成电力能源接收和分配的场所称为变电站，由一类和二类设备组成其可完成电网中电压和电流的变换，按照电压的等级对其分类，可将其分为四类。由于变电站的结构较为复杂，因此电力企业在对变电站实行管理过程中，为保证变电站的运行安全，安全监控则是主要手段。并且变电站在安全管控过程中存在突发性、未知性，因此，导致对变电站风险因素的变动趋势掌控存在一定不足，其风险预警则产生一定的不确定性。边缘计算是一种能够提供最近端服务的技术，其可在边缘侧发起应用程序，实现网络服务的快速相应，满足业务的实时、智能应用以及安全保护等需求。
周敬嵩等人和杨至元等人针对变电站安全管控过程中存在的问题，分别对变电站的安全管控实行分析后，基于移动式红外测温、基于Cyber-net与学习算法分别研究变电站的安全管控方法。上述方法在管控过程中，仅在变电站设备温度预警、故障预警方面具备较好效果，但是无法完成微小风险的提前预防，实现多维度风险预警。因此，本文设计基于边缘计算的变电站风险预警管控系统，结合边缘计算和云计算的优势，实现变电站风险预警管控。
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作者信息：
庄莉1，刘宝升2，王秋琳1，吕君玉1，陈桂良1
（1.福建亿榕信息技术有限公司，福建 福州350001；2.国家电网有限公司，北京 100031）
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