基于实时工况的开关柜通信控制方法及装置与流程

本技术涉及开关柜，尤其涉及一种基于实时工况的开关柜通信控制方法及装置。

背景技术：

1、开关柜作为配电网、新能源场站、工业配电系统的核心配电设备，依托内置物联网通信单元实现运行状态上传、远程分合闸控制、柜间联动信号交互，是配电自动化体系的重要基础。目前行业内开关柜通信参数均为出厂预设的固定配置，采集频次、报文传输优先级、通信链路调度、远程指令通行权限不会随开关柜自身实时运行工况动态调整，通信控制逻辑与设备运行状态完全割裂。

2、在配电网开关柜规模化接入场景中，该静态通信模式使得设备处于轻载稳态运行时持续高频上传冗余数据造成带宽与云端算力浪费，而出现过载、短路等故障工况时紧急告警报文与常规监测报文争抢信道引发传输延迟，运维检修阶段也无法从通信底层阻断危险遥控指令下发，无法同时兼顾通信资源高效利用、故障快速上报与就地作业安全防护，难以适配开关柜复杂多变的运行场景，制约了配电物联网整体运行效率与供电作业安全性。

3、因此，亟需提供一种基于实时工况的开关柜通信控制方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于实时工况的开关柜通信控制方法及装置，解决了配电网开关柜规模化接入场景中，静态通信模式难以适配开关柜复杂多变的运行场景，制约了配电物联网整体运行效率与供电作业安全性的问题。

2、在本技术的第一方面提供了一种基于实时工况的开关柜通信控制方法，其特征在于，方法包括：实时采集配电网的开关柜的实时工况数据，实时工况数据包括电气运行工况数据和设备操作工况数据；基于实时工况数据进行多维度工况判别，确定开关柜当前所处目标运行工况；预先构建不同运行工况与双向通信策略的映射关系，根据识别得到的目标运行工况，匹配对应的上行通信链路调控策略与下行通信链路调控策略；其中，上行通信链路是开关柜与配电上级管理设备之间的通信链路，下行通信链路是开关柜与其管控的下位执行设备之间的通信链路；基于匹配的上行通信链路调控策略，动态调整开关柜向上级管理设备上传工况数据和告警信息的通信传输行为；同时，基于匹配的下行通信链路调控策略，动态适配开关柜对下位执行设备的数据采集和指令交互的通信传输行为。

3、可选的，方法还包括：基于实时工况数据确定工况特征参数；当工况特征参数满足第一目标条件时，基于上行通信链路调控策略的报文优先级、多模链路启用状态对下行通信链路调控策略进行同步修正；当工况特征参数满足第二目标条件时，基于上行通信链路调控策略的检修状态上报配置对下行通信链路调控策略的指令下发权限进行闭锁修正；当工况特征参数满足第三目标条件时，以下行通信链路调控策略为基准，反向调整上行通信链路调控策略，基于下行链路的设备异常告警采集频次，提升上行链路异常报文传输优先级、缩短异常数据上传周期，并持续启用双链路冗余上传下位设备异常信息。

4、可选的，基于实时工况数据进行多维度工况判别，确定开关柜当前所处目标运行工况，包括：构建多维度工况判别模型，多维度工况判别模型内置各工况对应的电气阈值区间与操作状态判定条件；将实时工况数据输入多维度工况判别模型，分别匹配平稳运行工况、重载预警工况、短路故障工况、就地检修工况对应的判定条件；将匹配成功的工况类型标记为开关柜当前的目标运行工况。

5、可选的，上行通信链路调控策略至少包含数据上传周期、报文传输优先级、多模通信链路切换规则；基于匹配的上行通信链路调控策略，动态调整开关柜向上级管理设备上传工况数据和告警信息的通信传输行为，包括：若目标运行工况为平稳运行工况，延长常规工况数据上传周期，降低告警报文传输优先级，切换至低功耗无线通信链路；若目标运行工况为重载预警工况或短路故障工况，缩短数据上传周期，将故障、预警报文设置为最高传输优先级，并行启用有线和无线双通信链路传输告警信息。

6、可选的，下行通信链路调控策略至少包含下位设备数据轮询频率、下位设备指令下发通行权限、下位设备通信启停控制规则；基于匹配的下行通信链路调控策略，动态适配开关柜对下位执行设备的数据采集和指令交互的通信传输行为，包括：若目标运行工况为就地检修工况，切断开关柜向下位执行设备下发分合闸控制指令的通行权限，仅保留下位设备状态数据低速轮询；若目标运行工况为短路故障工况，提升下位故障传感设备轮询频率，持续向下位执行设备下发故障隔离联动指令。

7、可选的，配电网包括多个开关柜；方法还包括：响应于任一开关柜的故障信号，基于多台开关柜各自的目标运行工况，同步获取每台开关柜对应的上行通信链路调控策略、下行通信链路调控策略；基于各开关柜匹配得到的上行通信链路调控策略与下行通信链路调控策略，动态调整多个开关柜之间的协同通信频率；基于各开关柜匹配得到的上行通信链路调控策略与下行通信链路调控策略，提高第一开关柜的目标通信带宽；同时，降低第二开关柜的上下行数据传输频率；其中，第一开关柜是产生故障信号的开关柜，第二开关柜是未产生故障信号的开关柜。

8、可选的，基于各开关柜匹配得到的上行通信链路调控策略与下行通信链路调控策略，动态调整多个开关柜之间的协同通信频率，包括： 基于各开关柜上行通信链路调控策略中的报文优先级、数据上传周期参数，以及下行通信链路调控策略中的下位设备轮询频率，计算多个开关柜的协同通信基准时隙；基于协同通信基准时隙，减小第一开关柜与相邻开关柜之间的协同通信频率，提高第二开关柜之间的协同通信频率。

9、可选的，基于各开关柜匹配得到的上行通信链路调控策略与下行通信链路调控策略，提高第一开关柜的目标通信带宽；同时，降低第二开关柜的上下行数据传输频率，包括：针对第一开关柜，按照第一开关柜的上行通信链路的冗余传输配置分配通信带宽资源；针对第二开关柜，减少上行通信链路的报文传输带宽，延长上行通信链路的下位设备的数据采集周期。

10、可选的，提高第一开关柜的目标通信带宽；同时，降低第二开关柜的上下行数据传输频率，还包括：基于第一开关柜的上行通信链路调控策略，为第一开关柜分配专属高优先级报文时隙，同步提升第一开关柜下行通信链路的下位故障传感设备的轮询速率；基于第二开关柜的上行通信链路调控策略削减常规监测报文上传频次，同步下调第二开关柜下行链路对非关键下位设备的数据采集周期，仅保留基础状态定时交互。

11、本技术的第二方面提供一种基于实时工况的开关柜通信控制装置，装置包括：

12、数据获取模块，用于实时采集配电网的开关柜的实时工况数据，实时工况数据包括电气运行工况数据和设备操作工况数据；

13、工况确定模块，用于基于实时工况数据进行多维度工况判别，确定开关柜当前所处目标运行工况；

14、策略匹配模块，用于预先构建不同运行工况与双向通信策略的映射关系，根据识别得到的目标运行工况，匹配对应的上行通信链路调控策略与下行通信链路调控策略；其中，上行通信链路是开关柜与配电上级管理设备之间的通信链路，下行通信链路是开关柜与其管控的下位执行设备之间的通信链路；

15、策略应用模块，用于基于匹配的上行通信链路调控策略，动态调整开关柜向上级管理设备上传工况数据和告警信息的通信传输行为；同时，基于匹配的下行通信链路调控策略，动态适配开关柜对下位执行设备的数据采集和指令交互的通信传输行为。

16、在本技术的第三方面提供了一种电子设备，包括处理器、通信总线、用户接口、网络接口以及存储器，存储器用于存储指令，用户接口和网络接口均用于与其他设备通信，通信总线用于实现电子设备内各组件之间的连接通信，处理器用于执行存储器中存储的指令，以使电子设备执行如上述任意一项的方法。

17、在本技术的第四方面提供了一种非暂态计算机可读存储介质，非暂态计算机可读存储介质存储有指令，当指令被执行时，执行如上述任意一项的方法。

18、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

19、1. 通过实时采集配电网的开关柜的实时工况数据，实时工况数据包括电气运行工况数据和设备操作工况数据；基于实时工况数据进行多维度工况判别，确定开关柜当前所处目标运行工况；预先构建不同运行工况与双向通信策略的映射关系，根据识别得到的目标运行工况，匹配对应的上行通信链路调控策略与下行通信链路调控策略；其中，上行通信链路是开关柜与配电上级管理设备之间的通信链路，下行通信链路是开关柜与其管控的下位执行设备之间的通信链路；基于匹配的上行通信链路调控策略，动态调整开关柜向上级管理设备上传工况数据和告警信息的通信传输行为；同时，基于匹配的下行通信链路调控策略，动态适配开关柜对下位执行设备的数据采集和指令交互的通信传输行为；基于不同工况特征条件，实现上行对下行的策略同步修正、权限闭锁修正，以及下行对上行的反向优化调控，构建了上下行通信策略双向协同联动机制，弥补了传统单向调控的技术短板，提升复杂工况下通信调控的精准度、安全性与异常数据传输可靠性。

20、2. 通过基于实时工况数据确定工况特征参数；当工况特征参数满足第一目标条件时，基于上行通信链路调控策略的报文优先级、多模链路启用状态对下行通信链路调控策略进行同步修正；当工况特征参数满足第二目标条件时，基于上行通信链路调控策略的检修状态上报配置对下行通信链路调控策略的指令下发权限进行闭锁修正；当工况特征参数满足第三目标条件时，以下行通信链路调控策略为基准，反向调整上行通信链路调控策略，基于下行链路的设备异常告警采集频次，提升上行链路异常报文传输优先级、缩短异常数据上传周期，并持续启用双链路冗余上传下位设备异常信息；构建内置电气阈值与操作判定条件的多维度工况判别模型，通过数据匹配精准锁定设备目标运行工况，为后续差异化通信策略匹配、动态通信调控提供精准的工况数据支撑，解决了传统工况判定模糊、通信调控盲目化的问题，保障通信自适应调控的准确性。

21、3. 若目标运行工况为平稳运行工况，延长常规工况数据上传周期，降低告警报文传输优先级，切换至低功耗无线通信链路；若目标运行工况为重载预警工况或短路故障工况，缩短数据上传周期，将故障、预警报文设置为最高传输优先级，并行启用有线和无线双通信链路传输告警信息；针对现有技术通信链路、上传周期、报文优先级固定，稳态高频上传冗余数据造成带宽算力浪费的问题，对平稳、重载、故障的不同工况设置差异化上行通信调控逻辑，稳态降频减负、低功耗运行，异常及故障工况提速提级、双链路冗余传输，有效平衡了常态通信资源利用率和故障告警传输时效性。