基于物联网的气象站智能电源远程控制系统的制作方法

本发明属于气象站电源管理，具体是基于物联网的气象站智能电源远程控制系统。

背景技术：

1、在野外无市电接入的物联网气象站长期运行场景中，电源管理系统的可靠性直接决定了气象监测数据的连续性与设备的整体使用寿命，是保障各类环境参数采集、无线传输与远程管控功能稳定落地的核心基础支撑。当前传统气象站多采用太阳能搭配蓄电池的基础供电架构，在实际应用中普遍存在能效管控粗放的问题，晴天光照充足时太阳能板产生的电能无法充分应用，阴雨天或秋冬低温弱光环境下又极易出现蓄电池亏电，直接导致监测设备停运、关键气象数据缺失，在高海拔、偏远山区等复杂场景中，这类供电不稳定问题每年造成的气象数据缺失率长期居高不下，严重影响气象预报的准确性与灾害预警的响应及时性。现有常规电源控制方案大多仅支持本地简单通断管控，不具备云端远程调控能力，运维人员无法在后台实时掌握野外站点的电源运行状态，遇到设备死机、支路故障等问题时必须驱车赶赴现场进行人工重启，不仅大幅提升了偏远区域的运维成本，也难以在汛期、极端灾害天气等关键时段快速恢复监测设备运行。

2、基于此，为了解决上述问题，本发明提供了基于物联网的气象站智能电源远程控制系统。

技术实现思路

1、为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了基于物联网的气象站智能电源远程控制系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、基于物联网的气象站智能电源远程控制系统，包括云端平台和设备端；

4、进一步地，所述云端平台与各个设备端之间通信连接。

5、所述云端平台包括气象站信息模块、气象预测模块、用电分析模块和电源管理模块；

6、所述气象站信息模块用于获取各个设备端对应的气象站信息，基于气象站信息设置数字孪生模型。

7、进一步地，根据气象站信息对数字孪生模型进行更新。

8、所述气象预测模块用于根据气象站传输的气象监测数据进行气象预测，获得相应预测时间的气象预测数据以及置信度；并根据置信度确定有效预测时段。

9、进一步地，根据置信度确定有效预测时段，包括：

10、识别置信度大于阈值x1的气象预测数据，根据所述气象预测数据对应的预测时间形成有效预测时段。

11、进一步地，根据置信度确定有效预测时段，包括：

12、识别对气象监测数据具有应用需求的各个需求方，实时获取各个需求方相应预测时间对气象监测数据的应用需求；

13、分析满足各个应用需求所需的最小置信度，标记为所述需求方的潜在置信度；

14、从各个潜在置信度中选择最大的置信度作为相应预测时间的标准置信度，标记为τt，t为时间；

15、将气象预测数据的置信度标记为τ´t；

16、识别τ´t≥τt的气象预测数据，根据所述气象预测数据对应的预测时间形成有效预测时段。

17、进一步地，分析满足各个应用需求所需的潜在置信度，包括：

18、根据应用需求的历史数据确定满足所述应用需求的最低置信度，将所述最低置信度标记为潜在置信度。

19、进一步地，分析满足各个应用需求所需的潜在置信度，包括：

20、步骤sa1：根据应用需求的历史数据确定满足所述应用需求的最低置信度，将所述最低置信度标记为待选置信度；

21、步骤sa2：降低所述待选置信度，获得新的待选置信度；

22、步骤sa3：根据历史数据识别是否具有所述待选置信度的气象预测数据不满足所述应用需求的历史记录；

23、当具有所述待选置信度的气象预测数据不满足所述应用需求的历史记录时，评估所述待选置信度不满足所述应用需求，取消待选置信度的降低，将取消降低后的待选置信度标记为潜在置信度；

24、当没有所述待选置信度的气象预测数据不满足所述应用需求的历史记录时，预估所述待选置信度的气象预测数据的最大气象数据偏差，根据最大气象数据偏差和所述气象预测数据预估仿真气象监测数据，根据仿真气象监测数据和气象预测数据确定是否满足应用需求；当满足应用需求时，返回步骤sa2；当不满足应用需求时，取消待选置信度的降低，将取消降低后的待选置信度标记为潜在置信度。

25、所述用电分析模块用于对气象站进行用电分析，对气象站进行发电预测，获得发电预测数据；由数字孪生模型根据有效预测时段、发电预测数据和气象预测数据进行仿真分析，获得气象站的电源控制方式。

26、进一步地，由数字孪生模型根据有效预测时段、发电预测数据和气象预测数据进行仿真分析，包括：

27、设置仿真限制条件，所述仿真限制条件为气象监测数据或气象预测数据满足应用需求；

28、由数字孪生模型在满足仿真限制条件的基础上根据有效预测时段、发电预测数据和气象预测数据进行仿真分析，获得各种潜在电源控制方式；

29、统计潜在电源控制方式对应的发电利用率，获取潜在电量管理方式在相应时间的置信度τ´t和标准置信度τt；

30、计算潜在电源控制方式的气象满足率；

31、

32、

33、式中：wl为气象满足率，i表示相应需求方，i=1、2、……、n，n为需求方的数量；表示相应需求方的权重系数；为单项需求函数，t1和t2分别为潜在电源控制方式对应的时间起点和终点；clip[]截断函数，表示计算值限制在[0，1]；为置信度限值；

34、根据气象满足率和发电利用率计算潜在电源控制方式的优先值；

35、优先值计算公式为：

36、优先值=气象权重系数×气象满足率+发电权重系数×发电利用率；

37、选择优先值最高的潜在电源控制方式为电源控制方式进行输出。

38、进一步地，。

39、所述电源管理模块用于对气象站进行电源远程管理，获取气象站的电源控制方式，根据电源控制方式生成相应的远程电源控制指令，将远程电源控制指令发送给相应气象站的设备端。

40、进一步地，电源管控模块具有手动控制单元，所述手动控制单元用于工作人员手动对气象站进行远程电源控制。

41、所述设备端包括气象监测模块和电源控制模块；

42、所述气象监测模块用于进行气象监测，获得气象监测数据，将气象监测数据发送给云端平台；

43、所述电源控制模块用于根据接收到的远程电源控制指令进行电源控制。

44、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

45、本发明有效解决了现有野外物联网气象站电源管控粗放、供电稳定性差及运维效率低下的行业痛点，依托物联网远程管控与智能化电源调控，大幅优化了气象站野外供电运行模式；本发明摒弃了传统固定、单一的本地通断供电管控方式，可实现对气象站电源系统的远程监测与灵活调控，运维人员无需赶赴野外站点即可掌握电源运行状态和电源的智能化管理，实现对电能的合理规划，保障气象站的作用稳定性。

1.基于物联网的气象站智能电源远程控制系统，其特征在于，包括云端平台和设备端；

2.根据权利要求1所述的基于物联网的气象站智能电源远程控制系统，其特征在于，根据气象站信息对数字孪生模型进行更新。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的气象站智能电源远程控制系统，其特征在于，根据置信度确定有效预测时段，包括：

4.根据权利要求1所述的基于物联网的气象站智能电源远程控制系统，其特征在于，根据置信度确定有效预测时段，包括：

5.根据权利要求4所述的基于物联网的气象站智能电源远程控制系统，其特征在于，分析满足各个应用需求所需的潜在置信度，包括：

6.根据权利要求4所述的基于物联网的气象站智能电源远程控制系统，其特征在于，分析满足各个应用需求所需的潜在置信度，包括：

7.根据权利要求4所述的基于物联网的气象站智能电源远程控制系统，其特征在于，由数字孪生模型根据有效预测时段、发电预测数据和气象预测数据进行仿真分析，包括：

8.根据权利要求7所述的基于物联网的气象站智能电源远程控制系统，其特征在于，。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的气象站智能电源远程控制系统，其特征在于，电源管控模块具有手动控制单元，所述手动控制单元用于工作人员手动对气象站进行远程电源控制。

10.根据权利要求1所述的基于物联网的气象站智能电源远程控制系统，其特征在于，所述云端平台与各个设备端之间通信连接。