一种主站-测试仪-配电终端三级协同的配电自动化联调方法及系统与流程

本发明涉及配电自动化调试，尤其涉及一种主站-测试仪-配电终端三级协同的配电自动化联调方法及系统。

背景技术：

1、配电自动化系统是保障配电网安全稳定运行、实现配电智能化管控的核心载体，配电终端作为系统底层核心设备，其运行性能、信号响应精度及业务适配性直接决定配电网调度、监测、控制业务的可靠性。配电终端投产前及运维过程中的联调测试，是排查设备故障、保障三遥（遥信、遥测、遥控）业务正常运行的关键环节。

2、当前传统配电自动化联调模式多采用主站与终端点对点调试模式，存在诸多技术缺陷：其一，调试过程缺乏设备双向身份校验机制，请求报文多为明文传输，易出现非法设备接入、数据篡改、信息泄露等安全风险，联调准入安全性无法保障；其二，无数字化仿真校验手段，依赖人工比对实测数据，调试误差大、效率低，无法实现数据全流程溯源；其三，单任务调试模式为主，无法支持多终端并行联调，多设备调试时易出现资源抢占、任务串扰问题，系统资源利用率低；其四，联调参数多为固定阈值，无法根据设备状态、调试场景自适应优化，异常调试场景无法快速适配，且无全生命周期数据归档与迭代机制，调试质量难以持续提升。现有技术中，部分方案尝试引入辅助调试设备优化联调流程，但仍未形成主站、测试仪、配电终端三级协同的闭环调试体系，缺乏加密通信、身份双向校核、数字孪生仿真校验、多任务并发调度及智能参数迭代的一体化解决方案，无法满足现阶段配电网规模化、智能化、安全化的联调需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种主站-测试仪-配电终端三级协同的配电自动化联调方法及系统，解决传统联调模式安全性差、调试精度低、无法多任务并行、参数固化无迭代、数据无法全生命周期溯源的问题，实现配电自动化联调的安全化、数字化、并行化、智能化闭环管控。具体技术方案如下：

2、一种主站-测试仪-配电终端三级协同的配电自动化联调方法，包括：

3、联调前置建模与加密请求发起：搭建待测配电终端的数字孪生体，基于所述数字孪生体完成联调前置建模；同时，由现场测试仪向配电主站发起加密的联调请求报文；

4、双向身份校核与指标预处理：配电主站解密加密联调请求报文，并行完成待测配电终端与测试仪的双向身份合法性校核，提取联调准入核心指标并进行归一化处理；

5、准入置信度判定与加密链路搭建：配电主站基于的归一化核心指标计算联调准入综合置信度，根据预设阈值判定准入结果，准入合格则搭建主站、测试仪、配电终端的三级加密通信链路；

6、信号收发预处理与数据同步：测试仪经由三级加密通信链路发送标准化测试信号并构建基准数据序列，待测配电终端采集测试信号并完成降噪预处理后上传至配电主站，配电主站将实测数据转发至测试仪并同步至数字孪生体；

7、多业务核对与数据归档：依托基准数据序列与终端实测数据，依次完成遥信、遥测业务双重核对，核对合格后由配电主站下发标准化遥控命令并完成遥控业务闭环核验，所有比对结果与遥控核验结果同步至数字孪生体并完成存档。

8、优选的，还包括：

9、动态线程池构建与多任务并发调度：实时预判配电主站运行综合负载，基于负载状态实现线程池自适应伸缩调控，为多路联调任务分配独立线程与隔离通道，完成多终端并行联调并发调度并迭代优化负载预判模型；

10、数据归档与参数闭环进化优化：自动生成结构化联调测试报告并完成数据完整性校验，归档全量联调数据构建终端全生命周期孪生档案，基于xgboost算法训练参数进化模型，自适应优化联调核心参数，实现联调流程闭环迭代升级。

11、优选的，所述动态线程池构建与多任务并发调度，包括以下子步骤：

12、步骤一：以 100ms 为采集周期，实时采集配电主站 cpu、内存、网络带宽三类核心运行参数，通过多参数加权融合计算主站实时负载值，以此判定主站当前资源占用状态；

13、步骤二：预设线程池常驻、最大数量及高低负载临界阈值，根据主站实时负载动态调整线程池规模，高负载扩容、低负载缩容、中等负载维持稳态运行，保障资源合理利用；

14、步骤三：为各接入测试仪分配独立运行线程与专属加密会话通道，采用内存、任务、通信三重隔离机制，杜绝多任务串扰与资源抢占以实现多终端并行联调；每 500ms 向数字孪生体同步线程运行与系统负载数据，并通过梯度下降算法迭代优化负载预判模型，缩小预判偏差，提升线程调度精准度与适配性。

15、优选的，所述数据归档与参数闭环进化优化，包括以下子步骤：

16、步骤一：自动汇总本次联调遥信、遥测、遥控调试数据及异常记录，统计各项调试合格率指标，生成aes-128加密测试报告；通过crc-32校验报告完整性，异常时自动重传，保障数据可靠；

17、步骤二：主站将测试报告、准入评估数据、基准数据及核验结果绑定设备信息，加密归档存储，同步至数字孪生体，构建终端全生命周期联调电子档案；

18、步骤三：从孪生档案提取终端型号、调试异常、配置参数等关联特征，通过xgboost算法训练参数优化模型，以提升联调质量、缩短耗时、降低负载为目标，自适应修正各类联调阈值参数；

19、步骤四：双重校验模型修正参数的合规性与场景适配性，通过后全域热更新参数；采用月度常规迭代，联调合格率低于85%时触发周度紧急迭代，形成参数闭环优化机制。

20、优选的，所述联调前置建模与加密请求发起，包括以下子步骤：

21、步骤一：录入待测配电终端全量静态参数，建立物理终端与数字孪生镜像的唯一映射关系，生成专属孪生标识，保障全流程数据精准对应设备；

22、步骤二：通过标准化api接入终端全生命周期数据，包含核心硬件故障数据、历史联调记录、异常处置方案及设备信誉档案数据，完善孪生体数据维度；

23、步骤三：向数字孪生体内置信号预处理算法与业务判定规则，预置遥信、遥测、遥控各类调试阈值与标准参数，为仿真推演与合规判定提供依据；

24、步骤四：设置100ms数据刷新周期，搭建终端与孪生体实时同步通道，同步设备运行状态；完成静态、动态数据及授权有效性校验后，启用孪生体开展联调；

25、步骤五：测试仪生成搭载设备身份凭证的联调请求报文，经aes-128加密封装后，通过电力通信网络向配电主站发起合规接入请求。

26、优选的，所述双向身份校核与指标预处理，包括以下子步骤：

27、步骤一：主站解密测试仪加密请求报文，提取设备身份与资质信息，启动终端与测试仪双向并行校核，校核耗时控制在100ms以内；

28、步骤二：校验终端预授权有效性，剔除授权失效设备，调取终端历史联调数据与硬件运行故障率，作为准入评估依据；

29、步骤三：比对测试仪备案序列号、资质有效期及调试记录，存在未备案、资质过期、违规记录等异常时，终止联调并留存日志；

30、步骤四：整合孪生档案与白名单数据，提取终端异常率、联调时效性、设备健康度、测试仪信誉度四类核心准入指标；

31、步骤五：采用差异化归一化算法，将四类不同量纲的核心指标统一映射至0-1标准区间，完成指标标准化，支撑后续准入评估计算。

32、优选的，所述准入置信度判定与加密链路搭建，包括以下子步骤：

33、步骤一：构建多因子加权融合评估模型，侧重终端运行健康度与历史联调质量，基于归一化核心指标加权计算设备联调准入综合置信度；

34、步骤二：设置可自适应调节的准入置信度阈值，依据置信度数值判定设备准入资格，不合格设备拒绝接入并更新信誉档案，留存调试异常日志；

35、步骤三：为准入合格设备搭建主站、测试仪、终端三级aes-128加密通信链路，配置1秒心跳检测机制，保障链路稳定、数据安全传输。

36、优选的，所述信号收发预处理与数据同步，包括以下子步骤：

37、步骤一：测试仪按调试工单输出标准化遥信、遥测测试信号，回采并剔除异常采样点，整合数据构建标准化基准数据序列；

38、步骤二：配电终端采集测试信号，通过降噪算法滤除现场电磁与环境干扰，完成信号净化预处理；

39、步骤三：终端将模拟信号转换为数字信号，遵循iec60870-5-104规约编码校验，每100ms向主站上传标准化实测数据；

40、步骤四：主站同步实测数据至数字孪生体，孪生体基于预置参数仿真推演，生成各类调试数据的合法误差区间，作为合规判定依据。

41、优选的，所述多业务核对与数据归档，包括以下子步骤：

42、步骤一：测试仪比对终端实测数据与基准、仿真数据，校验遥信状态一致性与响应延时、遥测数据误差与速率偏差，全部指标达标则判定测试合格；

43、步骤二：遥信、遥测调试合格后，主站下发分闸、合闸、复归标准化遥控指令，终端完成报文校验与权限核验后执行对应开关操作；

44、步骤三：终端反馈开关状态，测试仪核验遥控执行一致性，设置1000ms响应超时阈值，超时或状态异常则判定不合格，所有调试数据同步孪生体永久存档。

45、一种主站-测试仪-配电终端三级协同的配电自动化联调系统，包括：

46、数字孪生建模加密请求模块：用于构建配电终端数字孪生镜像，同步设备全量数据与运行状态，搭建实时同步通道，并驱动测试仪生成加密联调请求报文上传至配电主站；

47、双向身份校核指标预处理模块：用于主站解密报文后，并行校核测试仪与配电终端的身份资质合法性，提取核心准入指标并完成归一化标准化处理；

48、准入置信度判定加密链路模块：用于通过多因子加权模型计算准入置信度，完成设备准入判定，为合规设备搭建三级加密通信链路，并配置心跳检测机制保障通信稳定；

49、信号预处理数据同步模块：用于测试仪生成标准化测试基准数据，配电终端完成测试信号降噪预处理后按标准规约上传实测数据，主站同步数据至数字孪生体并生成合规误差判定区间；

50、三遥业务核对归档模块：用于完成遥信、遥测数据合规性比对校验，通过后主站下发遥控指令完成闭环核验，将全部调试数据同步至孪生体归档存储；

51、动态线程池并发调度模块：用于实时采集主站运行负载，实现线程池自适应伸缩调控，通过多维度隔离机制实现多终端并行联调，并迭代优化负载预判模型；

52、参数闭环进化优化模块：用于校验归档联调全量数据并构建设备全生命周期孪生档案，基于xgboost算法自适应优化联调参数，通过分级迭代机制实现联调流程闭环升级。

53、本发明有益效果在于：

54、1、本发明构建主站-测试仪-配电终端三级协同联调体系，结合数字孪生技术实现终端虚实映射仿真校验，替代传统人工比对模式，大幅提升三遥业务调试的精准度，实现调试数据全流程可视化、可溯源。

55、2、本发明设置设备双向身份校核、报文aes-128加密传输、准入置信度判定机制，从设备准入、数据传输、链路通信多维度构建安全防护体系，彻底杜绝非法接入、数据篡改、信息泄露风险，提升联调安全性。

56、3、本发明设计自适应动态线程池与三重任务隔离机制，可根据主站负载自动伸缩资源，支持多终端并行联调，杜绝多任务串扰与资源抢占，大幅提升联调效率，提升系统资源利用率。

57、4、本发明引入xgboost算法构建参数进化模型，结合分级迭代机制实现联调参数自适应优化，搭配全生命周期孪生档案归档，实现联调流程闭环迭代升级，持续适配不同设备、不同场景的调试需求，保障调试质量稳步提升。

58、5、本发明全程实现数据标准化预处理、完整性校验、自动归档，调试流程标准化、自动化程度高，大幅降低人工干预成本，适配规模化配电终端批量联调作业场景。