基于边缘计算技术的智慧配电系统的制作方法

1.本发明涉及配电系统技术领域，具体为基于边缘计算技术的智慧配电系统。


背景技术：

2.末端微型断路器广泛应用于各种建筑，长期以来都是通过手工进行分合闸，且不能进行电压保护，不能反馈通断状态和电气线路故障，没有电气地址不能执行上位机发来的命令，传统的末端配电已经完全不能适应当今智慧城市、万物互联的发展需求。会展中心配电系统经常出现如下问题：展会展厅线损：参展商和移动展位箱匹配位置不确定、电能表时钟不同步、三相不平衡导致展厅线损计算不准确；展厅三相不平衡：增加线路的电能损耗，影响用电设备的安全运行；各级停电故障无法快速上报、定位，只能靠参展商用户申报抢修；采集成功率不高：技术方面目前用rs485通讯，布线非常不方便，因此，有必要进行改进。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供基于边缘计算技术的智慧配电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于边缘计算技术的智慧配电系统，包括箱体和箱门，所述箱门铰接于箱体一侧，所述箱门上安装门锁，所述箱体上端安装进线端，所述箱体下端安装出线端，所述箱体内腔安装显示屏、控制开关组和控制模块，所述显示屏、控制开关组分别与控制模块电性连接，所述箱体后侧面安装散热仓，所述散热仓内安装散热组件。
5.优选的，本技术提供的基于边缘计算技术的智慧配电系统，其中，所述控制模块内安装主控单元、告警单元和保护单元，所述告警单元、保护单元分别连接主控单元，所述主控单元还通过通讯单元连接后台监控中心，所述后台监控中心内设置角色分配单元、展会管理单元、展箱入库单元、网关档案管理单元、展箱控制单元、任务管理单元、日常数据查看单元；其中，角色分配单元用于分配展厅权限；展会管理单元用于创建和管理展厅、展会；展箱入库单元用于扫描录入展箱；网关档案管理单元对网关信息进行查询和修改；展箱控制单元能进行设置阈值和拉合闸的操作，查看展箱的运行数据和最新的告警事件，在展箱列表那选择设备，进行批量读取阈值的操作；任务管理单元用于新增并且修改自动任务；日常数据查看单元用于查看展厅、展会和告警信息。
6.优选的，本技术提供的基于边缘计算技术的智慧配电系统，其中，还包括电能计量单元、测量及监测单元和远程控制单元，所述电能计量单元、测量及监测单元、远程控制单元分别连接主控单元，所述电能计量单元用于正向、反向有功电能量计量；所述测量及监测单元能测量、记录、显示当前电能表的电压、电流、功率、功率因数、温度、剩余电流运行参数；所述远程控制单元利用hplc载波通信、下发的拉闸、合闸控制管理；所述主控单元利用人工神经网络算法实现短路、漏电、超温故障的本地预诊和报警。
7.优选的，本技术提供的基于边缘计算技术的智慧配电系统，其中，所述通讯单元采用扩频通讯技术或ofdm技术。。
8.优选的，本技术提供的基于边缘计算技术的智慧配电系统，其中，所述保护单元包括光耦、第二场效应晶体管和单向可控硅管，所述光耦一输入端接电信号采集端，另一输入端通过电阻f接地，所述光耦一输出端连接电阻g一端，另一输出端分别连接二极管f负极和可变电阻一端，所述电阻g另一端连接电阻h一端，电阻h另一端分别连接二极管d正极和二极管e正极，所述二极管d负极连接电容一端、电阻i一端和单向可控硅管控制端，所述单向可控硅管正极连接第二场效应晶体管栅极，所述单向可控硅管负极连接电阻i另一端和电容另一端，所述第二场效应晶体管漏极连接电阻j一端，电阻j另一端分别连接二极管f正极和可变电阻另一端、二极管e负极。
9.优选的，本技术提供的基于边缘计算技术的智慧配电系统，其中，所述散热组件采用多片散热翅片。
10.优选的，本技术提供的基于边缘计算技术的智慧配电系统，其中，其使用方法包括以下步骤：a、将配电箱接入展厅、展会，首先操作员通过账号、密码登陆系统，通过角色分配单元对展厅、展会进行权限分配；b、之后操作员创建展厅和展会，通过展箱控制单元对任意展箱进行监控；c、操作人员通过测量及监测单元可在线获得各展位电箱的用电量、漏电流、温度、电压、电流、功率、功率因素等电气参数；d、一旦监测到异常信号，能对各展位超载、漏电等电气隐患提前进行预警，及时通知参展商和运维人员调整使用负荷，并且可远程控制、定时分合闸，提升用电安全。
11.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明工作原理清晰，能够远程高效率管理与控制各展位电箱使用情况。同时有利于规范各展位的用电行为；通过用电安全和能耗管理系统可在线获得各展位电箱的用电量、漏电流、温度、电压、电流、功率、功率因素等电气参数，并支持自行设定以上参数的告警或断路器跳闸阀值；能对各展位超载、漏电等电气隐患提前进行预警，及时通知参展商和运维人员调整使用负荷，避免开展期间出现频繁过载跳闸事件；运营公司管理员及时查收报警信息，并且可远程控制、定时分合闸，提升用电安全。解决了参展商违规使用、偷逃电费的问题。通过大数据智能分析预警功能，提前告知运营方，实现按时收费的问题。提升展馆信息化能耗处理水平，使得展馆逐渐朝着智慧化方向发展。
附图说明
12.图1为本发明结构示意图；图2为本发明控制原理框图；图3为本发明保护单元电路图；图中：箱体1、箱门2、门锁3、进线端4、出线端5、显示屏6、控制开关组7、控制模块8、主控单元9、角色分配单元10、展会管理单元11、展箱入库单元12、网关档案管理单元13、展箱控制单元14、任务管理单元15、日常数据查看单元16、光耦17、第二场效应晶体管18、单向可控硅管19、可变电阻20、电容21、告警单元22、保护单元23、通讯单元24、后台监控中心25、
电能计量单元26、测量及监测单元27和远程控制单元28。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、
ꢀ“
下”、
ꢀ“
内”、
ꢀ“
外”“前端”、
ꢀ“
后端”、
ꢀ“
两端”、
ꢀ“
一端”、
ꢀ“
另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、
ꢀ“
第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
15.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、
ꢀ“
设置有”、
ꢀ“
连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
16.请参阅图1
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3，本发明提供一种技术方案：基于边缘计算技术的智慧配电系统，包括箱体1和箱门2，所述箱门2铰接于箱体1一侧，所述箱门2上安装门锁3，所述箱体1上端安装进线端4，所述箱体1下端安装出线端5，所述箱体1内腔安装显示屏6、控制开关组7和控制模块8，所述显示屏6、控制开关组7分别与控制模块8电性连接，所述箱体1后侧面安装散热仓，所述散热仓内安装散热组件，散热组件采用多片散热翅片。控制模块具有正向、反向有功电能计量功能（实时电能、复费率电能、历史电能）；可精准测量、记录、显示当前电能表的电压、电流、功率、功率因数、温度、剩余电流等运行参数；支持自行设置超负荷、过压、欠压、过流、超温、剩余电流的限值；自动检测到满足限值条件时自动控制内部自保持开关断电，并发出声光告警；通信功能：上行采用电力线组网下行采用rs485通讯。
17.本发明中，所述控制模块8内安装主控单元9、告警单元22和保护单元23，所述告警单元22、保护单元23分别连接主控单元9，所述主控单元9还通过通讯单元24连接后台监控中心25，所述后台监控中心25内设置角色分配单元10、展会管理单元11、展箱入库单元12、网关档案管理单元13、展箱控制单元14、任务管理单元15、日常数据查看单元16；通讯单元24采用扩频通讯技术或ofdm技术，该通讯单元具有抗干扰能力强、通讯速率高的优点，能够在无线环境下实现高速传输；其中，角色分配单元用于分配展厅权限；展会管理单元用于创建和管理展厅、展会；展箱入库单元用于扫描录入展箱；网关档案管理单元对网关信息进行查询和修改；展箱控制单元能进行设置阈值和拉合闸的操作，查看展箱的运行数据和最新的告警事件，在展箱列表那选择设备，进行批量读取阈值的操作；任务管理单元用于新增并且修改自动任务；日常数据查看单元用于查看展厅、展会和告警信息。
18.此外，本发明还包括电能计量单元26、测量及监测单元27和远程控制单元28，所述电能计量单元26、测量及监测单元27、远程控制单元28分别连接主控单元9，所述电能计量单元用于正向、反向有功电能量计量；所述测量及监测单元能测量、记录、显示当前电能表
的电压、电流、功率、功率因数、温度、剩余电流运行参数；所述远程控制单元利用hplc载波通信、下发的拉闸、合闸控制管理；所述主控单元利用人工神经网络算法实现短路、漏电、超温等故障的本地预诊和报警。该配电系统具有a、b、c各元件的正向有功能、反向有功和合元的正向有功能、反向有功、四个象限无功这六类基本电能的计量功能，以及组合有功、组合无功1、组合无功2这三类组合电能的计算功能。
19.组合有功电能可由正反向有功电能进行选择性加减组合，通过修改有功组合方式特征字进行设置。
20.两种组合的无功电能可由四个象限的无功电能进行选择性加减组合，通过修改无功组合方式1、2特征字进行设置。
21.三类组合电能在通信和显示时，根据相关特征字，由基本电能计算得出。改变模式字时不需要对电表进行清零操作，而且历史电能也能够正确追溯。此电能计算和保存方法适应于总及分时电能、合元及各分元电能等。
22.测量及监测单元能测量、记录、显示当前电能表的总及各分相电压、电流、功率、功率因数、漏电流和线路温度等运行参数。
23.控制模块能测量合元及a、b、c各分元件的视在功率、有功功率、无功功率、功率因数，能测量a、b、c各分元件的电压、电流，并且能显示电流、功率和功率因数的方向。
24.此外，本发明可通过电力线p 通讯进行远程控制通断电功能，后台系统通过电力线p 通讯给通讯测控器下发通断电命令，通讯测控器通过485接口控制外部智慧断路器（或智慧电操 经典断路器）执行通断电功能。
25.另外，本发明中，保护单元包括光耦17、第二场效应晶体管18和单向可控硅管19，所述光耦17一输入端接电信号采集端，另一输入端通过电阻f6a接地，所述光耦17一输出端连接电阻g7a一端，另一输出端分别连接二极管f6b负极和可变电阻20一端，所述电阻g7a另一端连接电阻h8a一端，电阻h8a另一端分别连接二极管d4b正极和二极管e5b正极，所述二极管d4b负极连接电容21一端、电阻i9a一端和单向可控硅管19控制端，所述单向可控硅管19正极连接第二场效应晶体管18栅极，所述单向可控硅管19负极连接电阻i9a另一端和电容21另一端，所述第二场效应晶体管18漏极连接电阻j10a一端，电阻j10a另一端分别连接二极管f6b正极和可变电阻20另一端、二极管e5b负极。其中，光耦一端输入信号,输入的信号进行单向传输后进行电气隔离输出电流信号，一旦出现短路，单向可控硅管截止，二极管d4b和二极管e5b导通，二极管f6b截止，输出端无电信号输出，对过载起到保护作用。本发明采用的过载保护单元短路保护和过载保护功能，减小不必要的麻烦和损失，一旦出现异常过载，能够立即切断电源，减少了后期维护的成本。
26.工作原理：本发明的使用方法包括以下步骤：a、将配电箱接入展厅、展会，首先操作员通过账号、密码登陆系统，通过角色分配单元对展厅、展会进行权限分配；b、之后操作员创建展厅和展会，通过展箱控制单元对任意展箱进行监控；c、操作人员通过测量及监测单元可在线获得各展位电箱的用电量、漏电流、温度、电压、电流、功率、功率因素等电气参数；d、一旦监测到异常信号，能对各展位超载、漏电等电气隐患提前进行预警，及时通知参展商和运维人员调整使用负荷，并且可远程控制、定时分合闸，提升用电安全。
27.综上所述，本发明工作原理清晰，能够远程高效率管理与控制各展位电箱使用情况。同时有利于规范各展位的用电行为；通过用电安全和能耗管理系统可在线获得各展位电箱的用电量、漏电流、温度、电压、电流、功率、功率因素等电气参数，并支持自行设定以上参数的告警或断路器跳闸阀值；能对各展位超载、漏电等电气隐患提前进行预警，及时通知参展商和运维人员调整使用负荷，避免开展期间出现频繁过载跳闸事件；运营公司管理员及时查收报警信息，并且可远程控制、定时分合闸，提升用电安全。解决了参展商违规使用、偷逃电费的问题。通过大数据智能分析预警功能，提前告知运营方，实现按时收费的问题。提升展馆信息化能耗处理水平，使得展馆逐渐朝着智慧化方向发展。
28.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囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。