一种基于5G网络通信的配电网保护及自愈系统的制作方法

一种基于5g网络通信的配电网保护及自愈系统
技术领域
1.本发明涉及配电网保护技术领域，具体为一种基于5g网络通信的配电网保护及自愈系统。


背景技术：

2.配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络，配电网一般采用闭环设计、开环运行,其结构呈辐射状，配电线的线径比输电线的小,导致配电网的较大，由于配电线路的较大使得在输电网中常用的这些算法在配电网的潮流计算中其收敛性难以保证，随着电力系统自动化的发展，随着现代电力技术的不断发展,电力网络的规模越来越大,复杂程度也越来越高,为了确保电力系统的稳定性,需要装设各种安全自动装置，备用电源自动投入装置就是其中最常见的一种,该装置动作的正确可靠与否将直接影响到火力发电厂和生产装置区变电所供电的可靠性，备用电源自动投入装置就是当线路或用电设备发生故障时，能够自动迅速、准确的把备用电源投入用电设备中或把设备切换到备用电源上，不至于让用户断电的一种装置，简称apd。
3.现有的配电网和备用电源自动投入装置与网络的连接交互程度较低，在电路断电故障时其只能提供简单的预警功能，且容易因某一供电母线故障相邻的大部分相关线路发生断电现象，另一方面现有的配电网在故障修复后无法自愈即自主的恢复电力供应，针对上述问题，需要对现有配电网进行改进。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于5g网络通信的配电网保护及自愈系统，以解决上述背景技术中提出的现有的配电网和备用电源自动投入装置与网络的连接交互程度较低，在电路断电故障时其只能提供简单的预警功能，且容易因某一供电母线故障相邻的大部分相关线路发生断电现象，另一方面现有的配电网在故障修复后无法自愈即自主的恢复电力供应的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于5g网络通信的配电网保护及自愈系统，包括：
6.第一终端，所述第一终端用于为供电端提供电力来源，且第一终端、第二终端、第三终端和第四终端的作用一致，同时第一终端接入5g通讯网络模块；
7.第一供电母线，所述第一供电母线用于连接多个供电点，且第一供电母线、第二供电母线、第三供电母线和第四供电母线分别与第一终端、第二终端、第三终端和第四终端的输出端进行光纤连接；
8.第一备自投终端，所述第一备自投终端用于系统在主供电源不论因何原因消失时由备用电源自投装置动作确保用电负荷及用户不失电，且第一备自投终端与第二备自投终端功能相同作用一致。
9.优选的，所述第一终端、第二终端、第三终端和第四终端的输入端对应连接有上传模块，且上传模块将其供电数据、故障信息、故障原因通过5g通讯网络模块远程上传至电力监控电脑。
10.优选的，所述第一供电母线、第一供电母线、第三供电母线和第四供电母线上分别连接有第一供电点、第二供电点、第三供电点和第四供电点，且第一供电母线和第二供电母线分别通过光纤与第一备自投终端和第二备自投终端互联。
11.优选的，所述第一备自投终端和第二备自投终端分别作用于第第一供电母线和第三供电母线的光纤互联线路上以及第二供电母线和第四供电母线的光纤互联线路上。
12.优选的，所述第一备自投终端和第二备自投终端工作时应保证在工作电源或设备断开后才投入备用电源或设备，且自动投入装置应保证只动作一次。
13.优选的，所述第一备自投终端和第二备自投终端均提供过光纤互联的方式与电力监控电脑连接，且电力监控电脑为工作人员对配电网上的故障发生以及第一备自投终端和第二备自投终端处供电情况的验收提供载体。
14.优选的，所述5g通讯网络模块内的分类模块对接收到的数据进行分类并在分类之后通过存储模块存储至电力监控室内的电力监控电脑内。
15.优选的，所述分类模块的分类是通过id3算法完成的，id3算法公式为：
[0016][0017]
其中，s为用来计算熵的当前数据集，x为类的集合，p(x)为类为的元素数量与集合的总数的比值，当h(s)＝0时，集合为完全可分集合，即集合s的所有元素的类相同，在id3中，计算的是每个剩余属性熵。在本次迭代中使用熵最小的属性分割集合s，熵越小，说明其可区分的可能性越高。
[0018]
优选的，所述id3算法的计算逻辑为：以信息论为基础，以信息前和信息增益度为衡量标准，从而实现对数据的归纳分类。
[0019]
一种基于5g网络通信的配电网保护及自愈系统的使用方法，包括以下步骤，
[0020]
s1：第一终端为对应的供电母线以及供电点连续提供电力，当配电网上的第一供电母线上的第一供电点或者第三供电母线上的第三供电点发生故障时，相应的第一终端和第三终端将停止供电，避免发生电力事故；
[0021]
s2：第一终端和第三终端通过一一对应相对的上传模块把断电信息通过5g通讯网络模块上传至电力监控电脑内，同时分类模块将对上传至电力监控电脑内的数据信息进行算法分类，分类之后的数据将通过存储模块进行存储；
[0022]
s3：第一备自投终端同时对第一供电母线和第三供电母线进行检查，当第一供电母线和第三供电母线上的故障排除时，第一备自投终端将自发的对第一供电母线和第三供电母线进行供电，即自主的恢复电力，同理第二备自投终端也可在第二供电母线以及第四供电母线完成故障检修后进行供电自愈；
[0023]
s4：第一备自投终端、第二备自投终端的工作情况将通过5g通讯网络模块上传至电力监控电脑内，利用电力监控电脑可对配电网上的第一备自投终端、第二备自投终端以及第n备自投终端上的供电量、供电时长以及其他情况进行查看。
[0024]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于5g网络通信的配电网保护及自愈系统，
[0025]
1.本发明通过上传模块、5g通讯网络模块、分类模块、存储模块的配合使用可有效解决现有的配电网与网络的连接交互程度较低，在电路断电故障时其只能提供简单的预警功能，且容易因某一供电母线故障相邻的大部分相关线路发生断电的问题，上传模块对应的母线之间相互独立，从而避免因某供电点故障而出现大面积断电现象，与故障点对应的上传模块将故障原因通过5g通讯网络模块上传至电力监控电脑内，电力监控电脑内的分类模块和存储模块将对其进行分类汇总然后存储，从而便于为后续配电网的维护以及升级提供数据，进而便于进一步提高配电网与网络的连接交互程度，同时便于促进配电网的优化以及完善升级。
[0026]
2.本发明通过第一备自投终端和第二备自投终端的配合使用可有效解决现有的配电网在故障修复后无法自愈即自主的恢复电力供应的问题，接入5g通讯网络模块的第一备自投终端和第二备自投终端可对电路故障进行检测，当第一备自投终端和第二备自投终端检测到排除故障时将自主的向第一供电母线和第三供电母线以及第二供电母线和第四供电母线提供电力，恢复其电力供应，从而便于提高配电网的智能化水平。
[0027]
3本发明通过5g通讯网络模块、第一备自投终端和第二备自投终端的配合使用可有效解决工作人员无法远程对第一备自投终端和第二备自投终端的工作情况进行了解的问题，第一备自投终端和第二备自投终端的工作情况在5g通讯网络模块的配合下将会同步更新至电力监控电脑内，从而便于工作人员对其进行查看，进而便于对第一备自投终端和第二备自投终端的工作情况进行管理以及记录。
附图说明
[0028]
图1为本发明系统的主体控制关系工作流程示意图；
[0029]
图2为本发明第一终端、第二终端、第三终端、第四终端、上传模块与5g通讯网络模块之间的控制关系工作流程示意图；
[0030]
图3为本发明5g通讯网络模块、分类模块、存储模块和电力监控电脑之间的控制关系工作流程示意图；
[0031]
图4为本发明第一备自投终端、第二备自投终端和电力监控电脑之间的控制关系工作流程示意图；
[0032]
图5为本发明分类模块的构成示意图。
[0033]
图中：1、第一终端；2、第二终端；3、第一供电母线；4、第二供电母线；5、第一备自投终端；6、第二备自投终端；7、第三供电母线；8、第四供电母线；9、第三终端；10、第四终端；11、第一供电点；12、第二供电点；13、第三供电点；14、第四供电点；15、上传模块；16、5g通讯网络模块；17、分类模块；18、存储模块；19、电力监控电脑。
具体实施方式
[0034]
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。
[0035]
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种基于5g网络通信的配电网保护及自愈系统包括：
[0036]
第一终端1，第一终端1用于为供电端提供电力来源，且第一终端1、第二终端2、第三终端9和第四终端10的作用一致，同时第一终端1接入5g通讯网络模块16；
[0037]
第一供电母线3，第一供电母线3用于连接多个供电点，且第一供电母线3、第二供电母线4、第三供电母线7和第四供电母线8分别与第一终端1、第二终端2、第三终端9和第四终端10的输出端进行光纤连接；
[0038]
第一备自投终端5，第一备自投终端5用于系统在主供电源不论因何原因消失时由备用电源自投装置动作确保用电负荷及用户不失电，且第一备自投终端5与第二备自投终端6功能相同作用一致。
[0039]
第一终端1、第二终端2、第三终端9和第四终端10的输入端对应连接有上传模块15，且上传模块15将其供电数据、故障信息、故障原因通过5g通讯网络模块16远程上传至电力监控电脑19。
[0040]
第一供电母线3、第一供电母线3、第三供电母线7和第四供电母线8上分别连接有第一供电点11、第二供电点12、第三供电点13和第四供电点14，且第一供电母线3和第二供电母线4分别通过光纤与第一备自投终端5和第二备自投终端6互联。
[0041]
第一备自投终端5和第二备自投终端6分别作用于第第一供电母线3和第三供电母线7的光纤互联线路上以及第二供电母线4和第四供电母线8的光纤互联线路上。
[0042]
第一备自投终端5和第二备自投终端6工作时应保证在工作电源或设备断开后才投入备用电源或设备，且自动投入装置应保证只动作一次。
[0043]
第一备自投终端5和第二备自投终端6均提供过光纤互联的方式与电力监控电脑19连接，且电力监控电脑19为工作人员对配电网上的故障发生以及第一备自投终端5和第二备自投终端6处供电情况的验收提供载体。
[0044]
5g通讯网络模块16内的分类模块17对接收到的数据进行分类并在分类之后通过存储模块18存储至电力监控室内的电力监控电脑19内。
[0045]
分类模块17的分类是通过id3算法完成的，id3算法公式为：
[0046][0047]
其中，s为用来计算熵的当前数据集，x为类的集合，p(x)为类为的元素数量与集合的总数的比值，当h(s)＝0时，集合为完全可分集合，即集合s的所有元素的类相同，在id3中，计算的是每个剩余属性熵。在本次迭代中使用熵最小的属性分割集合s，熵越小，说明其可区分的可能性越高。
[0048]
id3算法的计算逻辑为：以信息论为基础，以信息前和信息增益度为衡量标准，从而实现对数据的归纳分类。
[0049]
在实际工作过程中，第一终端1为对应的第一供电母线3以及第一供电点11连续提供电力，同理第二终端2、第三终端9和第四终端10作用一样，当配电网上的第一供电母线3上的第一供电点11或者第三供电母线7上的第三供电点13发生故障时，相应的第一终端1和
第三终端9将停止供电，避免发生电力事故，第一终端1和第三终端9通过一一对应相对的上传模块15把断电信息通过5g通讯网络模块16上传至电力监控电脑19内，同时分类模块17将对上传至电力监控电脑19内的数据信息进行分类，分类之后的数据将通过存储模块18进行存储，第一备自投终端5同时对第一供电母线3和第三供电母线7进行检查，当第一供电母线3和第三供电母线7上的故障排除时，第一备自投终端5将自发的对第一供电母线3和第三供电母线7进行供电，同理第二备自投终端6作用同上，第一备自投终端5、第二备自投终端6的工作情况将通过5g通讯网络模块16同步至电力监控电脑19内，从而便于工作人员利用电力监控电脑19可对配电网上的第一备自投终端5、第二备自投终端6或者第n备自投终端上的供电量、供电时长以及其他情况进行查看。
[0050]
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。