[发明专利]一种基于物联网的智慧电网用电安全监管方法及系统

权利要求书

1.一种基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，包括云服务框架、边缘云服务节点以及智能电表，智能电表用以将电路状态信息通过边缘云服务节点反馈至云服务框架；

所述智能电表包括电流监测模块、电压监测模块、数据处理模块；

所述电流监测模块、电压监测模块分别用以对电路中的电流、电压进行实时监控，并将得到的电流数据、电压数据传输至数据处理模块；

所述数据处理模块根据电流数据、电压数据计算出负载功率；

当总电路负载功率大于总电路额定功率，即时，所述数据处理模块发出指令将总电路切断并发出断电报警信息，通过边缘云服务节点将该断电报警信息发送至云服务框架；

当存在支电路负载功率大于支电路额定功率，即时，则确定支电路为异常支电路，进行该异常支电路上的电器的用电优化，所述用电优化包括：

判断是否存在满足该电器切入的待切换支电路；

若存在，则所述数据处理模块发出指令切断该异常支电路并选择满足该电器切入的代价最小的支电路作为该电器的切入对象，且数据处理模块发出异常报警信息；

若不存在，则所述数据处理模块发出指令切断该异常支电路，且数据处理模块发出紧急报警信息。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，判断是否存在满足该电器切入的待切换支电路的方法具体包括以下步骤：

S11、基于各支路节点建立路径图，遍历所有支电路，一条支电路表示一个支路节点，相邻两个支路节点之间的路径距离为代价；

S12、以该异常支电路对应的支路节点为顶点，建立数组S和数组U；数组S表示的是记录已求出最短路径的支路节点，而数组U则是记录尚未求出最短路径的支路节点；最短路径定义为从顶点出发到目标支路节点的最小代价；目标支路节点包括除顶点以外的其他支路节点；

S13、重复S12步骤直到遍历完所有目标支路节点；

S14、判断是否存在至少一条所述目标支路节点满足该电器的切入。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，所述数据处理模块通过以下算法进行负载功率计算：

式中：表示负载功率，表示支电路的电流，表示电路的电压。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，所述边缘云服务节点包括信息处理模块、数据传输模块；

所述信息处理模块用以区别智能电表传输的电路状态信息，并根据电路状态信息等级进行先后处理；其中，各类报警信息等级高于其他信息的等级；

所述数据传输模块用以将信息处理模块处理后的电路状态信息上传至云服务框架。

5.根据权利要求4所述的基于物联网的智慧电网用电安全监管系统，其特征在于，所述数据传输模块的TCP/IP协议用于Internet的通信协议，通过先在有传输要求的边缘云服务节点和云服务框架间建立连接通道；

建立连接通道具体步骤如下：

设定，初始时刻边缘云服务节点和云服务框架都是处于CLOSED状态；主动打开连接的为云服务节点，被动打开连接的是云服务框架；

云服务框架先创建传输控制块TCB，时刻准备接受客户进程的连接请求，此时云服务框架进入LISTEN状态；

S21、边缘云服务节点向云服务框架发送一个SYN报文，并指明边缘云服务节点的初始序列号seq，此时边缘云服务节点处于 SYN_SENT 状态，首部的同步位SYN=1，初始序号seq=x；

S22、云服务框架收到边缘云服务节点的SYN报文之后，会以自己的SYN报文作为应答，指定自己的初始化序列号seq=y；同时会把边缘云服务节点的seq+1作为ack的值，表示自己已经收到了边缘云服务节点的SYN，此时云服务框架处于SYN_RCVD的状态；

S23、边缘云服务节点收到SYN报文之后，会发送一个ACK报文，把云服务框架的seq+1作为ack的值，表示已经收到了服务端的SYN报文，此时边缘云服务节点处于ESTABLISHED状态；云服务框架收到ACK报文之后，也处于ESTABLISHED状态，此时双方已建立连接。