一种源网荷储系统的设备数据传输方法与流程

1.本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种源网荷储系统的设备数据传输方法。


背景技术：

2.电力系统是一个需要维持瞬时平衡的系统，在传统电力系统中，主要通过发电机组的转动惯量、调频能力根据负荷的变化进行发电量调节，以实现电力平衡，即所谓的“源随荷动”。
3.与传统电网相比，新型电力系统的电网发展将形成大电网主导、多种电网形态相融并存的格局。未来以家庭、社区、园区等不同大小的区域形成多层级微电网，解决规模化新能源与新型负荷大量接入、即插即用的问题。将传统电力系统“发-输-变-配-用”的单向过程，形成“源-网-荷-储”的一体化循环过程，提高新能源发电消纳占比。
4.源网荷储系统中存在大量的电力设备，为了保证源网荷储系统稳定运行，需要对电力设备的数据进行集中监测，使得设备维持稳定工作状态，然而现有的技术对设备数据的接收大多采用“被动式”的数据采集接收（即设备接收指令后将数据传递出去），设备数据传输效率低，导致设备数据传输困难，使得源网荷储系统无法稳定运行，同时，当大量数据同时传递时，容易造成通信拥堵。
5.例如，中国专利cn114025323a公开了基于lora通信的电网设备数据交互系统及方法；包括lora终端、基站和多业务服务平台，lora终端包括终端a、终端b和终端c，终端a、终端b和终端c的工作模式均不相同，且终端a、终端b和终端c均与基站通信连接，基站与多业务服务平台通信连接；通过搭建的lorawan系统，可以完成智能硬件终端和客户端之间的通讯，实时显示智能硬件终端所采集上报的信息，也可以通过对智能硬件终端下发数据来实现一定的控制功能；通过lorawan系统架构可以实现对整片区域的终端信息采集，节省很多成本；对数据进行加密和解析，提高数据传输的安全性。然而该申请依然没有考虑设备进行主动数据传递的方式，数据传输效率低，且该申请采用常规的加密方式，加密效果差，任然存在数据被窃取的风险，数据传递过程存在较大的缺陷。


技术实现要素：

6.本发明主要解决现有的技术中电力设备进行数据传输的效率低且安全性差的问题；提供一种源网荷储系统的设备数据传输方法，提高数据传输效率，对传输的数据进行加密，提高数据传输的安全性。
7.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种源网荷储系统的设备数据传输方法，包括以下步骤：对设备进行编号处理，当设备进行数据上传时，在同一时间内，编号靠前的设备发起数据传输启动；采用改进蚁群算法寻找就近的其他编号的设备，当设备数量到达n时停止寻找并
将找到的设备放入同一集合p中；在集合p中的设备之间建立局域网，每个设备将要传输的数据打包成数据包；利用设备编号对数据包进行叠加加密；将加密后的数据包发送给数据处理模块。
8.作为优选，建立源网荷储系统的等比例设备地图，标记进行数据上传的设备，获取标记设备中编号数字最小的设备的坐标信息，将坐标信息输入到改进蚁群算法中。
9.作为优选，所述的改进蚁群算法寻找就近的其他编号的设备的具体方法为：设置设备节点集合k，初始化参数；蚂蚁以编号数字最小的设备的坐标位置为起点，根据信息素浓度大小寻找下一个设备；对寻找到的设备进行位置标记后，更新信息素和设备节点集合k，将标记位置后的设备从设备节点集合k中剔除；判断标记的设备数量是否等于n，若等于n，则结束；否则，根据更新后的信息素浓度大小继续寻找下一个设备。
10.作为优选，所述的局域网的建立方法为：获取集合p中的设备编号，根据设备编号从小到大依次通信，设备编号最大的设备与外网连接。
11.作为优选，叠加加密的方法为：集合p中的设备根据编号从小到大依次为p1、p2
……
pn，p1将自身设备编号作为加密密文对p1数据包进行加密，将加密后的p1数据包发送给p2，p2将自身数据和p1数据打包成p2数据包，利用自身设备编号作为加密密文对p2数据包进行加密，pn将自身数据和p1到p
n-1
的数据包打包成pn数据包，利用自身设备编号作为加密密文对pn数据包进行加密。
12.作为优选，设备进行数据上传包括设备主动请求进行数据上传以及数据处理模块发送指令使得设备进行数据上传。
13.作为优选，获取当前时间信息，将时间信息转化为二进制码，将加密后的数据包根据二进制码中的“1”切分为数量相同的第一数据包，根据二进制中的“0”设置第二数据包，将二进制码、第一数据包和第二数据包发送给数据处理模块。
14.作为优选，第二数据包为无法解码的数据。
15.本发明的有益效果是：通过对设备进行随机的区域划分，将设备随机划分到不同的集合内，再通过叠加加密进行数据包加密处理，不需要单个数据包发送给集中器后转发给数据处理模块，叠加加密后的数据包直接发送给数据处理模块，数据传输效率高，数据安全性高。
附图说明
16.图1是本发明实施例的数据传输方法的示意图。
具体实施方式
17.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
18.实施例：一种源网荷储系统的设备数据传输方法，如图1所示，包括以下步骤：s1：对设备进行编号处理，当设备进行数据上传时，在同一时间内，编号靠前的设备发起数据传输启动；建立源网荷储系统的等比例设备地图，查看是否有设备主动请求进行数据上传或数据处理模块是否下发指令给设备使得设备进行数据上传，标记进行数据上传的设备，在地图上用其他颜色或其他形状进行标记，获取标记设备中编号数字最小的设备的坐标信息，将坐标信息输入到改进蚁群算法中，作为蚁群寻找的起点。
19.s2：采用改进蚁群算法寻找就近的其他编号的设备，当设备数量到达n时停止寻找并将找到的设备放入同一集合p中；改进蚁群算法寻找就近的其他编号的设备的具体方法为：设置设备节点集合k，将全部要上传数据的设备处理编号最小的设备之外全部放入设备节点集合k中。初始化参数，包括蚁群数量、信息素因子、信息素常数、挥发因子和启发因子。蚂蚁以编号数字最小的设备的坐标位置为起点，根据信息素浓度大小寻找下一个设备；对寻找到的设备进行位置标记后，更新信息素和设备节点集合k，将标记位置后的设备从设备节点集合k中剔除，形成设备节点集合k1，蚁群从设备节点集合k1进行设备寻找。判断标记的设备数量是否等于n，若等于n，则结束寻找；否则，根据更新后的信息素浓度大小继续寻找下一个设备。
20.s3：在集合p中的设备之间建立局域网，每个设备将要传输的数据打包成数据包；局域网的建立方法为：获取集合p中的设备编号，根据设备编号从小到大依次通信，设备编号最大的设备与外网连接，p1与p2通信连接，p2与p3通信连接，p
n-1
与pn通信连接，形成通信链路。
21.s4：利用设备编号对数据包进行叠加加密；叠加加密的方法为：集合p中的设备根据编号从小到大依次为p1、p2
……
pn，p1将自身设备编号作为加密密文对p1数据包进行加密，将加密后的p1数据包发送给p2，p2将自身数据和p1数据打包成p2数据包，利用自身设备编号作为加密密文对p2数据包进行加密，pn将自身数据和p1到p
n-1
的数据包打包成pn数据包，利用自身设备编号作为加密密文对pn数据包进行加密。
22.s5：将加密后的数据包发送给数据处理模块。获取当前时间信息，将时间信息转化为二进制码，将加密后的数据包根据二进制码中的“1”切分为数量相同的第一数据包，根据二进制中的“0”设置第二数据包，将二进制码、第一数据包和第二数据包发送给数据处理模块。
23.本发明中，第二数据包为无法解码的数据。
24.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

技术特征：
1.一种源网荷储系统的设备数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：对设备进行编号处理，当设备进行数据上传时，在同一时间内，编号靠前的设备发起数据传输启动；采用改进蚁群算法寻找就近的其他编号的设备，当设备数量到达n时停止寻找并将找到的设备放入同一集合p中；在集合p中的设备之间建立局域网，每个设备将要传输的数据打包成数据包；利用设备编号对数据包进行叠加加密；将加密后的数据包发送给数据处理模块。2.根据权利要求1所述的一种源网荷储系统的设备数据传输方法，其特征在于，建立源网荷储系统的等比例设备地图，标记进行数据上传的设备，获取标记设备中编号数字最小的设备的坐标信息，将坐标信息输入到改进蚁群算法中。3.根据权利要求2所述的一种源网荷储系统的设备数据传输方法，其特征在于，所述改进蚁群算法寻找就近的其他编号的设备的具体方法为：设置设备节点集合k，初始化参数；蚂蚁以编号数字最小的设备的坐标位置为起点，根据信息素浓度大小寻找下一个设备；对寻找到的设备进行位置标记后，更新信息素和设备节点集合k，将标记位置后的设备从设备节点集合k中剔除；判断标记的设备数量是否等于n，若等于n，则结束；否则，根据更新后的信息素浓度大小继续寻找下一个设备。4.根据权利要求1所述的一种源网荷储系统的设备数据传输方法，其特征在于，所述局域网的建立方法为：获取集合p中的设备编号，根据设备编号从小到大依次通信，设备编号最大的设备与外网连接。5.根据权利要求1所述的一种源网荷储系统的设备数据传输方法，其特征在于，所述叠加加密的方法为：集合p中的设备根据编号从小到大依次为p1、p2
……
p
n
，p1将自身设备编号作为加密密文对p1数据包进行加密，将加密后的p1数据包发送给p2，p2将自身数据和p1数据打包成p2数据包，利用自身设备编号作为加密密文对p2数据包进行加密，p
n
将自身数据和p1到p
n-1
的数据包打包成p
n
数据包，利用自身设备编号作为加密密文对p
n
数据包进行加密。6.根据权利要求1或2所述的一种源网荷储系统的设备数据传输方法，其特征在于，设备进行数据上传包括设备主动请求进行数据上传以及数据处理模块发送指令使得设备进行数据上传。7.根据权利要求1所述的一种源网荷储系统的设备数据传输方法，其特征在于，获取当前时间信息，将时间信息转化为二进制码，将加密后的数据包根据二进制码中的“1”切分为数量相同的第一数据包，根据二进制中的“0”设置第二数据包，将二进制码、第一数据包和第二数据包发送给数据处理模块。8.根据权利要求7所述的一种源网荷储系统的设备数据传输方法，其特征在于，所述第二数据包为无法解码的数据。

技术总结
本发明公开了一种源网荷储系统的设备数据传输方法，包括以下步骤：对设备进行编号处理，当设备进行数据上传时，在同一时间内，编号靠前的设备发起数据传输启动；采用改进蚁群算法寻找就近的其他编号的设备，当设备数量到达N时停止寻找并将找到的设备放入同一集合P中；在集合P中的设备之间建立局域网，每个设备将要传输的数据打包成数据包；利用设备编号对数据包进行叠加加密；将加密后的数据包发送给数据处理模块；本发明通过对设备进行随机的区域划分，将设备随机划分到不同的集合内，再通过叠加加密进行数据包加密处理，不需要单个数据包发送给集中器后转发给数据处理模块，数据传输效率高，数据安全性高。数据安全性高。数据安全性高。


技术研发人员：王晓明 周一鸣 袁国珍 高忠旭 吴芳琳 黄晟 赵龙安
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司海宁市供电公司
技术研发日：2023.01.30
技术公布日：2023/7/21