本發明涉及電纜環流監測，尤其涉及一種電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統。
背景技術：
1、隨著電力行業的持續發展與電力網絡的復雜化，電力系統中的電纜運行狀況逐漸成為影響系統安全與穩定性的重要因素。電纜環流監測技術作為保障電力系統運行安全的重要手段，其主要作用是監控電纜中的環流電流，及時檢測電纜是否存在故障，并采取相應措施以避免更嚴重的電力事故。然而，當前的電纜環流監測系統通常面臨著數據采集與處理不充分、故障檢測的響應時間過長、監測區域覆蓋有限、以及系統本身的可擴展性差等問題。
2、中國專利公開號：cn118157327a，公開了一種基于nb-iot技術的電纜護層環流監測裝置，該裝置包括數據采集、異常檢測、數據分析、異常程度判定和修正模塊。采集模塊監測電纜護層電流、電池電壓值、溫度和用電次數，繪制放電曲線；檢測模塊判斷實際電流值是否異常；分析模塊預測電池剩余容量和電壓值，以及電壓閾值；判定模塊判斷電壓是否異常，并計算偏差值和統計參數值，得到綜合異常度，確定異常程度等級；修正模塊計算異常持續時間，與預設閾值對比，修正判定結果，并調整絕對值電流閾值，從而能夠實時監測、分析和管理電纜電流，確保電力系統的正常運行和安全性，但仍存在以下問題：
3、在網絡架構方面，現有的電纜環流監測系統多依賴于傳統的集中式網絡結構，這種結構雖然可以進行集中的數據處理與管理，但其在面對大規模電力系統時，容易導致負載不均衡、延時較長、以及局部故障引起整個系統的癱瘓。此外，傳統系統在處理大規模的數據流時，往往不能夠實現高效的負載平衡和實時的故障分流，導致系統的穩定性較差，尤其是在出現電纜故障時，未能快速響應并進行有效的故障隔離。
技術實現思路
1、為此，本發明提供一種電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，用以克服現有技術中響應速度慢且無法進行有效的故障隔離的問題。
2、為實現上述目的，本發明提供電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，包括：
3、若干電纜環流監測裝置，單個電纜環流監測裝置包括至少一個網關節點以及與單個網關節點信號連接并用于傳輸電纜故障信號的若干子節點；
4、控制組件，其設置于所述電纜環流監測裝置的內部，包括用于收集電纜歷史環流電流數據的數據收集模塊，與數據收集模塊連接用于監測單個所述網關節點以及所述子節點實際負載程度數據的監測模塊，以及用于分析歷史數據以及負載程度數據的數據處理模塊；
5、所述數據處理模塊基于負載閾值與單個子節點的實際負載程度數據的對比結果確定優化網關節點的運行模式；
6、所述數據處理模塊基于網關節點下若干子節點的歷史故障率確定網關節點網絡負載以及子節點網絡負載是否均衡，以將電纜環流電流分流至相鄰電纜環流監測裝置中；
7、所述數據處理模塊基于傳輸過程中網關節點實際負載率與網關節點預設負載率的對比結果確定對網關節點的優化。
8、進一步地，所述網關節點包括用于接收所述子節點傳遞的故障信號的第一通訊模塊，用于實現與遠程服務器的雙向通訊的第一iot-ntn衛星通訊模塊，與所述第一通訊模塊連接用于監測電纜故障情況的第一電纜電流傳感器，與第一電纜電流傳感器連接用于收集電纜中環流電流的第一環流能量收集模塊和第一超級電容，基于第一電纜電流傳感器故障信號調控所述第一通訊模塊向所述網關節點傳遞故障信號的第一微控單元，以及用于向所述第一通訊模塊、所述第一電纜電流傳感器、所述第一微控單元、所述第一超級電容和第一環流能量收集模塊提供電力支持的第一鐵鋰電池。
9、進一步地，單個所述子節點包括用于向所述網關節點傳遞故障信號的第二通訊模塊，與所述第二通訊模塊連接用于監測電纜故障情況的第二電纜電流傳感器，與第二電纜電流傳感器連接并用于收集電纜中環流電流的第二超級電容和第二環流能量收集模塊，基于第二電纜電流傳感器故障信號調控所述第二通訊模塊向所述網關節點傳遞故障信號的第二微控單元，以及用于向所述第二通訊模塊、所述第二電纜電流傳感器、所述第二微控單元、所述第二超級電容和第二環流能量收集模塊提供電力支持的第二鐵鋰電池。
10、進一步地，所述第二電纜電流傳感器包括三個用于檢測電纜運行電流的相電傳感器以及對應的三個接地電流傳感器。
11、進一步地，所述數據處理模塊基于單個所述子節點負載程度達標條件確定將電纜環流電流均分至所述子節點的第二超級電容和第二環流能量收集模塊。
12、進一步地，所述數據處理模塊基于單個所述子節點負載程度不達標條件確定以優化所述子節點的實際負載程度。
13、進一步地，所述數據處理模塊在網關節點負載在均衡條件的條件下，將電纜環流電流均分至若干子節點的第二超級電容和第二環流能量收集模塊內部。
14、進一步地，所述數據處理模塊在網關節點負載在不均衡條件的條件下，將電纜環流電流分流至相鄰電纜環流監測裝置中的若干子節點的第二超級電容和第二環流能量收集模塊內部。
15、進一步地，所述數據處理模塊基于所述網關節點實際負載率小于或等于預設負載率的比對結果確定對網關節點的優化模式為保持現狀。
16、進一步地，所述數據處理模塊基于所述網關節點實際負載率大于預設負載率的比對結果確定對網關節點的優化模式為優化網關節點的緩存或調度相鄰電纜環流監測裝置。
17、與現有技術相比，本發明的有益效果在于，本發明中的數據處理模塊能夠基于每個子節點的負載情況，采用兩種策略來優化節點的負載：第一策略通過均衡每個子節點的負載，確保負載不超過設定閾值；第二策略則優化網關節點的負載，從而提升系統整體的運行效率和穩定性。這種負載優化能夠提高能效，延長設備壽命，同時減少節點故障率。
18、此外，數據處理模塊能夠實時監測網關節點的負載情況，并與預設負載率進行比較，當網關節點的實際負載率超過預設負載率時，系統會調整緩存或調度相鄰節點以降低負載，這種靈活的優化模式能夠確保網關節點不會過載，保持系統高效穩定運行，同時，系統根據網關節點與子節點之間的歷史故障率來確定負載均衡情況，當網關節點的負載不均衡時，系統會自動將電流分流至其他子節點或相鄰的電纜環流監測裝置，確保在某個節點發生故障時，整個系統仍能保持正常運行，這種分流機制提高了系統的準確性，防止單點故障影響整個系統的穩定性。
1.一種電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，其特征在于，所述網關節點包括用于接收所述子節點傳遞的故障信號的第一通訊模塊，用于實現與遠程服務器的雙向通訊的第一iot-ntn衛星通訊模塊，與所述第一通訊模塊連接用于監測電纜故障情況的第一電纜電流傳感器，與第一電纜電流傳感器連接用于收集電纜中環流電流的第一環流能量收集模塊和第一超級電容，基于第一電纜電流傳感器故障信號調控所述第一通訊模塊向所述網關節點傳遞故障信號的第一微控單元，以及用于向所述第一通訊模塊、所述第一電纜電流傳感器、所述第一微控單元、所述第一超級電容和第一環流能量收集模塊提供電力支持的第一鐵鋰電池。
3.根據權利要求2所述的電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，其特征在于，單個所述子節點包括用于向所述網關節點傳遞故障信號的第二通訊模塊，與所述第二通訊模塊連接用于監測電纜故障情況的第二電纜電流傳感器，與第二電纜電流傳感器連接并用于收集電纜中環流電流的第二超級電容和第二環流能量收集模塊，基于第二電纜電流傳感器故障信號調控所述第二通訊模塊向所述網關節點傳遞故障信號的第二微控單元，以及用于向所述第二通訊模塊、所述第二電纜電流傳感器、所述第二微控單元、所述第二超級電容和第二環流能量收集模塊提供電力支持的第二鐵鋰電池。
4.根據權利要求3所述的電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，其特征在于，所述第二電纜電流傳感器包括三個用于檢測電纜運行電流的相電傳感器以及對應的三個接地電流傳感器。
5.根據權利要求1所述的電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，其特征在于，所述數據處理模塊基于單個所述子節點負載程度達標條件確定將電纜環流電流均分至所述子節點的第二超級電容和第二環流能量收集模塊。
6.根據權利要求5所述的電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，其特征在于，所述數據處理模塊基于單個所述子節點負載程度不達標條件確定以優化所述子節點的實際負載程度。
7.根據權利要求1所述的電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，其特征在于，所述數據處理模塊在網關節點負載在均衡條件的條件下，將電纜環流電流均分至若干子節點的第二超級電容和第二環流能量收集模塊內部。
8.根據權利要求7所述的電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，其特征在于，所述數據處理模塊在網關節點負載在不均衡條件的條件下，將電纜環流電流分流至相鄰電纜環流監測裝置中的若干子節點的第二超級電容和第二環流能量收集模塊內部。
9.根據權利要求1所述的電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，其特征在于，所述數據處理模塊基于所述網關節點實際負載率小于或等于預設負載率的比對結果確定對網關節點的優化模式為保持現狀。
10.根據權利要求9所述的電纜環流監測裝置的混合組網與數據融合系統，其特征在于，所述數據處理模塊基于所述網關節點實際負載率大于預設負載率的比對結果確定對網關節點的優化模式為優化網關節點的緩存或調度相鄰電纜環流監測裝置。