CN107609987A - 一种面向设备主人的智能变电运维系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向“设备主人”的智能变电运维系统，涉及智能变电运维技术领域。所述智能变电运维系统，包括数据采集与集成模块、数据建模与处理模块以及应用服务器展示与交互模块，通过对不同系统数据库中的运维、检修、试验相关数据进行采集，并转化成统一标准格式的数据，为数据建模与处理模块提供数据支撑；所述数据建模与处理模块从中心数据交换器中获取数据并进行数据分析、挖掘以及关联建模，为应用展示提供支持；所述应用服务器展示与交互模块为运维人员提供运维依据服务、日常综合查询服务，同时将录入的日常巡维数据实时反馈给数据建模与处理模块进行再分析处理，为推送出差异化巡维策略提供数据支撑。

Description

一种面向设备主人的智能变电运维系统

技术领域

本发明属于智能变电运维技术，尤其涉及一种面向“设备主人”的智能变电运维系统。

背景技术

随着电网建设智能化水平逐步提高，电网公司信息系统不断扩大，日常变电站运维工作需对运维、检修、试验等大量数据进行整理分析，为简化运维人员的工作量和简化工作流程，同时提高运维工作效率，保障变电站能够全面、准确、高效的运行，亟需对设备运行数据进行共享和统一管理。

但大量的设备运行数据所存储的系统由于建设时期不同、开发部门不同、存储系统不同、技术发展阶段不同、能力水平不同等原因导致了数据冗余以及不一致性，无形增加了运维人员的工作量，同时也严重影响了管理层面上的支持与决策能力；有效的管理和使用电网设备运行数据能够提高电网的安全稳定运行和可靠性。

因此，本发明提出一种面向“设备主人”的智能变电运维系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种面向“设备主人”的智能变电运维系统，通过对服务器端的大数据提取和分析，对SCADA系统、4A系统、电网状态评价系统、电网变电设备运维数据管理系统等信息数据进行实时采集、集成、分析，为运维人员提供有力的运维依据，实现对设备全面的、系统的、科学的运维管理，提高设备的工作效率，保证设备的正常运行。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种面向“设备主人”的智能变电运维系统，包括数据采集与集成模块、数据建模与处理模块以及应用服务器展示与交互模块；

所述数据采集与集成模块分别与多个系统的数据库和数据建模与处理模块通过网络进行连接，用于对多个系统的数据进行采集、抽取、转换和装载处理，将来源于不同系统的多个数据库中的不同格式的数据转化成统一标准的数据格式，并进行集成，且将集成后的数据传输至中心数据交换器等待交换，为数据建模与处理模块提供基础数据源，同时也作为数据交换的中转站；

所述数据建模与处理模块与所述应用服务器展示与交互模块通过网络进行连接，用于根据运维应用信息展示的要求将集成后的数据进行数据分析、挖掘以及关联建模，关联建模后自动推送给应用服务器，为应用展示提供支持；

所述应用服务器展示与交互模块，用于为运维人员提供运维依据服务、日常综合查询服务，同时将录入的运维数据实时反馈至数据建模与处理模块进行再分析处理，为差异化巡维策略提供数据支撑。

进一步的，所述多个系统包括SCADA系统、4A系统、电网状态评价系统以及电网变电设备运维数据管理系统。

进一步的，所述多个系统数据库中的数据包括设备健康度及状态评价信息、电网量测信息、保护动作信息、作业管理信息、状态监测信息、电能质量信息、运行分析信息、环境信息、视频信息等。

进一步的，所述电网量测信息包括模拟量数据、状态量数据、设备模型数据、监控图形和报警信息；所述保护动作信息包括保护运行数据、二次设备数据、设备关联数据和保护关联关系数据；所述作业管理信息包括运行分析数据、故障分析数据；所述状态监测信息包括台账数据、巡视任务、检修任务、实验记录、缺陷数据、两票数据、停电计划；所述电能质量信息包括开关评价数据、母线评价数据、部件评价数据、变电压评价数据、扣分项目数据、扣分原因数据；所述运行分析信息包括电压合格率数据、电压频率偏差数据、谐波数据、三相不平衡率数据、电压波动数据；所述环境信息包括天气预报数据和台风预警数据等；所述视频信息包括视频数据流、视频数据索引、视频告警数据。

进一步的，所述数据建模与处理模块包括ODS（操作数据存储器Operational DataStore）、数据仓库以及OLAP服务器；所述数据仓库，用于存储转换的相关信息数据，为OLAP服务器提供支持；所述OLAP服务器，用于对获取的数据仓库信息进行数据挖掘和多维度视图分析，并进行关联建模，将建模后的信息传输给应用服务器进行直观展示，为运维人员提供综合查询服务和巡维依据。

进一步的，所述ODS设置在中心数据交换器与数据仓库之间，用于存储从多个系统数据库中抽取的数据，并起到数据隔离缓冲作用，同时还用于转移一部分数据库细节查询功能；ODS中存储的数据在组织方式、数据结构上与多个系统数据库中的数据基本保持一致，以降低数据转化的复杂性。

进一步的，所述应用服务器展示与交互模块包括运维应用服务器、数据服务应用服务器和差异化巡维策略推送应用服务器；所述运维应用服务器，用于提供包括监视类、诊断类、作业类、协同类数据的日常综合查询服务，为推送差异化巡维策略提供数据支撑；所述差异化巡维策略推送应用服务器，用于推送差异化巡维策略；运维应用服务器、数据服务应用服务器和差异化巡维策略推送应用服务器之间进行信息交互。

进一步的，所述数据采集与集成模块通过网络适配器采用实时采集的方式从不同系统的数据库中抽取数据。

进一步的，所述数据采集与集成模块支持以下数据模型抽取模式：主扩展模式（将几个相似对象的共有属性抽取出来）、主从模式（建立两个数据表之间的主从关系，从而形成“一对多”的关系）、多对多模式（对象相互之间不分主次，互为一对多的关系）。

进一步的，一种面向“设备主人”的智能变电运维数据集成方法，包括以下步骤：

（1）从不同系统的数据库中抽取所需的运维、检修以及试验数据，将抽取的数据进行统一格式的转换，数据交换和数据装载处理后，通过路由器和网络传输至中心数据交换器，该中心数据交换器作为不同系统数据库信息交换的基站；

（2）ODS从中心数据交换器中提取数据进行缓冲，再将数据传输至数据仓库进行存储；OLAP服务器根据运维应用信息展示的要求对数据仓库中的数据进行数据挖掘、电力分析、多维度视图分析，以及对应关系建模，并将建模后的信息多维度地推送至各应用服务器进行展示；

（3）运维人员通过运维应用服务器进行日常综合查询，获取监视类、诊断类、作业类、协同类的各类运维信息，并根据所推送的差异化巡维策略进行变电巡维工作；同时，将录入的运维数据实时反馈回传至数据建模与处理模块进行再处理分析；

（4）在获得上级权限的基础上，允许运维人员在运维应用服务器中对数据仓库中的数据报表等信息进行增加、删除、修改、查询以及存储反馈等操作，形成新的运维数据返回数据仓库进行存储。

与现有技术相比，本发明所提供的面向“设备主人”的智能变电运维系统，包括数据采集与集成模块、数据建模与处理模块以及应用服务器展示与交互模块，通过数据采集与集成模块对不同系统数据库中的运维、检修、试验相关数据进行采集，并将采集的数据转化成统一标准格式的数据，集成后存储在中心数据交换器中，为数据建模与处理模块提供数据支撑；所述数据建模与处理模块从中心数据交换器中获取数据并进行数据分析、挖掘以及关联建模，为应用展示提供支持；所述应用服务器展示与交互模块为运维人员提供运维依据服务、日常综合查询服务，同时将录入的日常巡维数据实时反馈给数据建模与处理模块进行再分析处理，为推送出差异化巡维策略提供数据支撑；本发明从多个系统中采集数据并进行集成，将服务器端的大数据分析进行简化，能为运维人员提供足够丰富的巡维服务，同时增加了各系统和各模块之间数据交互的灵活性，最大限度地减少运维人员的工作量，提高工作的准确性，提高智能化变电站的管控能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种面向“设备主人”的智能变电运维系统的结构框图；

其中：1-数据建模与处理模块，2-应用服务器展示与交互模块。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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作出创造性劳动的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。

如图1所示，本发明所提供的一种面向“设备主人”的智能变电运维系统，包括数据采集与集成模块、数据建模与处理模块以及应用服务器展示与交互模块。

数据采集与集成模块分别与多个系统的数据库和数据建模与处理模块通过网络进行连接，用于对多个系统的数据进行采集、抽取、转换和装载处理，将来源于不同系统的多个数据库中的不同格式的数据转化成统一标准的数据格式，并进行集成，且将集成后的数据传输至中心数据交换器等待交换，为数据建模与处理模块提供基础数据源，同时也作为数据交换的中转站。

数据采集与集成模块包括中心数据交换器，中心数据交换器由中心数据服务器和路由器组成，与SCADA系统、4A系统、电网状态评价系统、电网变电设备运维数据管理系统等多个系统的信息数据库连接。中心数据交换器实现数据的抽取、集成、转换、交换等功能，各个数据库系统可以通过中心数据交换器进行各系统间的数据交换，也可以通过中心数据服务器向数据建模及处理模块传输数据；中心数据交换器具备高容量数据传输、交换特点和良好的可扩展性，以满足其高密度应用及数据传输的需求；采用分布式缓存技术，降低数据转发时的丢包率；同时，中心数据交换器采用虚拟化特征技术，将物理数据资源转化为逻辑上的资源进行管理，提高数据交换的可管理性以及安全可靠性。

数据建模与处理模块与应用服务器展示与交互模块通过网络进行连接，用于根据运维应用信息展示的要求将集成后的数据进行数据分析、挖掘以及关联建模，关联建模后自动推送给应用服务器，为应用展示提供支持；

应用服务器展示与交互模块，用于为运维人员提供运维依据服务、日常综合查询服务，同时将录入的运维数据实时反馈给数据建模与处理模块进行再分析处理，为推送出差异化巡维策略提供数据支撑。

多个系统包括SCADA系统、4A系统、电网状态评价系统以及电网变电设备运维数据管理系统。多个系统数据库中的数据包括设备健康度及状态评价信息、电网量测信息、保护动作信息、作业管理信息、状态监测信息、电能质量信息、运行分析信息、环境信息、视频信息等。

电网量测信息包括模拟量数据、状态量数据、设备模型数据、监控图形和报警信息；保护动作信息包括保护运行数据、二次设备数据、设备关联数据和保护关联关系数据；作业管理信息包括运行分析数据、故障分析数据；状态监测信息包括台账数据、巡视任务、检修任务、实验记录、缺陷数据、两票数据、停电计划；电能质量信息包括开关评价数据、母线评价数据、部件评价数据、变电压评价数据、扣分项目数据、扣分原因数据；运行分析信息包括电压合格率数据、电压频率偏差数据、谐波数据、三相不平衡率数据、电压波动数据；环境信息包括天气预报数据和台风预警数据等；视频信息包括视频数据流、视频数据索引、视频告警数据。

数据建模与处理模块包括ODS、数据仓库以及OLAP服务器；数据仓库，用于存储转换的相关信息数据，为OLAP服务器提供支持；OLAP服务器，用于对获取的数据仓库信息进行数据挖掘和多维度视图分析，并进行关联建模，将建模后的信息传输给应用服务器进行直观展示，为运维人员提供综合查询服务和巡维依据。

ODS设置在中心数据交换器与数据仓库之间，用于存储从多个系统数据库中抽取的数据，并起到数据隔离缓冲作用，同时还用于转移一部分数据库细节查询功能；ODS中存储的数据在组织方式、数据结构上与多个系统数据库中的数据基本保持一致，以降低数据转化的复杂性；常用的、需要经常实时修改的数据存储在ODS中，查询时即可从ODS中快速调取，降低应用服务器展示与交互模块的运行压力，即转移了部分数据库细节查询和提取功能。

应用服务器展示与交互模块包括运维应用服务器、数据服务应用服务器和差异化巡维策略推送应用服务器；运维应用服务器，用于提供包括监视类、诊断类、作业类、协同类数据的日常综合查询服务，为差异化巡维策略的推送提供数据支撑；差异化巡维策略推送应用服务器，用于推送差异化巡维策略；运维应用服务器、数据服务应用服务器和差异化巡维策略推送应用服务器之间进行信息交互。

数据采集与集成模块通过网络适配器采用实时采集的方式从不同系统的数据库中抽取数据。

数据采集与集成模块支持以下数据模型抽取模式：主扩展模式（将几个相似对象的共有属性抽取出来）、主从模式（建立两个数据表之间的主从关系，从而形成“一对多”的关系）、多对多模式（对象相互之间不分主次，互为一对多的关系）。

一种面向“设备主人”的智能变电运维数据集成方法，包括以下步骤：

（1）从不同系统的数据库中抽取所需的运维、检修以及试验数据，将抽取的数据进行统一格式的转换，数据交换和数据装载处理后，通过路由器和网络传输至中心数据交换器，该中心数据交换器作为不同系统数据库信息交换的基站；

（2）ODS从中心数据交换器中提取数据进行缓冲，再将数据传输至数据仓库进行存储；OLAP服务器根据运维应用信息展示的要求对数据仓库中的数据进行数据挖掘、电力分析、多维度视图分析，以及对应关系建模，并将建模后的信息多维度地推送至各应用服务器进行展示；

（3）运维人员通过运维应用服务器进行日常综合查询，获取监视类、诊断类、作业类、协同类的各类运维信息，并根据所推送的差异化巡维策略进行变电巡维工作；同时，将录入的运维数据实时反馈回传至数据建模与处理模块进行再处理分析；

（4）在获得上级权限的基础上，允许运维人员在运维应用服务器中对数据仓库中的数据报表等信息进行增加、删除、修改、查询以及存储反馈等操作，形成新的运维数据返回数据仓库进行存储。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向“设备主人”的智能变电运维系统，其特征在于：包括数据采集与集成模块、数据建模与处理模块以及应用服务器展示与交互模块；

所述数据采集与集成模块分别与多个系统的数据库和数据建模与处理模块通过网络进行连接，用于对多个系统的数据进行采集、抽取、转换和装载处理，将来源于不同系统的多个数据库中的不同格式的数据转化成统一标准的数据格式，并进行集成，且将集成后的数据传输至中心数据交换器等待交换，为数据建模与处理模块提供基础数据源，同时也作为数据交换的中转站；

所述数据建模与处理模块与所述应用服务器展示与交互模块通过网络进行连接，用于根据运维应用信息展示的要求将集成后的数据进行数据分析、挖掘以及关联建模，关联建模后自动推送给应用服务器，为应用展示提供支持；

所述应用服务器展示与交互模块，用于为运维人员提供运维依据服务、日常综合查询服务，同时将录入的运维数据实时反馈至数据建模与处理模块进行再分析处理，为差异化巡维策略的推送提供数据支撑。

2.如权利要求1所述的智能变电运维系统，其特征在于：所述多个系统包括SCADA系统、4A系统、电网状态评价系统以及电网变电设备运维数据管理系统。

3.如权利要求2所述的智能变电运维系统，其特征在于：所述多个系统数据库中的数据包括设备健康度及状态评价信息、电网量测信息、保护动作信息、作业管理信息、状态监测信息、电能质量信息、运行分析信息、环境信息、视频信息。

4.如权利要求3所述的智能变电运维系统，其特征在于：所述电网量测信息包括模拟量数据、状态量数据、设备模型数据、监控图形和报警信息；所述保护动作信息包括保护运行数据、二次设备数据、设备关联数据和保护关联关系数据；所述作业管理信息包括运行分析数据、故障分析数据；所述状态监测信息包括台账数据、巡视任务、检修任务、实验记录、缺陷数据、两票数据、停电计划；所述电能质量信息包括开关评价数据、母线评价数据、部件评价数据、变电压评价数据、扣分项目数据、扣分原因数据；所述运行分析信息包括电压合格率数据、电压频率偏差数据、谐波数据、三相不平衡率数据、电压波动数据；所述环境信息包括天气预报数据和台风预警数据；所述视频信息包括视频数据流、视频数据索引、视频告警数据。

5.如权利要求1所述的智能变电运维系统，其特征在于：所述数据建模与处理模块包括ODS、数据仓库以及OLAP服务器；所述数据仓库，用于存储转换的相关信息数据，为OLAP服务器提供支持；所述OLAP服务器，用于对获取的数据仓库信息进行数据挖掘和多维度视图分析，并进行关联建模，将建模后的信息传输给应用服务器进行直观展示，为运维人员提供综合查询服务和巡维依据。

6.如权利要求5所述的智能变电运维系统，其特征在于：所述ODS设置在中心数据交换器与数据仓库之间，用于存储从多个系统数据库中抽取的数据，并起到数据隔离缓冲作用，同时还用于转移一部分数据库细节查询功能。

7.如权利要求1所述的智能变电运维系统，其特征在于：所述应用服务器展示与交互模块包括运维应用服务器、数据服务应用服务器和差异化巡维策略推送应用服务器；所述运维应用服务器，用于提供包括监视类、诊断类、作业类、协同类数据的日常综合查询服务，并为差异化巡维策略的推送提供支撑；所述差异化巡维策略推送应用服务器，用于推送差异化巡维策略；所述运维应用服务器、数据服务应用服务器和差异化巡维策略推送应用服务器之间进行信息交互。

8.如权利要求1所述的智能变电运维系统，其特征在于：所述数据采集与集成模块通过网络适配器采用实时采集的方式从不同系统的数据库中抽取数据。

9.如权利要求1所述的智能变电运维系统，其特征在于：所述数据采集与集成模块支持以下数据模型抽取模式：主扩展模式、主从模式以及多对多模式。

10.一种面向“设备主人”的智能变电运维数据集成方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）从不同系统的数据库中抽取所需的运维、检修以及试验数据，将抽取的数据进行统一格式的转换，数据交换和数据装载处理后，通过路由器和网络传输至中心数据交换器，该中心数据交换器作为不同系统数据库信息交换的基站；

（2）ODS从中心数据交换器中提取数据进行缓冲，再将数据传输至数据仓库进行存储；OLAP服务器根据运维应用信息展示的要求对数据仓库中的数据进行数据挖掘、电力分析、多维度视图分析，以及对应关系建模，并将建模后的信息多维度地推送至各应用服务器进行展示；

（3）运维人员通过运维应用服务器进行日常综合查询，获取监视类、诊断类、作业类、协同类的各类运维信息，并根据所推送的差异化巡维策略进行变电巡维工作；同时，将录入的运维数据实时反馈回传至数据建模与处理模块进行再处理分析；

（4）在获得上级权限的基础上，允许运维人员在运维应用服务器中对数据仓库中的数据报表信息进行增加、删除、修改、查询以及存储反馈操作，形成新的运维数据返回数据仓库进行存储。