CN108132418B - 一种电力设备联网监控系统、方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电力设备联网监控系统、方法及装置,该电力设备联网监控系统包括:检测装置、服务器和用户终端,所述检测装置、服务器和用户终端通过互联网通信连接构成电力设备的联网监控系统。所述检测装置用于对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样获取电信号;所述服务器通过预定算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量,与所述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定各个电力设备所对应的信号分量;基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态。通过本申请方案无需在用电网络中布置大量的电信号检测装置,从而可减少了电力设备监控系统的建设成本。
Description
技术领域
本发明属于电力设备技术领域,尤其涉及一种电力设备联网监控系统、方法及装置。
背景技术
在社会不断发展的过程中,人们的生活水平不断提高,智能电网的建设在很大程度上给人们的生活带来了极大的便利,由此对智能电网的可靠性和质量要求也在不断提升,其中各种电力设备是构建智能电网的重要组成部分,因此对电力设备的运行状态监控尤为重要。
目前对电力设备的运行状态的监控都是通过大量的检测装置或者人工巡检的方式对用电网络中各个电力设备进行监控,采用上述方法对电力设备状态进行监控而建设的系统往往需要大量的检测装置和人工成本,投资费用大。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种电力设备联网监控系统、方法及装置,可以减少电力设备监控系统的建设成本。
本发明实施例的第一方面提供了一种电力设备联网监控系统,包括:检测装置、服务器和用户终端,所述检测装置、服务器和用户终端通过互联网通信连接构成电力设备的联网监控系统:
所述检测装置,用于对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取所述用电网络总开关处或分开关处的电信号;
所述服务器,用于通过预定算法将所述电信号分解成具有不同特征的信号分量,根据所述信号分量的不同特征与所述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定各个电力设备所对应的信号分量;
所述服务器基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,并将所述运行状态发送给与相应设备关联的用户终端。
基于本发明第一方面,在第一种可能的实现方式中,所述检测装置具体用于:
基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,所述传感器设置在所述用电网络总开关处或分开关处。
基于本发明第一方面的第一种实现方式,在第二种实现可能的实现方式中,所述传感器包括电流传感器和/或电压传感器;
所述基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样包括:
基于所述电流传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电流信号进行采样;
和/或,
基于所述电压传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电压信号进行采样。
基于本发明第一方面,或者上述第一方面的第一种实现方式,或者上述第一方面的第二种实现方式,在第三种实现方式中,所述服务器基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应设备的运行状态,包括:
根据所述各个电力设备所对应的信号分量,可以确定所述信号分量的信号特征量,所述信号特征量包括信号波动特征量、信号频率特征量和信号功率特征量;
若确定所述信号分量的信号特征量为信号波动特征量时,根据所述各个电力设备所对应信号分量的信号波动特征量,确定所述信号波动特征量的信号波动起始时间点、信号波动结束时间点和信号波动幅度值;若所述信号波动特征量的信号波动起始时间点到信号波动结束时间点之间的信号波动幅度值在预设的信号波动幅度值范围内,则确定与所述信号分量相应的电力设备的运行状态为正常运行状态。
本发明实施例的第二方面提供了一种电力设备联网监控方法,所述电力设备联网监控方法包括:
对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取所述用电网络总开关处或分开关处的电信号;
通过预定算法将所述电信号分解成具有不同特征的信号分量,根据所述信号分量的不同特征与所述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定所述各个电力设备所对应的信号分量;
基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,并将所述运行状态发送给与相应电力设备关联的用户终端。
基于本发明第二方面,在第一种可能的实现方式中,所述对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样具体用于:
基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,所述传感器设置在所述用电网络总开关处或分开关处。
基于本发明第二方面的第一种实现方式,在第二种可能的实现方式中所述传感器包括电流传感器和/或电压传感器;
所述基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样包括:
基于所述电流传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电流信号进行采样;
和/或,
基于所述电压传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电压信号进行采样。
基于本发明第二方面,或者上述第二方面的第一种实现方式,或者上述第二方面的第二种实现方式,在第三种实现方式中,所述基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,包括:
根据所述各个电力设备所对应的信号分量,可以确定所述信号分量的信号特征量,所述信号特征量包括信号波动特征量、信号频率特征量和信号功率特征量;
若确定所述信号分量的信号特征量为信号波动特征量时,根据所述各个电力设备所对应信号分量的信号波动特征量,确定所述信号波动特征量的信号波动起始时间点、信号波动结束时间点和信号波动幅度值;若所述信号分量的信号波动特征量的信号波动起始时间点到信号波动结束时间点之间的信号波动幅度值在预设的信号波动幅度值范围内,则确定与所述信号分量相应的设备的运行状态为正常运行状态。
本发明实施例的第三方面提供了一种电力设备联网监控装置,包括:
获取单元,用于获取所述用电网络总开关处或分开关处的电信号;
匹配单元,用于通过预定算法将所述电信号分解成具有不同特征的信号分量,根据所述信号分量的不同特征与所述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定各个电力设备所对应的信号分量;
确定单元,用于基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态;
发送单元,用于将所述运行状态发送给与相应电力设备关联的用户终端。
本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序,上述计算机程序被处理器执行时实现上述第二方面或者上述第二方面任一可能实现方式中提及的电力设备联网监控方法。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:在本发明技术方案中,上述检测装置用于对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,获取所述用电网络总开关处或分开关处的电信号,上述服务器用于通过预定算法将所述电信号分解成具有不同特征的信号分量,根据所述信号分量的不同特征与所述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定各个电力设备所对应的信号分量;最后可以基于各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,并将所述运行状态发送给所述电网中相应电力设备对应的用户终端。由于是基于用电网络总开关处或分开关处的电信号确定用电网络中相应电力设备的运行状态,因此通过本申请方案无需在用电网络中布置大量的电信号检测装置,从而可减少了电力设备监控系统的建设成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1-a是本发明实施例一提供的电力设备联网监控系统示例图;
图1-b是本发明实施例一提供的电力设备联网监控系统具体示例图;
图2是本发明实施例二提供的电力设备联网监控方法的流程示意图;
图3是本发明实施例三提供的电力设备联网监控装置的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明实施例。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
应理解,下述方法实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对各实施例的实施过程构成任何限定。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
实施例一
本发明实施例一提供的一种电力设备联网监控系统,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,如图1-a所示,本发明实施例一中的电力设备联网监控系统100包括:检测装置102、服务器103和用户终端104,上述检测装置102、服务器103和用户终端104通过互联网通信连接构成上述电力设备101的联网监控系统100。
上述检测装置102,用于对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取上述用电网络总开关处或分开关处的电信号;
本发明实施例中,上述检测装置102可以基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获得上述用电网络总开关处或分开关处的电信号,其中,上述传感器设置在上述用电网络总开关处或分开关处。在一种应用场景下,可以由服务器通过网络触发上述传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取上述用电网络总开关处或分开关处的电信号。例如,由服务器向上述传感器的控制装置通过网络发送采样指令,以便上述控制装置在上述采样指令的指示下,触发上述传感器对用电总开关处或分开关处的电信号进行采样,并在获得上述用电网络总开关处或分开关处的电信号后通过网络上传给上述服务器。在另一种应用场景下,也可以由上述传感器的控制装置实时对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,并在获得上述用电网络总开关处或分开关处的电信号后通过网络上传给上述服务器。
可选的,如图1-b所示,上述传感器的类型包括但不限于电流传感器1021和电压传感器1022,上述电流传感器1021和电压传感器1022可包含一个或多个采样通道。上述基于预设的传感器102对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样可以包括:基于上述电流传感器1021的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电流信号进行采样;和/或,基于上述电压传感器1022的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电压信号进行采样。当电流传感器1021和电压传感器1022具有多个采样通道时,这些采样通道通过时钟控制,使得各个通道的采样数据严格同步,例如当用电网络使用的是三相电传输时,上述电流传感器1021或电压传感器1022通过三个采样通道,这三个采样通道通过时钟控制使得三个通道的采样数据严格同步,使得对不同相线采样的及时信号不会产生延时现象。且该电流传感器1021和电压传感器1022均带有网络通信功能,与服务器103可以实时通信,将所采样的电信号根据服务器103的需要实时同步传送到服务器103上,具体的上述服务器103可以是云服务器1031。
当然,本发明实施例中,也可以通过直接测取的方式对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取该用电网络总开关处或分开关处的电信号,本发明实施例中不对用电网络总开关处或分开关处的电信号采样方式进行限定。
上述服务器103,用于通过预定算法将所述电信号分解成具有不同特征的信号分量,根据所述信号分量的不同特征与所述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定各个电力设备所对应的信号分量;
可选的,上述电力设备101可包括多个电力设备:电力设备1至电力设备n,其中n≧1,例如,如图1-b所示中电力设备101包括,电力设备1、电力设备2、电力设备3和电力设备4,即上述n=4。
可选的,上述通过预定算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量可以为:在服务器103上根据小波变换算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量。由于小波变换算法是时间(空间)频率的局部化分析算法,它通过伸缩平移运算对信号函数)逐步进行多尺度细化,从而可聚焦到信号的任意细节,小波变换算法可以利用多个小波基函数对原始信号进行分解得到不同尺度的多个信号分量,各个尺度上的信号分量可以反应原始信号的不同频率、相位和幅度的成分,且各个信号分量是原始信号分解后投影到小波基函数张成的。因此利用小波变换算法将电信号分解到不同尺度上得到多个信号分量,各个尺度上的信号分量可以反应电信号的不同频率、相位和幅度的成分;另一方面由于在用电网络中电流和电压经过不同电力设备会产生在频率、相位和幅度等特征上表现不同的参考信号分量,这些在频率、相位和幅度上具有不同特征的参考信号分量在用电网络中合成了上述电信号,由于对电信号分解后得到的信号分量可以反应出电信号的不同频率、相位和幅度的成分,即分解后的信号分量可以反应出不同电力设备的参考信号分量。预先建立参考表包含:各个电力设备产生的参考信号分量与电信号进行分解后得到的信号分量的对应关系信息,因此可以通过参考表中的对应关系确定各个电力设备所对应的信号分量。
或者,上述通过预定算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量也可以为:由服务器103基于傅里叶变换算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量。
当然,本发明实施例中也可以采用其它算法对电信号进行分解,此处不做限定。
上述服务器103基于上述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,并将所述运行状态发送给与相应电力设备关联的用户终端。
可选的,上述根据所述各个电力设备所对应的信号分量,可以确定所述信号分量的信号特征量,所述信号特征量包括信号波动特征量、信号频率特征量和信号功率特征量。
若确定所述信号分量的信号特征量为信号波动特征量时,根据所述各个电力设备所对应信号分量的信号波动特征量,确定所述信号波动特征量的信号波动起始时间点、信号波动结束时间点和信号波动幅度值;若所述信号波动特征量的信号波动起始时间点到信号波动结束时间点之间的信号波动幅度值在预设的信号波动幅度值范围内,则确定与所述信号分量相应的电力设备的运行状态为正常运行状态。
在一种应用场景中,上述确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,基于上述各个电力设备所对应信号分量的信号波动特征量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,具体可以为对各个电力设备所对应的信号分量确定后,再计算上述信号分量的信号波动起始时间点、信号波动结束时间点和信号波动幅度值,对上述信号分量求一次偏导和二次偏导。由数学理论可知,信号分量二次偏导的第一个零点对应信号分量第一次波动的起始时间点,信号分量二次偏导的第二个零点对应信号分量第一次波动的结束时间点,由信号分量第一次波动的起始时间点和结束时间点可知信号分量第一次波动的时间。若信号分量第一次波动的时间内的信号波动幅度值是属于预设的正常信号波动幅度值范围内,则可以确定与上述信号分量相应的电力设备的运行状态为正常运行状态;若信号分量第一次波动的时间内的信号波动幅度值是不属于预设的正常信号波动幅度值范围内,则可以确定与上述信号分量相应的电力设备的运行状态为非正常运行状态,并将运行状态结果发送给与相应电力设备关联的用户终端。
在另一种应用场景中,上述确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,基于上述各个电力设备所对应信号分量的信号波动特征量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,还可以是:例如若与电力设备1相对应的电压信号分量在一定时间内的电压信号波动特征量UT=U1+U2+…Un,其中,UT表示在时间T内电压信号波动特征量,U1表示在时间T内电压信号第一个波动特征量,U2表示电压信号在时间T内第二次个波动特征量,Un表示电压信号在时间T内最后一个波动特征量。与电力设备1相对应的电流信号分量在一定时间内的电流信号波动特征量IT=I1+I2+…In,其中,IT表示在时间T内电流信号波动特征量,I1表示在时间T内电流信号第一个波动特征量,I2表示电流信号在时间T内第二个波动特征量,In表示电流信号在时间T内最后一个波动特征量。则与电力设备1对应的电压和电流信号分量在T时间内的总的信号分量波动特征量为JT=w1×UT+w2×IT,其中,w1和w2是对应电压信号波动特征量和电流信号波动特征量在计算中所占的权值。当与电力设备1对应的电压和电流信号分量在时间T内总的信号波动特征量值是在某个设定的总的信号波动特征量值范围内,则可以确定是电力设备1的某种运行状态引起的波动;当与电力设备1对应的电压和电流信号分量在时间T内总的信号波动特征量值不在某个设定的总的信号波动特征量值范围内,则可以确定不是电力设备1的某种运行状态引起的波动。进一步的,还可根据电力设备1对应的其它信号分量计算信号波动特征量,获取其它信号分量只需在上述用电网络中增加对应的其它信号的传感器对其进行采样即可,例如温度传感器等,此处不做限定。
当然,上述确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,也可以基于上述各个电力设备所对应信号分量的其它特征量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,例如频谱、功率等特征量,此处不做限定。
在本发明实施例中,上述用户终端104可包括多个用户终端(例如,用户终端1至用户终端n,其中n≧1)。例如,如图1-b所示,上述用户终端104可以是各个电力设备对应用户的手机、个人计算机(Personal Computer,PC)、便携PC和平板电脑(Portable And Device,PAD),若在上述服务器103上预先登记电力设备1所对应的用户终端为手机,则当确定出电力设备1的运行状态结果,可将该运行状态结果通过固定网络或者移动网络发送给电力设备1在服务器上登记过的该手机。当然,在其它实施例中上述用户终端可以是其它可以和上述服务器103通信的移动终端,此处不做限定。
由此可见,本发明实施例中通过检测装置对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,使得服务器可以获取上述用电网络总开关处或分开关处的电信号,再通过预定算法将上述电信号分解成具有不同特征的信号分量,根据上述信号分量的不同特征与上述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定各个电力设备所对应的信号分量;最后可以基于各个电力设备所对应的信号分量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,并将上述运行状态发送给上述电网中相应电力设备对应的用户终端。由于是基于用电网络总开关处或分开关处的电信号确定用电网络中相应设备的运行状态,因此通过本申请方案无需在一个用电网络中布置大量的电信号检测装置,从而可减少了电力设备监控系统的建设成本。
实施例二
本发明实施例提供的一种电力设备联网监控方法的流程示意图,如图2所示,本发明实施例中的电力设备联网监控方法包括:
步骤201、对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取所述用电网络总开关处或分开关处的电信号;
本发明实施例中,可以基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获得上述用电网络总开关处或分开关处的电信号,其中,上述传感器设置在上述用电网络总开关处或分开关处。在一种应用场景下,可以由服务器通过网络触发上述传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取上述用电网络总开关处或分开关处的电信号。例如,由服务器向上述传感器的控制装置通过网络发送采样指令,以便上述控制装置在上述采样指令的指示下,触发上述传感器对用电总开关处或分开关处的电信号进行采样,并在获得上述用电网络总开关处或分开关处的电信号后通过网络上传给上述服务器。在另一种应用场景下,也可以由上述传感器的控制装置实时对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,并在获得上述用电网络总开关处或分开关处的电信号后通过网络上传给上述服务器。
可选的,上述传感器类型包括但不限于电流传感器和电压传感器,上述电流传感器和电压传感器可包含一个或多个采样通道。上述基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样可以包括:基于上述电流传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电流信号进行采样;和/或,基于上述电压传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电压信号进行采样。当电流传感器和电压传感器具有多个采样通道时,这些采样通道通过时钟控制,使得各个通道的采样数据严格同步,例如当用电网络使用的是三相电传输时,上述电流传感器或电压传感器通过三个采样通道,这三个采样通道通过时钟控制使得三个通道的采样数据严格同步,使得对不同相线采样的及时信号不会产生延时现象。且该电流和电压传感器均带有网络通信功能,与服务器可以实时通信,将所采样的电信号根据服务器的需要实时同步传送到服务器上。
当然,本发明实施例中,也可以通过直接测取的方式对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取该用电网络总开关处或分开关处的电信号,本发明实施例中不对用电网络总开关处或分开关处的电信号采样方式进行限定。
步骤202、通过预定算法将所述电信号分解成具有不同特征的信号分量,根据所述信号分量的不同特征与所述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定各个电力设备所对应的信号分量;
可选的,上述通过预定算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量可以为:在服务器上根据小波变换算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量。由于小波变换算法是时间(空间)频率的局部化分析算法,它通过伸缩平移运算对信号函数)逐步进行多尺度细化,从而可聚焦到信号的任意细节,小波变换算法可以利用多个小波基函数对原始信号进行分解得到不同尺度的多个信号分量,各个尺度上的信号分量可以反应原始信号的不同频率、相位和幅度的成分,且各个信号分量是原始信号分解后投影到小波基函数张成的。因此利用小波变换算法将电信号分解到不同尺度上得到多个信号分量,各个尺度上的信号分量可以反应电信号的不同频率、相位和幅度的成分;另一方面由于在用电网络中电流和电压经过不同电力设备会产生在频率、相位和幅度等特征上表现不同的参考信号分量,这些在频率、相位和幅度上具有不同特征的参考信号分量在用电网络中合成了上述电信号,由于对电信号分解后得到的信号分量可以反应出电信号的不同频率、相位和幅度的成分,即分解后的信号分量可以反应出不同设备的参考信号分量。预先建立参考表包含:各个电力设备产生的参考信号分量与电信号进行分解后得到的信号分量的对应关系信息,因此可以通过参考表中的对应关系确定各个电力设备所对应的信号分量。
或者,上述通过预定算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量也可以为:由服务器基于傅里叶变换算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量。
当然,本发明实施例中也可以采用其它算法对电信号进行分解,此处不做限定。
步骤203、基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,并将所述运行状态发送给与相应电力设备关联的用户终端;
可选的,上述根据所述各个电力设备所对应的信号分量,可以确定所述信号分量的信号特征量,所述信号特征量包括信号波动特征量、信号频率特征量和信号功率特征量。
若确定所述信号分量的信号特征量为信号波动特征量时,根据所述各个电力设备所对应信号分量的信号波动特征量,确定所述信号波动特征量的信号波动起始时间点、信号波动结束时间点和信号波动幅度值;若所述信号波动特征量的信号波动起始时间点到信号波动结束时间点之间的信号波动幅度值在预设的信号波动幅度值范围内,则确定与所述信号分量相应的电力设备的运行状态为正常运行状态。
在一种应用场景中,在步骤203中,上述确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,基于上述各个电力设备所对应信号分量的信号波动特征量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,具体可以为对各个电力设备所对应的信号分量确定后,再计算上述信号分量的信号波动起始时间点、信号波动结束时间点和信号波动幅度值,对上述信号分量求一次偏导和二次偏导。由数学理论可知,信号分量二次偏导的第一个零点对应信号分量第一次波动的起始时间点,信号分量二次偏导的第二个零点对应信号分量第一次波动的结束时间点,由信号分量第一次波动的起始时间点和结束时间点可知信号分量第一次波动的时间。若信号分量第一次波动的时间内的信号波动幅度值是属于预设的正常信号波动幅度值范围内,则可以确定与上述信号分量相应的电力设备的运行状态为正常运行状态;若信号分量第一次波动的时间内的信号波动幅度值是不属于预设的正常信号波动幅度值范围内,则可以确定与上述信号分量相应的电力设备的运行状态为非正常运行状态,并将运行状态结果发送给与相应电力设备关联的用户终端。
在另一种应用场景中,在步骤203中,基于上述各个电力设备所对应的信号分量的信号波动特征量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,还可以是:例如若与电力设备1相对应的电压信号分量在一定时间内的电压信号波动特征量UT=U1+U2+…Un,其中,UT表示在时间T内电压信号波动特征量,U1表示在时间T内电压信号第一个波动特征量,U2表示电压信号在时间T内第二个波动特征量,Un表示电压信号在时间T内最后一个波动特征量。与电力设备1相对应的电流信号分量在一定时间内的电流信号波动特征量IT=I1+I2+…In,其中,IT表示在时间T内电流信号波动特征量,I1表示在时间T内电流信号第一个波动特征量,I2表示电流信号在时间T内第二个波动特征量,In表示电流信号在时间T内最后一个波动特征量。则与电力设备1对应的电压和电流信号分量在T时间内的总的信号分量波动特征量为JT=w1×UT+w2×IT,其中,w1和w2是对应电压信号波动特征量和电流信号波动特征量在计算中所占的权值。当与电力设备1对应的电压和电流信号分量在时间T内总的信号波动特征量值是在某个设定的总的信号波动特征量值范围内,则可以确定是电力设备1的某种运行状态引起的波动;当与电力设备1对应的电压和电流信号分量在时间T内总的信号波动特征量值不在某个设定的波动特征量值范围内,则可以确定不是电力设备1的某种运行状态引起的波动。进一步的,还可根据电力设备1对应的其它信号分量计算信号波动特征量,获取其它信号分量只需在上述用电网络中增加对应的其它信号的传感器对其进行采样即可,例如温度传感器等,此处不做限定。
当然,上述确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,也可以基于上述各个电力设备所对应信号分量的其它特征量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,例如频谱、功率等特征量,此处不做限定。
在本发明实施例中,上述用户终端可包括多个用户终端(例如,用户终端1至用户终端n,其中n≧1)。用户终端可以是与各个电力设备对应用户的手机、个人计算机(Personal Computer,PC)、便携PC和平板电脑(Portable And Device,PAD),例如在上述服务器上预先登记电力设备1所对应的用户终端为手机,则当确定出电力设备1的运行状态结果,可将该运行状态结果通过固定网络或者移动网络发送给电力设备1在服务器上登记过的该手机。当然,在其它实施例中上述用户终端可以是其它可以和上述服务器通信的移动终端,此处不做限定。
由此可见,本发明实施例中对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,获取上述用电网络总开关处或分开关处的电信号,通过预定算法将上述电信号分解成具有不同特征的信号分量,根据上述信号分量的不同特征与上述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定各个电力设备所对应的信号分量;最后可以基于各个电力设备所对应的信号分量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,并将上述运行状态发送给上述电网中相应电力设备对应的用户终端。由于是基于用电网络总开关处或分开关处的电信号确定用电网络中相应电力设备的运行状态,因此通过本申请方案无需在一个用电网络中布置大量的电信号检测装置,从而可减少了电力设备监控系统的建设成本。
实施例三
本发明实施例所提供一种电力设备联网监控装置的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,如图3所示,本发明实施例中的电力设备联网监控装置300包括:获取单元301,匹配单元302,确定单元303和发送单元304。
获取单元301,用于获取所述用电网络总开关处或分开关处的电信号;
在一种应用场景下,可以由服务器通过网络触发传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取上述用电网络总开关处或分开关处的电信号。例如,由服务器向上述传感器的控制装置通过网络发送采样指令,以便上述控制装置在上述采样指令的指示下,触发上述传感器对用电总开关处或分开关处的电信号进行采样,并在获得上述用电网络总开关处或分开关处的电信号后通过网络上传给上述服务器。在另一种应用场景下,也可以由上述传感器的控制装置实时对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,并在获得上述用电网络总开关处或分开关处的电信号后通过网络上传给上述服务器。
可选的,上述传感器类型包括但不限于电流传感器和电压传感器,上述电流传感器和电压传感器可包含一个或多个采样通道。上述基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样可以包括:基于上述电流传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电流信号进行采样;和/或,基于上述电压传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电压信号进行采样。当电流传感器和电压传感器具有多个采样通道时,这些采样通道通过时钟控制,使得各个通道的采样数据严格同步,例如当用电网络使用的是三相电传输时,上述电流传感器或电压传感器通过三个采样通道,这三个采样通道通过时钟控制使得三个通道的采样数据严格同步,使得对不同相线采样的及时信号不会产生延时现象。且该电流和电压传感器均带有网络通信功能,与服务器可以实时通信,将所采样的电信号根据服务器的需要实时同步传送到服务器上。
当然,本发明实施例中,也可以通过直接测取的方式对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取该用电网络总开关处或分开关处的电信号,本发明实施例中不对用电网络总开关处或分开关处的电信号采样方式进行限定。
匹配单元302,用于通过预定算法将所述电信号分解成具有不同特征的信号分量,根据所述信号分量的不同特征与所述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定各个电力设备所对应的信号分量;
可选的,上述匹配单元302可用于通过预定算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量可以为:在服务器上根据小波变换算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量。由于小波变换算法是时间(空间)频率的局部化分析算法,它通过伸缩平移运算对信号函数)逐步进行多尺度细化,从而可聚焦到信号的任意细节,小波变换算法可以利用多个小波基函数对原始信号进行分解得到不同尺度的多个信号分量,各个尺度上的信号分量可以反应原始信号的不同频率、相位和幅度的成分,且各个信号分量是原始信号分解后投影到小波基函数张成的。因此利用小波变换算法将电信号分解到不同尺度上得到多个信号分量,各个尺度上的信号分量可以反应电信号的不同频率、相位和幅度的成分;另一方面由于在用电网络中电流和电压经过不同电力设备会产生在频率、相位和幅度等特征上表现不同的参考信号分量,这些在频率、相位和幅度上具有不同特征的参考信号分量在用电网络中合成了上述电信号,由于对电信号分解后得到的信号分量可以反应出电信号的不同频率、相位和幅度的成分,即分解后的信号分量可以反应出不同设备的参考信号分量。预先建立参考表包含:各个电力设备产生的参考信号分量与电信号进行分解后得到的信号分量的对应关系信息,因此可以通过参考表中的对应关系确定各个电力设备所对应的信号分量。
或者,上述匹配单元302通过预定算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量也可以为:由服务器基于傅里叶变换算法将电信号分解成具有不同特征的信号分量。
当然,本发明实施例中也可以采用其它算法对电信号进行分解,此处不做限定。
确定单元303,用于基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态;
可选的,上述根据所述各个电力设备所对应的信号分量,可以确定所述信号分量的信号特征量,所述信号特征量包括信号波动特征量、信号频率特征量和信号功率特征量。
若确定所述信号分量的信号特征量为信号波动特征量时,根据所述各个电力设备所对应信号分量的信号波动特征量,确定所述信号波动特征量的信号波动起始时间点、信号波动结束时间点和信号波动幅度值;若所述信号波动特征量的信号波动起始时间点到信号波动结束时间点之间的信号波动幅度值在预设的信号波动幅度值范围内,则确定与所述信号分量相应的电力设备的运行状态为正常运行状态。
在一种应用场景中,上述确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,基于上述各个电力设备所对应信号分量的信号波动特征量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,确定单元303,具体可以为对各个电力设备所对应的信号分量确定后,再计算上述信号分量的信号波动起始时间点、信号波动结束时间点和信号波动幅度值,对上述信号分量求一次偏导和二次偏导。由数学理论可知,信号分量二次偏导的第一个零点对应信号分量第一次波动的起始时间点,信号分量二次偏导的第二个零点对应信号分量第一次波动的结束时间点,由信号分量第一次波动的起始时间点和结束时间点可知信号分量第一次波动的时间。若信号分量第一次波动的时间内的信号波动幅度值是属于预设的正常信号波动幅度值范围内,则可以确定与上述信号分量相应的电力设备的运行状态为正常运行状态;若信号分量第一次波动的时间内的信号波动幅度值是不属于预设的正常信号波动幅度值范围内,则可以确定与上述信号分量相应的电力设备的运行状态为非正常运行状态。
在另一种应用场景中,确定单元303,用于基于上述各个电力设备所对应的信号分量的信号波动特征量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,还可以是:例如若与电力设备1相对应的电压信号分量在一定时间内的电压信号波动特征量UT=U1+U2+…Un,其中,UT表示在时间T内电压信号波动特征量,U1表示在时间T内电压信号第一个波动特征量,U2表示电压信号在时间T内第二个波动特征量,Un表示电压信号在时间T内最后一个波动特征量。与电力设备1相对应的电流信号分量在一定时间内的电流信号波动特征量IT=I1+I2+…In,其中,IT表示在时间T内电流信号波动特征量,I1表示在时间T内电流信号第一个波动特征量,I2表示电流信号在时间T内第二个波动特征量,In表示电流信号在时间T内最后一个波动特征量。则与电力设备1对应的电压和电流信号分量在T时间内的总的信号分量波动特征量为JT=w1×UT+w2×IT,其中,w1和w2是对应电压信号波动特征量和电流信号波动特征量在计算中所占的权值。当与电力设备1对应的电压和电流信号分量在时间T内总的信号波动特征量值是在某个设定的总的波动特征量值范围内,则可以确定该是电力设备1的某个运行状态引起的波动;当与电力设备1对应的电压和电流信号分量在时间T内总的信号波动特征量值不在某个设定的波动特征量值范围内,则可以确定不是电力设备1的某种运行状态引起的波动。进一步的,还可根据电力设备1对应的其它信号分量进行计算信号波动特征量,获取其它信号分量只需在上述用电网络中增加对应的其它信号的传感器对其进行采样即可,例如温度传感器等,此处不做限定。
当然,确定单元303也可以基于上述各个电力设备对应信号分量的其它特征量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,例如频谱、功率等特征量,此处不做限定。
发送单元304,用于将所述运行状态发送给与相应电力设备关联的用户终端。
发送单元304,可用于将上述运行状态结果发送给与相应电力设备关联的用户终端。上述用户终端可包括多个用户终端(例如,用户终端1至用户终端n,其中n≧1)。用户终端可以是与各个电力设备对应用户的手机、个人计算机(Personal Computer,PC)、便携PC和平板电脑(Portable And Device,PAD),例如在上述服务器上预先登记电力设备1所对应的用户终端为手机,则当确定出电力设备1的运行状态结果,可将该运行状态结果通过固定网络或者移动网络发送给电力设备1在服务器上登记过的该手机。当然,在其它实施例中上述用户终端可以是其它可以和上述服务器通信的移动终端,此处不做限定。
由此可见,本发明实施例中通过获取单元获取上述用电网络总开关处或分开关处的电信号,匹配单元通过预定算法将上述电信号分解成具有不同特征的信号分量,根据上述信号分量的不同特征与上述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定各个电力设备所对应的信号分量;最后可以用确定单元基于各个电力设备所对应的信号分量确定上述用电网络中相应电力设备的运行状态,并通过发送单元将上述运行状态发送给上述电网中相应电力设备对应的用户终端。由于是基于用电网络总开关处或分开关处的电信号确定用电网络中相应电力设备的运行状态,因此通过本申请方案无需在一个用电网络中布置大量的电信号检测装置,从而可减少了电力设备监控系统的建设成本。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将上述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,上述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,上述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中,上述计算机程序包括计算机程序代码,上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。上述计算机可读介质可以包括:能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,上述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: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;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电力设备联网监控系统,其特征在于,所述电力设备联网监控系统包括:检测装置、服务器和用户终端,所述检测装置、服务器和用户终端通过互联网通信连接构成电力设备的联网监控系统:
所述检测装置,用于实时对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取所述用电网络总开关处或分开关处的电信号;
所述服务器,用于通过预定算法将所述电信号分解成具有不同特征不同尺度的一个以上信号分量,所述信号分量反应所述电信号的不同频率、相位和幅度的成分,根据所述信号分量的不同特征与所述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定所述各个电力设备所对应的信号分量;
所述服务器基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,并将所述运行状态发送给与相应电力设备关联的用户终端,所述运行状态包含正常运行状态和非正常运行状态。
2.如权利要求1所述的电力设备联网监控系统,其特征在于,所述检测装置具体用于:
基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,所述传感器设置在所述用电网络总开关处或分开关处。
3.如权利要求2所述的电力设备联网监控系统,其特征在于,所述传感器包括电流传感器和/或电压传感器;
所述基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样包括:
基于所述电流传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电流信号进行采样;
和/或,
基于所述电压传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电压信号进行采样。
4.如权利要求1至3任一项所述的电力设备联网监控系统,其特征在于,所述服务器基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,包括:
根据所述各个电力设备所对应的信号分量,确定所述信号分量的信号特征量,所述信号特征量包括信号波动特征量、信号频率特征量和信号功率特征量;
若确定所述信号分量的信号特征量为信号波动特征量时,根据所述各个电力设备所对应信号分量的信号波动特征量,确定所述信号波动特征量的信号波动起始时间点、信号波动结束时间点和信号波动幅度值;若所述信号波动特征量的信号波动起始时间点到信号波动结束时间点之间的信号波动幅度值在预设的信号波动幅度值范围内,则确定与所述信号分量相应的电力设备的运行状态为正常运行状态。
5.一种电力设备联网监控方法,其特征在于,所述电力设备联网监控方法包括:
实时对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,以获取所述用电网络总开关处或分开关处的电信号;
通过预定算法将所述电信号分解成具有不同特征不同尺度的一个以上信号分量,所述信号分量反应所述电信号的不同频率、相位和幅度的成分,根据所述信号分量的不同特征与所述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定所述各个电力设备所对应的信号分量;
基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,并将所述运行状态发送给与相应电力设备关联的用户终端,所述运行状态包含正常运行状态和非正常运行状态。
6.如权利要求5所述的电力设备联网监控方法,其特征在于,所述对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样具体用于:
基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样,所述传感器设置在所述用电网络总开关处或分开关处。
7.如权利要求6所述的电力设备联网监控方法,其特征在于,所述传感器包括电流传感器和/或电压传感器;
所述基于预设的传感器对用电网络总开关处或分开关处的电信号进行采样包括:
基于所述电流传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电流信号进行采样;
和/或,
基于所述电压传感器的至少一个采样通道对用电网络总开关处或分开关处的电压信号进行采样。
8.如权利要求5至7任一项所述的电力设备联网监控方法,其特征在于,所述基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,包括:
根据所述各个电力设备所对应的信号分量,确定所述信号分量的信号特征量,所述信号特征量包括信号波动特征量、信号频率特征量和信号功率特征量;
若确定所述信号分量的信号特征量为信号波动特征量时,根据所述各个电力设备所对应信号分量的信号波动特征量,确定所述信号波动特征量的信号波动起始时间点、信号波动结束时间点和信号波动幅度值;若所述信号波动特征量的信号波动起始时间点到信号波动结束时间点之间的信号波动幅度值在预设的信号波动幅度值范围内,则确定与所述信号分量相应的电力设备的运行状态为正常运行状态。
9.一种电力设备联网监控装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于实时获取用电网络总开关处或分开关处的电信号;
匹配单元,用于通过预定算法将所述电信号分解成具有不同特征不同尺度的一个以上信号分量,所述信号分量反应所述电信号的不同频率、相位和幅度的成分,根据所述信号分量的不同特征与所述用电网络中各个电力设备预设的参考信号分量的特征进行匹配,以确定各个电力设备所对应的信号分量;
确定单元,用于基于所述各个电力设备所对应的信号分量确定所述用电网络中相应电力设备的运行状态,所述运行状态包含正常运行状态和非正常运行状态;
发送单元,用于将所述运行状态发送给与相应电力设备关联的用户终端。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5至8任一项所述方法的步骤。
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