CN109085442B - 一种基于区块链的变压器监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于区块链的变压器监测系统，包括区块链子系统和变压器监测子系统，所述区块链子系统用于向变压器监测子系统提供底层区块链技术支持，所述变压器监测子系统基于区块链对变压器进行监测。本发明的有益效果为：提供了一种基于区块链的变压器监测系统，通过对变压器数据进行采集和处理，实现了变压器的状态评估，进一步的，根据变压器的状态评估结果，实现了变压器的监测。
Description
技术领域
本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种基于区块链的变压器监测系统。
背景技术
输变电设备的安全稳定运行，是电力系统安全的重要方面，也是坚强智能电网的重要组成部分。对输变电设备施行状态检修，是保证电网安全运行的有效措施和重要手段。状态检修以在线监测及带电检测技术为基础，实时或定时地通过在线监测或带电检测手段获得表征设备状态的信息量，结合历史记录和预防性试验等数据资料，检测设备是否存在异常情况，对设备整体状态进行评估，并根据结果对设备进行针对性检修。变压器是电网中最重要、最昂贵的输变电变压器之一，若其发生故障，可能造成巨大的变压器资产损失和停电损失，产生恶劣的化会影响。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种基于区块链的变压器监测系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种基于区块链的变压器监测系统，包括区块链子系统和变压器监测子系统，所述区块链子系统用于向变压器监测子系统提供底层区块链技术支持，所述变压器监测子系统基于区块链对变压器进行监测，所述变压器监测子系统包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、数据处理模块和监测模块，所述第一数据采集模块利用传感器采集反映变压器状态的物理量或化学量，并转换为电信号发送至第二数据采集模块，所述第二数据采集模块用于接收传感器传来的电信号，对信号幅值进行调整和对干扰信号进行抑制然后对信号进行数模转换完成数据的采集，并将采集的数据发送至数据处理模块，所述数据处理模块根据采集的数据对变压器的状态进行评估，所述监测模块根据状态评估结果对变压器进行监测。
本发明的有益效果为：提供了一种基于区块链的变压器监测系统，通过对变压器数据进行采集和处理，实现了变压器的状态评估，进一步的，根据变压器的状态评估结果，实现了变压器的监测。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图；
附图标记：
区块链子系统1、变压器监测子系统2。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
第一优选实施例：
参见图1，本实施例的一种基于区块链的变压器监测系统，包括区块链子系统1和变压器监测子系统2，所述区块链子系统1用于向变压器监测子系统2提供底层区块链技术支持，所述变压器监测子系统2基于区块链对变压器进行监测，所述变压器监测子系统2包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、数据处理模块和监测模块，所述第一数据采集模块利用传感器采集反映变压器状态的物理量或化学量，并转换为电信号发送至第二数据采集模块，所述第二数据采集模块用于接收传感器传来的电信号，对信号幅值进行调整和对干扰信号进行抑制然后对信号进行数模转换完成数据的采集，并将采集的数据发送至数据处理模块，所述数据处理模块根据采集的数据对变压器的状态进行评估，所述监测模块根据状态评估结果对变压器进行监测。
本实施例提供了一种基于区块链的变压器监测系统，通过对变压器数据进行采集和处理，实现了变压器的状态评估，进一步的，根据变压器的状态评估结果，实现了变压器的监测。
优选的，所述传感器预埋在变压器内部或安装在变压器外壳表面。
所述采集的数据通过有线或无线传输网络发送至数据处理模块。
所述有线网络为光纤。
所述无线网络为ZigBee无线网络。
所述数据处理模块包括第一数据处理子模块、第二数据处理子模块、第三数据处理子模块和状态评估子模块，所述第一数据处理子模块用于获取变压器的第一评估因子，所述第二数据处理子模块用于获取变压器的第二评估因子，所述第三数据处理子模块用于获取变压器的第三评估因子，所述状态评估子模块用于根据第一评估因子、第二评估因子和第三评估因子对变压器状态进行评估；
所述第一数据处理子模块用于获取变压器的第一评估因子，具体是：
采用下式计算变压器的第一评估因子：
在式子中，EH1表示变压器的第一评估因子，b1表示变压器油中溶解气体氢气含量，b2表示变压器油中溶解气体乙炔含量，b3表示变压器油中溶解气体一氧化碳绝对产气速率；所述变压器的第一评估因子越大，表示变压器油质绝缘结构发生故障的可能性越大；
所述第二数据处理子模块用于获取变压器的第二评估因子，具体是：
采用下式计算变压器的第二评估因子：
在式子中，EH2表示变压器的第二评估因子，c1表示变压器铁心电流，c2表示变压器绕组直流电阻不平衡率，c3表示变压器绕组吸收比，c4表示变压器绕组介损；所述变压器的第二评估因子越大，表示变压器绕组发生故障的可能性越大；
所述第三数据处理子模块用于获取变压器的第三评估因子，具体是：
采用下式计算变压器的第三评估因子：
在式子中，EH3表示变压器的第三评估因子，d1表示变压器绝缘油温度，d2表示变压器绝缘油酸碱度，d3表示变压器绝缘油击穿电压；所述变压器的第三评估因子越大，表示变压器绝缘油发生故障的可能性越大；
所述状态评估子模块用于根据第一评估因子、第二评估因子和第三评估因子对变压器状态进行评估，具体是：
计算变压器状态评估因子：EM＝μ1EH1+μ2EH2+μ3EH3；
在式子中，EM表示变压器状态评估因子，μ1、μ2、μ3表示EH1、EH2、EH3对应的权重因子，μ1+μ2+μ3＝1；所述变压器状态评估因子越大，表示变压器发生故障的可能性越大。
本优选实施例数据处理模块实现了变压器数据的准确处理并生成变压器状态评估因子对变压器状态进行评估，具体的，数据处理过程中，充分考虑了影响变压器油质绝缘结构、变压器绕组和变压器绝缘油的各个参数，有助于后续实现对变压器的准确监测。
优选的，所述各评估因子的权重值采用以下方式确定：
设有m种主观赋权方法和n种客观赋权方法对指标进行赋权，每种赋权方法都满足l为评估因子个数；
假设最优权重为[w1，w2，…，wl]，采用下式计算评估因子最优权重：
在式子中，H(wk)表示第k个评估因子权重函数，wk表示第k个评估因子最优权重，0≤wk≤1，k∈{1，2，…，l}，wik表示第i种主观赋权方法得到的第k个评估因子权重，wpk表示第p种客观赋权方法得到的第k个评估因子权重；
本优选实施例提出了一种主客观权重的最优权重确定方法，实现了变压器各评估因子的最优化权重获取。
优选的，所述监测模块根据状态评估结果对变压器进行监测，具体是：设定变压器状态评估因子阈值Z0，当变压器状态评估因子EM≥Z0时，对变压器进行检修。
本优选实施例监测模块实现了变压器状态的有效监测，通过设定变压器状态评估因子阈值Z0，便于对变压器进行及时检修。
第二优选实施例：
参见图1，本实施例的一种基于区块链的变压器监测系统，包括区块链子系统1和变压器监测子系统2，所述区块链子系统1用于向变压器监测子系统2提供底层区块链技术支持，所述变压器监测子系统2基于区块链对变压器进行监测，所述变压器监测子系统2包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、数据处理模块和监测模块，所述第一数据采集模块利用传感器采集反映变压器状态的物理量或化学量，并转换为电信号发送至第二数据采集模块，所述第二数据采集模块用于接收传感器传来的电信号，对信号幅值进行调整和对干扰信号进行抑制然后对信号进行数模转换完成数据的采集，并将采集的数据发送至数据处理模块，所述数据处理模块根据采集的数据对变压器的状态进行评估，所述监测模块根据状态评估结果对变压器进行监测。
本实施例提供了一种基于区块链的变压器监测系统，通过对变压器数据进行采集和处理，实现了变压器的状态评估，进一步的，根据变压器的状态评估结果，实现了变压器的监测。
优选的，所述传感器预埋在变压器内部或安装在变压器外壳表面。
所述采集的数据通过有线或无线传输网络发送至数据处理模块。
所述有线网络为光纤。
所述无线网络为ZigBee无线网络。
所述数据处理模块包括第一数据处理子模块、第二数据处理子模块、第三数据处理子模块和状态评估子模块，所述第一数据处理子模块用于获取变压器的第一评估因子，所述第二数据处理子模块用于获取变压器的第二评估因子，所述第三数据处理子模块用于获取变压器的第三评估因子，所述状态评估子模块用于根据第一评估因子、第二评估因子和第三评估因子对变压器状态进行评估；
所述第一数据处理子模块用于获取变压器的第一评估因子，具体是：
采用下式计算变压器的第一评估因子：
在式子中，EH1表示变压器的第一评估因子，b1表示变压器油中溶解气体氢气含量，b2表示变压器油中溶解气体乙炔含量，b3表示变压器油中溶解气体一氧化碳绝对产气速率；所述变压器的第一评估因子越大，表示变压器油质绝缘结构发生故障的可能性越大；
所述第二数据处理子模块用于获取变压器的第二评估因子，具体是：
采用下式计算变压器的第二评估因子：
在式子中，EH2表示变压器的第二评估因子，c1表示变压器铁心电流，c2表示变压器绕组直流电阻不平衡率，c3表示变压器绕组吸收比，c4表示变压器绕组介损；所述变压器的第二评估因子越大，表示变压器绕组发生故障的可能性越大；
所述第三数据处理子模块用于获取变压器的第三评估因子，具体是：
采用下式计算变压器的第三评估因子：
在式子中，EH3表示变压器的第三评估因子，d1表示变压器绝缘油温度，d2表示变压器绝缘油酸碱度，d3表示变压器绝缘油击穿电压；所述变压器的第三评估因子越大，表示变压器绝缘油发生故障的可能性越大；
所述状态评估子模块用于根据第一评估因子、第二评估因子和第三评估因子对变压器状态进行评估，具体是：
计算变压器状态评估因子：EM＝μ1EH1+μ2EH2+μ3EH3；
在式子中，EM表示变压器状态评估因子，μ1、μ2、μ3表示EH1、EH2、EH3对应的权重因子，μ1+μ2+μ3＝1；所述变压器状态评估因子越大，表示变压器发生故障的可能性越大。
本优选实施例数据处理模块实现了变压器数据的准确处理并生成变压器状态评估因子对变压器状态进行评估，具体的，数据处理过程中，充分考虑了影响变压器油质绝缘结构、变压器绕组和变压器绝缘油的各个参数，有助于后续实现对变压器的准确监测。
优选的，所述各评估因子的权重值采用以下方式确定：
设有m种主观赋权方法和n种客观赋权方法对指标进行赋权，每种赋权方法都满足l为评估因子个数；
假设最优权重为[w1，w2，…，wl]，采用下式计算评估因子最优权重：
在式子中，H(wk)表示第k个评估因子权重函数，wk表示第k个评估因子最优权重，0≤wk≤1，k∈{1，2，…，l}，wik表示第i种主观赋权方法得到的第k个评估因子权重，wpk表示第p种客观赋权方法得到的第k个评估因子权重；
本优选实施例提出了一种主客观权重的最优权重确定方法，实现了变压器各评估因子的最优化权重获取。
优选的，所述监测模块根据状态评估结果对变压器进行监测，具体是：设定变压器状态评估因子阈值Z0，当变压器状态评估因子EM≥Z0时，对变压器进行检修。
采用本发明基于区块链的变压器监测系统进行变压器监测，选取5个变压器进行实验，分别为变压器1、变压器2、变压器3、变压器4、变压器5，对监测准确率和监测成本进行统计，同现有技术相比，产生的有益效果如下表所示：
| 监测准确率提高 | 监测成本降低 | |
| 变压器1 | 29％ | 27％ |
| 变压器2 | 27％ | 26％ |
| 变压器3 | 26％ | 26％ |
| 变压器4 | 25％ | 24％ |
| 变压器5 | 24％ | 22％ |
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (2)
1.一种基于区块链的变压器监测系统，其特征在于，包括区块链子系统和变压器监测子系统，所述区块链子系统用于向变压器监测子系统提供底层区块链技术支持，所述变压器监测子系统基于区块链对变压器进行监测，所述变压器监测子系统包括第一数据采集模块、第二数据采集模块、数据处理模块和监测模块，所述第一数据采集模块利用传感器采集反映变压器状态的物理量或化学量，并转换为电信号发送至第二数据采集模块，所述第二数据采集模块用于接收传感器传来的电信号，对信号幅值进行调整和对干扰信号进行抑制然后对信号进行数模转换完成数据的采集，并将采集的数据发送至数据处理模块，所述数据处理模块根据采集的数据对变压器的状态进行评估，所述监测模块根据状态评估结果对变压器进行监测；所述传感器预埋在变压器内部或安装在变压器外壳表面；所述采集的数据通过有线或无线传输网络发送至数据处理模块，所述有线网络为光纤，所述无线网络为ZigBee无线网络；所述数据处理模块包括第一数据处理子模块、第二数据处理子模块、第三数据处理子模块和状态评估子模块，所述第一数据处理子模块用于获取变压器的第一评估因子，所述第二数据处理子模块用于获取变压器的第二评估因子，所述第三数据处理子模块用于获取变压器的第三评估因子，所述状态评估子模块用于根据第一评估因子、第二评估因子和第三评估因子对变压器状态进行评估；所述第一数据处理子模块用于获取变压器的第一评估因子，具体是：采用下式计算变压器的第一评估因子：
在式子中，EH1表示变压器的第一评估因子，b1表示变压器油中溶解气体氢气含量，b2表示变压器油中溶解气体乙炔含量，b3表示变压器油中溶解气体一氧化碳绝对产气速率；所述变压器的第一评估因子越大，表示变压器油质绝缘结构发生故障的可能性越大；所述第二数据处理子模块用于获取变压器的第二评估因子，具体是：采用下式计算变压器的第二评估因子：
在式子中，EH2表示变压器的第二评估因子，c1表示变压器铁心电流，c2表示变压器绕组直流电阻不平衡率，c3表示变压器绕组吸收比，c4表示变压器绕组介损；所述变压器的第二评估因子越大，表示变压器绕组发生故障的可能性越大；所述第三数据处理子模块用于获取变压器的第三评估因子，具体是：采用下式计算变压器的第三评估因子：
在式子中，EH3表示变压器的第三评估因子，d1表示变压器绝缘油温度，d2表示变压器绝缘油酸碱度，d3表示变压器绝缘油击穿电压；所述变压器的第三评估因子越大，表示变压器绝缘油发生故障的可能性越大。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的变压器监测系统，其特征在于，所述状态评估子模块用于根据第一评估因子、第二评估因子和第三评估因子对变压器状态进行评估，具体是：计算变压器状态评估因子：
EM＝μ1EH1+μ2EH2+μ3EH3
在式子中，EM表示变压器状态评估因子，μ1、μ2、μ3表示EH1、EH2、EH3对应的权重因子，μ1+μ2+μ3＝1；所述变压器状态评估因子越大，表示变压器发生故障的可能性越大。
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