CN109581115B - 一种配电网低电压诊断系统和诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配电网电压监测技术领域，具体涉及一种配电网低电压诊断系统和诊断方法，具体包括低电压综合诊断及分析预警单元，低电压综合诊断及分析预警单元包括依次建立通信连接的数据接入模块、数据清洗模块、数据服务模块和数据应用模块；数据接入模块用于获取电网运行的各项数据并输出；数据清洗模块用于对各项电网数据进行清洗并输出；数据服务模块用于对各项电网数据进行标准化处理并输出；数据应用模块基于各项标准化数据在低电压综合诊断及分析预警单元上显示电网运行状态及对电网运行状态进行异常诊断和异常预警，本发明创新了配电网运行状态监测方式，实现了对配电网低电压的有效诊断。

Description

一种配电网低电压诊断系统和诊断方法

技术领域

本发明涉及配电网电压监测技术领域，具体涉及一种配电网低电压诊断系统和诊断方法。

背景技术

我国局部地区由于居民居住分散，经济社会发展水平相对落后，依然存在由于电网网架不合理，电源点不足，变电站、线路、配电变压器、用户无功补偿配置不足，中低压供电线路供电半径过长等导致的低电压问题。低电压问题已逐渐成为配电网建设和发展过程中愈来愈重要的问题。

解决配电网低电压问题的首要任务是实现对配电网低电压的有效诊断，但现有技术中的配电网低电压诊断方式存在电压监测手段和方法不足、电压监测点不全面，使得对配变台区的电压分析不到位，无法及时采取有效措施等问题，所以迫切需要一种全新的配电网低电压诊断系统，以实现对配电网低电压的有效诊断。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种配电网低电压诊断系统和诊断方法，具体技术方案如下：

一种配电网低电压诊断系统包括低电压综合诊断及分析预警单元；所述低电压综合诊断及分析预警单元包括数据接入模块、数据清洗模块、数据服务模块和数据应用模块；所述数据接入模块、数据清洗模块、数据服务模块和数据应用模块依次连接；

所述数据接入模块与电网数据提供系统通信连接，用于获取电网运行的各项数据并输出至数据清洗模块；

所述数据清洗模块用于对数据接入模块输入的各项数据进行清洗并输出至数据服务模块；

所述数据服务模块用于对数据清洗模块输入的各项数据进行数据标准化处理并输出至数据应用模块；

所述数据应用模块，包括多个数据应用子模块，各数据应用子模块用于对应接收于数据服务模块输入的各项标准化数据，并对各自接收的标准化数据进行分析处理，进而实现对配电网低电压的诊断。

优选地，所述电网数据提供系统包括海量准实时数据服务系统、电网调度自动化系统、电能计量自动化系统、低电压监测系统和地理信息系统。

优选地，低电压监测系统包括电压监测装置、集抄系统和配电变压器监测系统。

优选地，所述电压监测装置包括电压监测仪。

优选地，所述集抄系统包括主站系统和多个与主站系统建立通信连接的终端设备，每个终端设备均用于采集对应负荷的用电信息，所述主站系统用于依据每个终端设备接收的用电信息统计各台区的用电情况。

优选地，所述终端设备包括智能电表。

优选地，所述地理信息系统包括地理信息获取模块，所述地理信息获取模块用于获取低电压监测系统中的各电压监测设备的监测位置。

优选地，所述数据服务模块包括分布式计算服务子模块、机器学习服务子模块、分布式存储服务子模块、数据服务子模块和认证服务子模块；

所述分布式计算服务子模块用于实现对输入数据的分布式计算并输出至机器学习服务子模块；

所述机器学习服务子模块与分布式计算服务子模块连接，用于根据分布式计算服务子模块中输入的各项数据建立电网运行数据库，并训练形成一数据识别模型，所述数据识别模型用于识别输入的数据，进而判断输入的各项数据的类型；

所述分布式存储服务子模块与机器学习服务子模块连接，用于实现对机器学习服务子模块输出的各项数据的分布式存储；

所述数据服务子模块与分布式存储服务子模块连接，用于实现数据服务模块与数据应用模块的通信连接；

所述认证服务子模块与数据服务子模块连接，用于对数据服务子模块传输的各项数据进行数据标准化处理并输出。

优选地，所述数据应用模块包括监测功能模块、管理功能模块、诊断功能模块和预警功能模块；

所述监测功能模块与数据服务模块连接，用于显示各电网数据提供系统监测到的各项监测数据并输出至管理功能模块；

所述管理功能模块与监测功能模块连接，用于控制和管理各电网数据提供系统；

所述诊断功能模块与管理功能模块连接，用于根据数据服务模块提供的数据诊断分析电网运行的异常情况，并根据诊断到的异常情况生成异常信号并输出至预警功能模块；

所述预警功能模块与诊断功能模块连接，用于根据诊断功能模块发送的异常信号进行提示报警。

一种配电网低电压诊断系统的诊断方法包括以下步骤：

步骤S1：所述数据接入模块从电网数据提供系统获取电网运行的各项数据并输出至数据清洗模块；

步骤S2：所述数据清洗模块对数据接入模块输入的各项数据进行清洗并输出至数据服务模块；

步骤S3：所述数据服务模块对数据清洗模块输入的各项数据进行标准化处理并输出至数据应用模块；

步骤S4：所述数据应用模块将数据服务模块输入的标准化数据对应输入到数据应用模块中设置的诊断功能模块和预警功能模块；

所述诊断功能模块基于输入的所述标准化数据，并根据预设的诊断规则，诊断分析所述电网的异常情况，并根据诊断到的异常情况生成异常信号；

所述预警功能模块则根据于所述诊断功能模块接收的所述异常信号，驱动预警装置提示报警。

本发明的有益效果为：本发明对配电网运行状态监测方式进行了创新，并结合相关数据算法，对监测到的各项电网数据比如配电网电压数据等进行综合分析处理，使得对配变台区的电压分析更加到位，实现了对配电网低电压的有效诊断，有利于工作人员及时采取有效措施。

附图说明

图1为本发明中一种配电网低电压诊断系统的结构示意图；

图2为本发明中一种配电网低电压诊断系统的诊断方法的流程示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种配电网低电压诊断系统包括低电压综合诊断及分析预警单元；低电压综合诊断及分析预警单元包括数据接入模块、数据清洗模块、数据服务模块和数据应用模块；数据接入模块、数据清洗模块、数据服务模块和数据应用模块依次连接。

数据接入模块与电网数据提供系统通信连接，用于获取电网运行的各项数据并输出至数据清洗模块。

数据清洗模块用于根据预设的数据清洗方法对数据接入模块输入的各项数据进行清洗并输出至数据服务模块。数据清洗方法为现有技术中存在的清洗方法，比如数据数值化、数据标准化等方法，由于数据清洗方法是现有技术，并且数据清洗方法也不是本发明要求全力保护的范围，所以在此不作详细阐述。

数据服务模块用于根据预设的数据标准化方法对数据清洗模块输入的各项数据进行数据标准化处理并输出至数据应用模块。数据标准化方法为现有技术，在此不作详细阐述。

数据服务模块包括分布式计算服务子模块、机器学习服务子模块、分布式存储服务子模块、数据服务子模块和认证服务子模块。

分布式计算服务子模块用于实现对输入数据的分布式计算并输出至机器学习服务子模块。

机器学习服务子模块与分布式计算服务子模块连接，用于根据分布式计算服务子模块中输入的各项数据建立电网运行数据库，并基于预设的学习方法训练形成一数据识别模型，数据识别模型用于识别输入的数据，进而判断输入的各项数据的类型，比如电压监测数据、电能计量数据、电网调度数据、电压监测装置所处的位置信息数据等。预设的学习方法包括基于神经网络的深度学习方法，所述学习方法为现有的数据训练方法，在此不作详细阐述。

分布式存储服务子模块与机器学习服务子模块连接，用于实现对机器学习服务子模块输出的各项数据的分布式存储。

数据服务子模块与分布式存储服务子模块连接，用于实现数据服务模块与数据应用模块的通信连接。

认证服务子模块与数据服务子模块连接，用于根据预设的数据标准化方法对数据服务子模块传输的各项数据进行数据标准化处理并输出。

数据应用模块包括多个数据应用子模块，各数据应用子模块用于对应接收于数据服务模块输入的各项标准化数据，并对各自接收的标准化数据进行分析处理，进而实现对配电网低电压的诊断，具体包括监测功能模块、管理功能模块、诊断功能模块和预警功能模块。

监测功能模块与数据服务模块连接，用于显示各电网数据提供系统监测到的各项监测数据并输出至管理功能模块。

管理功能模块与监测功能模块连接，用于控制和管理各电网数据提供系统。

诊断功能模块与管理功能模块连接，用于根据数据服务模块提供的数据诊断分析电网运行的异常情况，并根据诊断到的异常情况生成异常信号并输出至预警功能模块。异常情况包括电压异常、电能计量异常等情况。

预警功能模块与诊断功能模块连接，用于根据诊断功能模块发送的异常信号进行提示报警。

低电压综合诊断及分析预警单元可运行于计算机、手机等智能终端上，低电压综合诊断及分析预警单元包括一运行于智能终端的低电压综合诊断及分析预警平台，低电压综合诊断及分析预警平台具有一用户界面，工作人员可通过低电压综合诊断及分析预警平台实现对电网运行状态的实时监测显示、异常诊断和异常预警，也可实现对各电网数据提供设备的统一管理。例如，监测功能模块接收电网处于异常状态的各类异常信息数据，当管理功能模块收到各类异常信息数据后，追溯这些异常信息数据源自哪个电网数据提供系统，进而可通过对应的电网数据提供系统追溯到电网异常运行的相应节点，并将该处节点的信息，比如该节点的位置等显示到所述低电压综合诊断及分析预警平台上。

电网数据提供系统包括供电企业目前已投入使用的各类电网运行状态监控系统，具体包括海量准实时数据服务系统、电网调度自动化系统、电能计量自动化系统、低电压监测系统和地理信息系统。

海量准实时数据服务系统包括一海量准实时数据服务平台，海量准实时数据服务平台可实现电网全网各类准实时数据的统一接入，建立统一的电网准实时数据模型和视图，完成对电网准实时数据的统一管理，能够为电网公司构建统一、集中的大数据服务平台提供数据支撑。

电网调度自动化系统是以计算机为核心的电网监控调度自动化系统，能够实现对变电站运行的自动化控制和配电自动化等功能，电能计量自动化系统具有远程抄表、在线监测、线损管理等应用功能，电网调度自动化系统和电能计量自动化系统均为当前技术领域的现有技术，所以在此不作详细阐述。

低电压监测系统包括电压监测装置、集抄系统和配电变压器监测系统。

电压监测装置包括电压监测仪，优选为GPRS电压监测仪，电压监测仪用于监测配电网的各节点电压。

集抄系统包括主站系统和多个与主站系统建立通信连接的终端设备，每个终端设备均用于采集对应负荷的用电信息，主站系统用于依据每个终端设备接收的用电信息统计各台区的用电情况，终端设备可以是智能电表或其他用电采集设备，用电信息包括用电电压、用电量、用电费率等信息。

配电变压器监测系统包括配电变压器监测终端，配电变压器监测终端用于对配电变压器的信息采集和控制，能够实时监测配电变压器的运行工况，并能将采集的信息传送到主站系统或其他的智能装置，提供配电系统运行控制及管理所需的数据。

地理信息系统包括地理信息获取模块，地理信息获取模块用于获取低电压监测系统中的各电压监测设备的监测位置。

如图2所示，一种配电网低电压诊断系统的诊断方法包括以下步骤：

步骤S1：数据接入模块从电网数据提供系统获取电网运行的各项数据并输出至数据清洗模块3；

步骤S2：数据清洗模块根据预设的清洗方法对数据接入模块输入的各项数据进行清洗并输出至数据服务模块；

步骤S3：数据服务模块对数据清洗模块输入的各项数据进行标准化处理并输出至数据应用模块；

步骤S4：数据应用模块将数据服务模块输入的标准化数据对应输入到数据应用模块中设置的诊断功能模块和预警功能模块；

诊断功能模块基于输入的标准化数据，并根据预设的诊断规则诊断分析电网的异常情况，比如各节点电压的异常情况，并根据诊断到的电压异常情况生成异常信号；

预警功能模块则根据于诊断功能模块接收的电压异常信号，驱动预警装置提示报警。

步骤S3中的数据标准化方法包括四个标准化：电网数据提供设备命名和编码标准化、电网运行数据标准化、设备标准化和分析断面标准化；

其中，电网数据提供设备命名和编码标准化指的是通过统一命名、统一编码方式确定不同的电网数据提供设备各自对应的唯一标识，以更好地实现对各电网数据提供设备的统一管理。

电网运行数据标准化指的是对所述数据接入模块输入的各种电网数据，比如潮流数据等进行数据标准化，明确定义各电网数据提供设备拥有哪些类型的电网数据，并统一定义数据单位。

设备标准化指的是在低电压综合诊断及分析预警平台内部建立标准设备库，将电网数据提供系统导入到低电压综合诊断及分析预警平台内部的标准数据库后，工作人员可根据需要在低电压综合诊断及分析预警平台的用户界面上选择对应的电网数据提供系统，实时查看该电网数据提供系统的监测数据。

分析断面标准化包括拓扑断面标准化、设备断面标准化、参数断面标准化、运行数据断面标准化及数据分析结果断面标准化，实现分析断面标准化有助于实现各应用功能模块，比如监测功能模块、管理功能模块、诊断功能模块等应用功能模块的分析结果的可对比性。

另外需要说明的是，数据清洗模块采用的数据清洗方法，数据服务模块采用的数据标准化方法以及数据应用模块采用的数据应用方法及涉及到的各种数据算法均为现有技术，在此不再赘述。

综上所述，本发明创新了配电网运行状态监测方式，并结合相关数据算法，对监测到的各项电网数据比如配电网电压数据等进行综合分析处理，使得对配变台区的电压分析更加到位，实现了对配电网低电压的有效诊断，有利于工作人员及时采取有效措施。

本发明不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本发明的较佳实施案例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种配电网低电压诊断系统的诊断方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：数据接入模块从电网数据提供系统获取电网运行的各项数据并输出至数据清洗模块；

步骤S2：所述数据清洗模块对数据接入模块输入的各项数据进行清洗并输出至数据服务模块；

步骤S3：所述数据服务模块对数据清洗模块输入的各项数据进行标准化处理并输出至数据应用模块；

步骤S4：所述数据应用模块将数据服务模块输入的标准化数据对应输入到数据应用模块中设置的诊断功能模块和预警功能模块；

所述诊断功能模块基于输入的所述标准化数据，并根据预设的诊断规则，诊断分析所述电网的异常情况，并根据诊断到的异常情况生成异常信号；

所述预警功能模块则根据于所述诊断功能模块接收的所述异常信号，驱动预警装置提示报警；

所述配电网低电压诊断系统包括低电压综合诊断及分析预警单元；所述低电压综合诊断及分析预警单元包括数据接入模块、数据清洗模块、数据服务模块和数据应用模块；所述数据接入模块、数据清洗模块、数据服务模块和数据应用模块依次连接；

所述数据接入模块与电网数据提供系统通信连接，用于获取电网运行的各项数据并输出至数据清洗模块；

所述数据清洗模块用于对数据接入模块输入的各项数据进行清洗并输出至数据服务模块；

所述数据服务模块用于对数据清洗模块输入的各项数据进行数据标准化处理并输出至数据应用模块；

所述数据应用模块，包括多个数据应用子模块，各数据应用子模块用于对应接收于数据服务模块输入的各项标准化数据，并对各自接收的标准化数据进行分析处理，进而实现对配电网低电压的诊断；

所述数据应用模块包括监测功能模块、管理功能模块、诊断功能模块和预警功能模块；

所述监测功能模块与数据服务模块连接，用于显示各电网数据提供系统监测到的各项监测数据并输出至管理功能模块；

所述管理功能模块与监测功能模块连接，用于控制和管理各电网数据提供系统；

所述诊断功能模块与管理功能模块连接，用于根据数据服务模块提供的数据诊断分析电网运行的异常情况，并根据诊断到的异常情况生成异常信号并输出至预警功能模块；

所述预警功能模块与诊断功能模块连接，用于根据诊断功能模块发送的异常信号进行提示报警；

所述数据服务模块包括分布式计算服务子模块、机器学习服务子模块、分布式存储服务子模块、数据服务子模块和认证服务子模块；

所述分布式计算服务子模块用于实现对输入数据的分布式计算并输出至机器学习服务子模块；

所述机器学习服务子模块与分布式计算服务子模块连接，用于根据分布式计算服务子模块中输入的各项数据建立电网运行数据库，并训练形成一数据识别模型，所述数据识别模型用于识别输入的数据，进而判断输入的各项数据的类型；

所述分布式存储服务子模块与机器学习服务子模块连接，用于实现对机器学习服务子模块输出的各项数据的分布式存储；

所述数据服务子模块与分布式存储服务子模块连接，用于实现数据服务模块与数据应用模块的通信连接；

所述认证服务子模块与数据服务子模块连接，用于对数据服务子模块传输的各项数据进行数据标准化处理并输出；

低电压综合诊断及分析预警单元可运行于智能终端上，低电压综合诊断及分析预警单元包括一运行于智能终端的低电压综合诊断及分析预警平台，低电压综合诊断及分析预警平台具有一用户界面，工作人员通过低电压综合诊断及分析预警平台实现对电网运行状态的实时监测显示、异常诊断和异常预警，实现对各电网数据提供设备的统一管理；监测功能模块接收电网处于异常状态的各类异常信息数据，当管理功能模块收到各类异常信息数据后，追溯这些异常信息数据源自哪个电网数据提供系统，进而可通过对应的电网数据提供系统追溯到电网异常运行的相应节点，并将该节点的信息，显示到所述低电压综合诊断及分析预警平台上。

2.根据权利要求1所述的一种配电网低电压诊断系统的诊断方法，其特征在于：所述电网数据提供系统包括海量准实时数据服务系统、电网调度自动化系统、电能计量自动化系统、低电压监测系统和地理信息系统。

3.根据权利要求2所述的一种配电网低电压诊断系统的诊断方法，其特征在于：低电压监测系统包括电压监测装置、集抄系统和配电变压器监测系统。

4.根据权利要求3所述的一种配电网低电压诊断系统的诊断方法，其特征在于：所述电压监测装置包括电压监测仪。

5.根据权利要求3所述的一种配电网低电压诊断系统的诊断方法，其特征在于：所述集抄系统包括主站系统和多个与主站系统建立通信连接的终端设备，每个终端设备均用于采集对应负荷的用电信息，所述主站系统用于依据每个终端设备接收的用电信息统计各台区的用电情况。

6.根据权利要求5所述的一种配电网低电压诊断系统的诊断方法，其特征在于：所述终端设备包括智能电表。

7.根据权利要求3所述的一种配电网低电压诊断系统的诊断方法，其特征在于：所述地理信息系统包括地理信息获取模块，所述地理信息获取模块用于获取低电压监测系统中的各电压监测设备的监测位置。

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