CN110222044B - 一种变电站监控方法 - Google Patents
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Abstract
一种变电站监控方法，顺序的包括如下步骤：1)在第一时间内，分别采集电力数据和监控数据；2)基于电力数据和监控数据的异常情况的判断结果，对变电站进行监控，其监控准确度高且及时，出错率低，并且数据的传输效率高，同时其可以对环境中异常及时反馈，快速锁定异常目标。
Description
技术领域
本发明涉及智能监测领域，具体涉及一种变电站监控方法。
背景技术
电力能源作为目前清洁能源被广泛使用，随着社会的发展，电力能源越来越快的替代火电、煤电等。目前电网电压等级已发展到交流1000kV、直流±1100kV，意味着单个变电站额定容量占区域负荷比例极高，以±1100kV直流换流站为例，其额定功率达到12000MW，直流闭锁将会造成整个区域电网的频率、电压大幅波动，因此确保大型变电站安全可靠至关重要。
变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。在发电厂内的变电站是升压变电站，其作用是将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网中。智能变电站作为坚强智能电网的重要基础节点，是智能电网建设的重要内容。随着监控产业的发展，视频分析识别技术、数据处理技术逐渐成熟并且广泛应用，如何将国内外先进的监控技术与电力系统的工作特性相结合，寻求符合建设智能电网特色的智能监控系统，从海量的监控数据中自动挖掘蕴含一次生产设备健康状况、安全生产业务价值信息等，以提升系统实用性、创新性和可管理性，成为了研究的重点。
在变电站的变电环境中，春季的梅雨天气，夏季的台风、暴雨天气，冬季的寒潮、暴雪天气时，内部容易形成高湿度环境和凝露问题。在这些装置内部出现温度异常、湿度过大、凝露等问题时，会引起电器元件的快速老化、锈蚀等问题，最不利情况是导致短路、接地故障等严重的设备故障，引起变电站跳闸灯事故，酿成大规模的停电事件，这会对人们的生活产生较为严重的影响，并且也会造成危险。
然而，目前使用的变电站缺乏监控系统，不能实时监测变电站的工作状态，也不能对变电站中的元器件进行实时监控，且当变电站中产生火灾的时候也只能事后才能被发现，严重影响变电站的正常运行，对人们的日常生活造成一定的影响。此外，变电站的环境非常复杂且危险，在环境中出现异常的人员或其他可能会造成人员伤亡和设备损坏，这样需要对变电站的环境进行实时的监控。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种变电站监控方法，其监控准确度高且及时，出错率低，并且数据的传输效率高，同时其可以对环境中异常及时反馈，快速锁定异常目标。
本发明提供了一种变电站监控方法，顺序的包括如下步骤：
1)在第一时间内，分别采集电力数据和监控数据；
2)基于电力数据和监控数据的异常情况的判断结果，对变电站进行监控；
其中，对于电力数据的异常情况判断，具体为：
A)对电力数据E进行采集后进行去噪处理，剔除超过第一噪声阈值的异常数据；
B)对电力数据E1中的数据求平均值得到对应的平均值e1，然后将电力数据E1中的数据E1(i) 分别与平均值e1相减，得到对应的偏差值Δe1(i)；
C)按照将偏差值的大小，分别设置多个偏差区间，将偏差值落入相同偏差区间内的对应电力数据E1中的数据分为一组，即E1＝[a1，…，am]，其中m为对应的分组数，i为对应的数据编号，am表示对应组的集合；
D)将各组数据进行归一化处理，具体的按照如下计算：
其中，对应的am(n)为对应组内的数据，
为对应组内的数据的平均值，σ(am)为对应组内的数据的方差；
E)归一化处理后，对归一化处理后的计算值配置权值w，通过计算P1＝∑w·a计算得到对应组的P1值，其中w根据异常情况进行选择配置，并根据实际情况进行调整；
F)在与第一时间相同的时间内加入干扰信号,分别采集电力数据和监控数据；重复步骤A) -E),基于同样的计算方法计算得到P2值；
G)将两次加入干扰信号和没有加入干扰信号的P1和P2值进行比较，如果两次对应的偏差都符合标准，则进行异常确认。
进一步地，对于监控数据的异常情况的判断，具体为：
a)采集变电站的环境数据，将对应的环境数据按照类型和大小进行分组；
b)将相同组的数据进行打包形成数据包，保证各个数据包具有大致相同的数据量；
c)计算当前时刻通讯传输装置的属性参数，根据属性参数配置传输策略，将传输策略配置于自身的内芯中进行存储；
d)查询前一时刻的缓存传输策略，比较当前时刻的传输策略和前一时刻的缓存传输策略，如果传输规则匹配，则依然按照前一时刻的传输策略将对应的采集数据包按照对应的输出端口进行传输，如果传输规则不匹配，则重新配置新的输出端口进行传输；
e )根据异常情况进行监控处理。
本发明的变电站监控方法，可以实现：
1)通过对不加入和加入干扰信号时，异常情况的比较，根据偏差判断的符合标准，进一步进行了异常情况的确定，准确度高且及时，避免出现错误；
2)本发明通过通讯传输装置设置为多个输出端口，同时配置了对应的传输策略，根据采集数据情况实时的配置和更新传输策略，最大程度的利用传输端口，使得数据的传输效率明显提高；
3)对环境中异常及时反馈，快速锁定异常目标。
附图说明
图1为变电站监控方法流程图；
图2为变电站监控方法中电力数据处理流程图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种变电站监控方法，该方法能够实时的监测变电站的工作状态，对于偷电等对变电站的工作状态造成的影响，可以实时的发现，并且能够针对变电站的环境区域内的影响变化，及时发现危险，不影响变电站的正常运行，不对人们的生活产生影响。
如附图1-2所示，其分别为变电站监控方法流程图，变电站监控方法中电力数据处理流程图。如图所示，变电站的监控部分包括了电力数据采集装置和环境监控数据采集装置。
其中，对于电力数据采集装置而言，其用于对变电站设备的电力数据进行采集。具体的，在变电站的工作环境中，其工作时的电流等都会受到其自身的状态变化的影响，因此，电力数据采集装置设置的主要目的是对变电站的工作状态进行监控，尤其是对于偷电等行为的出现，可以实时的掌握变电站的工作状态，及时的发现问题。
环境监控数据采集装置用于对变电站的环境数据进行采集，例如变电站区域内的温度、湿度及可疑人物的变化等情况出现，这些可能会造成变电站设备的安全隐患。在变电站的区域中，有些设备或者场所具有高压危险，在环境中出现的人和物都可能有危险，并且同时会对变电站内的设施产生损坏。对变电站的环境进行实时的监控，就可以有效的防止危险情况的发生。具体的方式中，监控数据采集装置可以包括温度传感装置，湿度传感装置，摄像装置以及烟雾传感器。
电力数据进行采集后，将采集的电力数据进行分析就可以得知其中的异常情况，其中异常情况可以包括出现偷电等出现异常的情况。
具体实现时，电力数据采集装置主要用于采集电流信息。在具体的监控过程中，首先将在第一时间内采集的电力数据E。
然后，对电力数据E进行采集后进行去噪处理，剔除超过第一噪声阈值的异常数据。之后，对电力数据E1中的数据求平均值得到对应的平均值e1，然后将电力数据E1中的数据E1(i)分别与平均值e1相减，得到对应的偏差值Δe1(i)；按照将偏差值的大小，分别设置多个偏差区间，将偏差值落入相同偏差区间内的对应电力数据E1中的数据分为一组，则E1中的每一个对应的数据都按照其偏差值落入偏差区间被分进对应的组，即E1＝[a1，…，am]，其中m为对应的分组数，i为对应的数据编号，am表示对应组的集合。
在进行了分组以后，将各组数据进行归一化处理，具体的按照如下计算：
其中，对应的am(n)为对应组内的数据，
为对应组内的数据的平均值，σ(am)为对应组内的数据的方差，这样也无需考虑量纲的问题，可以直接进行计算。
归一化处理后，则可以对归一化处理后的计算值配置权值w，通过计算P1＝∑w·a计算得到对应组的P1值，其中w可以根据异常情况进行选择配置，并根据实际情况进行调整。
在此基础上，在与第一时间相同的时间内加入干扰信号，同时采集的电力数据E2，对采集到的电力数据E2进行去噪处理，剔除超过第二噪声阈值的异常数据。之后，对电力数据E2中的数据求平均值得到对应的平均值e2，然后将电力数据E2中的数据E2(i)分别与平均值e2相减，得到对应的偏差值Δe2(i)；按照将偏差值的大小，分别设置多个偏差区间，将偏差值落入相同偏差区间内的对应电力数据E2中的数据分为一组，则E2中的每一个对应的数据都按照其偏差值落入偏差区间被分进对应的组，即E2＝[a1，…，an]，其中n为对应的分组数，i为对应的数据编号，an表示对应组的集合。需要注意的是，加入干扰信号和没有加入干扰信号时两次偏差区间的设置方式相同，并且偏差区间的范围和个数都相同。
同样的，在进行了分组以后，将各组数据按照上述同样的公式进行归一化处理。归一化处理后，同样的则可以对归一化处理后的计算值配置权值w，通过计算P2＝∑w·a计算得到对应组的P2值，其中w可以根据异常情况进行选择配置，并根据实际情况进行调整
这样，将两次加入干扰信号和没有加入干扰信号的P1和P2值进行比较，如果两次对应的偏差都符合标准，则进行异常确认。
对于监控数据的采集而言，监控数据采集装置可以包括温度传感装置，湿度传感装置，摄像装置，烟雾传感器。对于监控数据的采集，通常需要进行实时的采集。而且，因此实时的采集是一个连续的过程，大量的数据需要进行采集，当数据量负荷过大的时候，会出现传输阻塞，即传输效率下降或者丢失的情况出现。本发明通过将温度传感装置，湿度传感装置，摄像装置，颗粒传感装置对应的采集数据进行分组，即将温度传感装置，湿度传感装置，摄像装置，颗粒传感装置对应的采集数据在数据处理器中进行处理，处理后将对应的采集数据按照类型和大小进行分组，将相同组的数据进行打包形成数据包，这样保证了各个数据包具有大致相同的数据量，同时处理模块计算当前时刻通讯传输装置的可用带宽、负载和时延数值，根据可用带宽、负载和时延数值配置传输策略，将传输策略配置于自身的内芯中进行存储。然后，查询前一时刻的缓存传输策略，比较当前时刻的传输策略和前一时刻的缓存传输策略，如果传输规则匹配，则依然按照前一时刻的传输策略将对应的采集数据包按照对应的输出端口进行传输，如果传输规则不匹配，则重新配置新的输出端口进行传输。具体的，匹配为通过下列方式计算匹配度：
其中，c为数据包中对应的数据总数，Fl为相同数据出现的次数，L为相同数据出现的最大值，当匹配度F(x)满足匹配条件时，则说明匹配成功。本发明通过通讯传输装置设置为多个输出端口，同时配置了对应的传输策略，根据采集数据情况实时的配置和更新传输策略，最大程度的利用传输端口，使得数据的传输效率明显提高。
数据通过分组处理后，按照传输策略向主控机传输，从而数据以并行且高效的方式快速传输至中控机进行监控。
变电站的环境非常复杂且危险，在环境中出现异常的人员可能会造成人员伤亡和设备损坏，这样需要对变电站的环境进行实时的监控，从而有效的掌握环境情况，及时的发现问题快速解决。本发明还通过摄像装置的优化设计，对变电站环境的图像数据进行处理分析，不但节能，而且可以快速的发现异常情况，进行实时的反馈。下面，对此方式进行进一步的说明。
摄像装置包括多个摄像头，其中对于变电站区域，保证相邻的两个摄像头时间有交叉的拍摄区域。通过摄像头实时拍摄变电站区域，对变电站区域进行监控，当出现移动物(例如人、动物，物体等)时，采集移动物图像数据，基于移动物图像数据聚焦移动物，判断移动物的类型，例如人、动物，物体等，其中具体的判断方式可以通过比较数据库中存储移动物数据的方式得出。当判断移动物的类型为人时，启动面部识别的判断，如果判断结果为变电站区域具有权限的人员，则忽略，如果判断结果为非变电站区域具有权限的人员则报警；如果移动物的类型不为人时，则直接报警。这样，对于变电站区域的环境可以实时的监控，防止出现异常破坏的情况发生。
尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。
Claims (2)
1.一种变电站监控方法，其特征在于，顺序的包括如下步骤：
1)在第一时间内，分别采集电力数据和监控数据；
2)基于电力数据和监控数据的异常情况的判断结果，对变电站进行监控；
其中，对于电力数据的异常情况判断，具体为：
A)对电力数据E进行采集后进行去噪处理，剔除超过第一噪声阈值的异常数据；
B)对电力数据E1中的数据求平均值得到对应的平均值e1，然后将电力数据E1中的数据E1(i)分别与平均值e1相减，得到对应的偏差值Δe1(i)；
C)按照将偏差值的大小，分别设置多个偏差区间，将偏差值落入相同偏差区间内的对应电力数据E1中的数据分为一组，即E1＝[a1，…，am]，其中m为对应的分组数，i为对应的数据编号，am表示对应组的集合；
D)将各组数据进行归一化处理，具体的按照如下计算：
其中，对应的am(n)为对应组内的数据，
为对应组内的数据的平均值，σ(am)为对应组内的数据的方差；
E)归一化处理后，对归一化处理后的计算值配置权值w，通过计算P1＝∑w·a计算得到对应组的P1值，其中w根据异常情况进行选择配置，并根据实际情况进行调整；
F)在与第一时间相同的时间内加入干扰信号,分别采集电力数据和监控数据；重复步骤A)-E),基于同样的计算方法计算得到P2值；
G)将两次加入干扰信号和没有加入干扰信号的P1和P2值进行比较，如果两次对应的偏差都符合标准，则进行异常确认；
其中，加入干扰信号和没有加入干扰信号时两次偏差区间的设置方式相同，并且偏差区间的范围和个数都相同。
2.如权利要求1所述的监控方法，其特征在于：对于监控数据的异常情况的判断，具体为：
a)采集变电站的环境数据，将对应的环境数据按照类型和大小进行分组；
b)将相同组的数据进行打包形成数据包，保证各个数据包具有大致相同的数据量；
c)计算当前时刻通讯传输装置的属性参数，根据属性参数配置传输策略，将传输策略配置于自身的内芯中进行存储；
d)查询前一时刻的缓存传输策略，比较当前时刻的传输策略和前一时刻的缓存传输策略，如果传输规则匹配，则依然按照前一时刻的传输策略将对应的采集数据包按照对应的输出端口进行传输，如果传输规则不匹配，则重新配置新的输出端口进行传输；
e)根据异常情况进行监控处理。
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