CN111756111A - 一种电力监控系统和电力监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电力监控系统和电力监控方法，电力监控系统包括：服务器、与服务器通信连接的多个电力监控装置以及与服务器通信连接的终端设备；电力监控装置包括监测模块、处理模块和控制模块，监测模块和控制模块均与处理模块电连接；处理模块用于将接收的电力参数与已存储的电力参数进行聚类分析，通过聚类算法确定在已存储的电力参数中与接收的电力参数同类的参数，并根据参数输出第二控制指令至控制模块；控制模块用于接收第二控制指令和服务器发送的第一控制指令，并根据第一控制指令或第二控制指令对电力设备进行控制。本发明实施例提供的电力监控系统和电力监控方法，能够提高电力监控的可靠性和安全性。

Description

一种电力监控系统和电力监控方法

技术领域

本发明实施例涉及电力监控技术，尤其涉及一种电力监控系统和电力监控方法。

背景技术

在电力系统中，对电网的电力设备如10kv变电站进行电力监控的过程中，由于发电的不稳定和波动导致电网容易出现变化，可能会影响电网的正常运行。因此，需要对变电站等电力设备进行监测并在监测到异常情况时进行相应的控制，保证电网的正常运行。

目前，现有的电力监控系统，在对电力设备如变电站进行监控时，若中央服务器被网络制约则控制指令无法从服务器传递至监控端，从而无法对变电站进行控制，监控的可靠性和安全性无法保障，极大的影响监控系统解决异常情况的能力，容易导致事故的发生。

发明内容

本发明实施例提供一种电力监控系统和电力监控方法，以提高电力监控的可靠性和安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种电力监控系统，包括：服务器、与服务器通信连接的多个电力监控装置以及与服务器通信连接的终端设备；

电力监控装置包括监测模块、处理模块和控制模块，监测模块和控制模块均与处理模块电连接；

监测模块用于监测电力设备的电力参数，并将电力参数发送至处理模块和服务器；终端设备用于接收服务器发送的电力参数，并根据电力参数输出第一控制指令至服务器；处理模块用于将接收的电力参数与已存储的电力参数进行聚类分析，通过聚类算法确定在已存储的电力参数中与接收的电力参数同类的参数，并根据参数输出第二控制指令至控制模块；控制模块用于接收第二控制指令和服务器发送的第一控制指令，并根据第一控制指令或第二控制指令对电力设备进行控制。

可选的，若控制模块接收到的第一控制指令和第二控制指令不同，则控制模块用于根据第一控制指令对电力设备进行控制。

可选的，若服务器在非正常工作状态，则控制模块用于根据第二控制指令对电力设备进行控制。

可选的，电力监控装置还包括存储模块，存储模块与处理模块电连接，并与服务器通信连接；存储模块用于存储电力设备的电力参数和服务器发送的第一控制指令，处理模块用于对监测模块监测的电力参数与存储模块存储的电力参数进行聚类分析，并通过kmeans聚类算法、预设的参数类别和每个参数类别的质心，计算监测模块监测的电力参数的参数类别，再重新计算电力参数的参数类别的质心直到收敛，确定电力参数的参数类别，并根据电力参数的参数类别输出第二控制指令。

可选的，终端设备包括显示模块和人机交互模块，显示模块和人机交互模块均与服务器通信连接；显示模块用于接收并显示服务器发送的电力参数，人机交互模块用于接收服务器发送的电力参数并根据电力参数输出第二控制指令至服务器。

可选的，服务器包括数据接收端和数据输出端，数据接收端和数据输出端电连接；数据接收端用于接收监测模块发送的电力参数和终端设备发送的第二控制指令，数据输出端用于将第一控制指令输出至电力监控装置，并将电力参数输出至终端设备和电力监控装置。

可选的，电力参数包括电流、电压、电量和功率以及环境信息数据中的至少一种。

第二方面，本发明实施例提供了一种电力监控方法，该监控方法由第一方面所述的电力监控系统执行，电力监控方法包括：

通过监测模块监测电力设备的电力参数；

根据电力参数，终端设备通过服务器输出第一控制指令至控制模块，处理模块将接收的电力参数与已存储的电力参数进行聚类分析，通过聚类算法确定在已存储的电力参数中与接收的电力参数同类的参数，并根据参数输出第二控制指令至控制模块；

根据第一控制指令或第二控制指令，通过控制模块对电力设备进行控制。

可选的，根据控制指令对电力设备进行控制，包括：

若控制模块接收到的第一控制指令和第二控制指令不同，则控制模块根据第一控制指令对电力设备进行控制。

可选的，根据控制指令对电力设备进行控制，包括：

若服务器在非正常工作状态，则控制模块根据第二控制指令对电力设备进行控制。

本发明实施例提供一种电力监控系统和电力监控方法，电力监控系统包括服务器、与服务器通信连接的多个电力监控装置以及与服务器通信连接的终端设备，电力监控装置包括监测模块、处理模块和控制模块，监测模块和控制模块均与处理模块电连接，通过监测模块监测电力设备的电力参数，处理模块将接收的电力参数与已存储的电力参数进行聚类分析，通过聚类算法确定在已存储的电力参数中与接收的电力参数同类的参数，并根据参数输出第二控制指令至控制模块，控制模块接收第二控制指令和服务器发送的第一控制指令，并根据第一控制指令或第二控制指令对电力设备进行控制，服务器正常运行时控制模块可根据第一控制指令对电力设备进行控制，若服务器出现问题仍能根据第二控制指令对电力设备进行控制，从而提高监控的可靠性和安全性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种电力监控系统的结构框图；

图2是本发明实施例一提供的一种电力监控系统的结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种电力监控系统的结构框图；

图4是本发明实施例三提供的一种电力监控方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种电力监控系统的结构框图，图2是本发明实施例一提供的一种电力监控系统的结构示意图，结合图1和图2，本实施例可适用于对电力设备如变电站进行监控等方面，该电力监控系统包括：服务器10、与服务器通信连接的多个电力监控装置20以及与服务器通信连接的终端设备30；电力监控装置20包括监测模块21、处理模块22和控制模块23，监测模块21和控制模块23均与处理模块22电连接。

其中，监测模块21用于监测电力设备的电力参数，并将电力参数发送至处理模块22和服务器10；终端设备30用于接收服务器10发送的电力参数，并根据电力参数输出第一控制指令至服务器10；处理模块22用于将接收的电力参数与已存储的电力参数进行聚类分析，通过聚类算法确定在已存储的电力参数中与接收的电力参数同类的参数，并根据参数输出第二控制指令至控制模块23；控制模块23用于接收第二控制指令和服务器10发送的第一控制指令，并根据第一控制指令或第二控制指令对电力设备进行控制。

具体的，监测模块21与电力设备电连接，可以是监测电力设备如变电站实时数据的感应器，终端设备30可包括计算机、手机或者平板电脑等，已存储的电力参数可包括电力设备的各类参数如电流、电压、电量和功率以及环境信息数据等。处理模块22将接收的电力参数与已存储的电力参数进行聚类分析，通过聚类算法确定在已存储的电力参数中与接收的电力参数同类的参数，并根据与接收的电力参数同类的参数输出第二控制指令至控制模块23。若控制模块23接收到的第一控制指令和第二控制指令不同，则控制模块23根据第一控制指令对电力设备进行控制；当服务器10在非正常工作状态如出现宕机或网络出现问题时，控制模块23根据第二控制指令对电力设备进行控制，例如处理模块22接收到的是电流参数，则将电流参数与已存储的电力参数进行聚类分析，通过聚类算法确定在已存储的电力参数中与电流同类的参数，并且在确定接收到的电流与同类的参数相比出现过流时输出断电控制指令，控制模块23根据接收到的断电指令对电力设备进行断电控制，从而防止电力设备发生故障，即使在服务器10出现问题时仍能够及时对电力设备进行有效控制，提高监控的可靠性和安全性。

本实施例提供的电力监控系统，包括服务器、与服务器通信连接的多个电力监控装置以及与服务器通信连接的终端设备，电力监控装置包括监测模块、处理模块和控制模块，监测模块和控制模块均与处理模块电连接，通过监测模块监测电力设备的电力参数，处理模块将接收的电力参数与已存储的电力参数进行聚类分析，通过聚类算法确定在已存储的电力参数中与接收的电力参数同类的参数，并根据参数输出第二控制指令至控制模块，控制模块接收第二控制指令和服务器发送的第一控制指令，并根据第一控制指令或第二控制指令对电力设备进行控制，服务器正常运行时控制模块可根据第一控制指令对电力设备进行控制，若服务器出现问题仍能根据第二控制指令对电力设备进行控制，从而提高监控的可靠性和安全性。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种电力监控系统的结构示意图，本实施例建立在实施例一的基础上，参考图3，可选的，电力监控装置20还包括存储模块24，存储模块24与处理模块22电连接，并与服务器10通信连接；存储模块24用于存储电力设备的电力参数和服务器10发送的第一控制指令，处理模块22用于对监测模块21监测的电力参数与存储模块24存储的电力参数进行聚类分析，并通过kmeans聚类算法、预设的参数类别和每个参数类别的质心，计算监测模块21监测的电力参数的参数类别，再重新计算电力参数的参数类别的质心直到收敛，确定电力参数的参数类别，并根据电力参数的参数类别输出第二控制指令。

具体的，处理模块22采用kmeans聚类算法，将电力参数数据放入存储模块24中，预设的参数类别有k个，k个参数类别的质心分别为μ₁，μ₂，…，μ_k，计算监测模块21监测的电力参数的参数类别，再重新计算该参数类别的质心，直到收敛，从而确定电力参数的参数类别，并根据确定的参数类别输出第二控制指令。例如设监测模块21监测的电力参数为x^(m+1)，处理模块22将接收到的当前数据即电力参数x^(m+1)放入存储模块24的集合{x⁽¹⁾、x⁽²⁾……x^(m)}中，得到训练样本集{x⁽¹⁾、x⁽²⁾……x^(m+1)}，再预设k个参数类别和k个参数类别的质心μ₁，μ₂，…，μ_k，重复下面过程直到收敛：

对于每一个样例i，计算其应该属于的参数类别c⁽ⁱ⁾:＝argmin||x⁽ⁱ⁾－μ_j||²；对于每一个参数类别j，重新计算该参数类别的质心：

其中，x⁽ⁱ⁾属于训练样本集{x⁽¹⁾、x⁽²⁾……x^(m+1)}，c⁽ⁱ⁾表示样例i与k个参数类别中距离最近的参数类别，c⁽ⁱ⁾的值是1到k中的一个。质心μ_j表示对属于同一个类的样本中心点的猜测。由上述计算可以得到C^(m+1)，即样例m+1(当前数据)与k个参数类别中距离最近的参数类别，从而使处理模块22确定电力参数的参数类别，并根据电力参数的参数类别输出第二控制指令，以使控制模块23根据接收的第二控制指令实现对电力设备的控制。

另外，在电力监控系统对电力设备进行监控的过程中，可先通过处理模块22输出控制指令，由于处理模块22位于电力监控装置20内部，因此减少了数据上传、回传等一系列操作，从而更快速的输出控制指令，同时，为了提高整体控制指令的准确性，控制模块23在执行处理模块22发送的控制指令的过程中，获取服务器10发送的控制指令，若获取到服务器10发送的控制指令与处理模块22发送的控制指令不同，则执行服务器10发送的控制指令，还可以根据服务器10发送的控制指令对处理模块22输出的控制指令进行修正。

可选的，终端设备30包括显示模块31和人机交互模块32，显示模块31和人机交互模块32均与服务器10通信连接；显示模块31用于接收并显示服务器10发送的电力参数，人机交互模块32用于接收服务器10发送的电力参数并根据电力参数输出第二控制指令至服务器10。

具体的，显示模块31接收并显示服务器10发送的电力参数，便于在终端设备30处的相关工作人员及时查看，可以是工作人员通过查看的电力参数选择相应的控制指令，人机交互模块32输出该控制指令至服务器10，通过服务器10将该控制指令发送至控制模块23和存储模块24。人机交互模块32输出的控制指令可存储到存储模块24，使处理模块22根据积累算法能够模仿人机交互模块32输出的控制指令进行数据处理，从而快速对电力进行监控，同时，处理模块22可以在网络出现状况或者服务器10宕机时，自动输出控制指令，提高电力监控系统的安全性，处理模块22可根据人机交互模块32输出的控制指令对处理模块22输出的控制指令进行修正，提高监控准确度和处理模块22聚类算法的准确性。

可选的，服务器10包括数据接收端11和数据输出端12，数据接收端11和数据输出端12电连接；数据接收端11用于接收监测模块21发送的电力参数和终端设备30发送的第二控制指令，数据输出端12用于将第一控制指令输出至电力监控装置20，并将电力参数输出至终端设备30和电力监控装置20。

其中，服务器10可与多个电力监控装置20通信连接，每个电力监控装置20的监测模块21可监测一个电力设备的电力参数，服务器10通过数据接收端11接收多个电力监控装置20发送的电力参数，数据输出端12将各个电力监控装置20对应的控制指令输出到相应的电力监控装置20，以对相应的电力设备进行控制，即可对实现电力监控系统对多个电力设备的监控。

可选的，电力参数包括电流、电压、电量和功率以及环境信息数据中的至少一种。

本实施例提供的电力监控系统，通过处理模块对监测模块监测的电力参数与存储模块存储的电力参数进行聚类分析，并通过kmeans聚类算法、预设的参数类别和每个参数类别的质心，计算监测模块监测的电力参数的参数类别，再重新计算电力参数的参数类别的质心直到收敛，确定电力参数的参数类别，并根据电力参数的参数类别输出第二控制指令，控制模块接收第二控制指令和服务器发送的第一控制指令，并根据第一控制指令或第二控制指令对电力设备进行控制，服务器正常运行时控制模块可根据第一控制指令对电力设备进行控制，若服务器出现问题仍能根据第二控制指令对电力设备进行控制，从而提高监控的可靠性和安全性，由于处理模块位于电力监控装置内部，因此减少了数据上传、回传等一系列操作，从而更快速的输出控制指令，并且控制模块在执行处理模块发送的第二控制指令的过程中，获取服务器发送的第一控制指令，可根据服务器发送的第一控制指令对处理模块输出的第二控制指令进行修正，提高监控的准确性。

实施例三

图4是本发明实施例三提供的一种电力监控方法的流程图，本实施例可适用于对电力设备如变电站进行监控等方面，该电力监控方法可以由上述任一实施例所述的电力监控系统来执行，具体包括如下步骤：

步骤110、通过监测模块监测电力设备的电力参数。

其中，监测模块可与电力设备电连接，可以是监测电力设备如变电站实时数据的感应器，电力参数可包括电力设备的各类参数如电流、电压、电量和功率以及环境信息数据等，通过监测电力设备的电力参数对电力设备进行相应的控制。

步骤120、根据电力参数，终端设备通过服务器输出第一控制指令至控制模块，处理模块将接收的电力参数与已存储的电力参数进行聚类分析，通过聚类算法确定在已存储的电力参数中与接收的电力参数同类的参数，并根据参数输出第二控制指令至控制模块。

具体的，处理模块可采用kmeans聚类算法，将电力参数数据放入存储模块中，预设的参数类别有k个，k个参数类别的质心分别为μ₁，μ₂，…，μ_k，计算监测模块监测的电力参数的参数类别，再重新计算该参数类别的质心，直到收敛，从而确定电力参数的参数类别，并根据确定的参数类别输出第二控制指令。例如设监测模块监测的电力参数为x^(m+1)，处理模块将接收到的当前数据即电力参数x^(m+1)放入存储模块的集合{x⁽¹⁾、x⁽²⁾……x^(m)}中，得到训练样本集{x⁽¹⁾、x⁽²⁾……x^(m+1)}，再预设k个参数类别和k个参数类别的质心μ₁，μ₂，…，μ_k，重复下面过程直到收敛：

对于每一个样例i，计算其应该属于的参数类别c⁽ⁱ⁾:＝argmin||x⁽ⁱ⁾－μ_j||²；对于每一个参数类别j，重新计算该参数类别的质心：

其中，x⁽ⁱ⁾属于训练样本集{x⁽¹⁾、x⁽²⁾……x^(m+1)}，c⁽ⁱ⁾表示样例i与k个参数类别中距离最近的参数类别，c⁽ⁱ⁾的值是1到k中的一个。质心μ_j表示对属于同一个类的样本中心点的猜测。由上述计算可以得到C^(m+1)，即样例m+1(当前数据)与k个参数类别中距离最近的参数类别，从而使处理模块确定电力参数的参数类别，并根据电力参数的参数类别输出第二控制指令，以使控制模块根据接收的第二控制指令实现对电力设备的控制。

步骤130、根据第一控制指令或第二控制指令，通过控制模块对电力设备进行控制。

具体的，若控制模块接收到的第一控制指令和第二控制指令不同，则控制模块可根据第一控制指令对电力设备进行控制；若服务器出现问题仍能根据第二控制指令对电力设备进行控制，从而提高监控的可靠性和安全性，由于处理模块位于电力监控装置内部，因此减少了数据上传、回传等一系列操作，从而更快速的输出控制指令，并且控制模块在执行处理模块发送的第二控制指令的过程中，获取服务器发送的第一控制指令，可根据服务器发送的第一控制指令对处理模块输出的第二控制指令进行修正，提高监控的准确性。

本实施例提供的电力监控方法，具备电力监控系统相应的有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种电力监控系统，其特征在于，包括：服务器、与所述服务器通信连接的多个电力监控装置以及与所述服务器通信连接的终端设备；

所述电力监控装置包括监测模块、处理模块和控制模块，所述监测模块和所述控制模块均与所述处理模块电连接；

所述监测模块用于监测电力设备的电力参数，并将所述电力参数发送至所述处理模块和所述服务器；所述终端设备用于接收所述服务器发送的所述电力参数，并根据所述电力参数输出第一控制指令至所述服务器；所述处理模块用于将接收的所述电力参数与已存储的电力参数进行聚类分析，通过聚类算法确定在已存储的电力参数中与接收的所述电力参数同类的参数，并根据所述参数输出第二控制指令至所述控制模块；所述控制模块用于接收所述第二控制指令和所述服务器发送的所述第一控制指令，并根据所述第一控制指令或所述第二控制指令对所述电力设备进行控制。

2.根据权利要求1所述的电力监控系统，其特征在于，若所述控制模块接收到的所述第一控制指令和所述第二控制指令不同，则所述控制模块用于根据所述第一控制指令对所述电力设备进行控制。

3.根据权利要求1所述的电力监控系统，其特征在于，若所述服务器在非正常工作状态，则所述控制模块用于根据所述第二控制指令对所述电力设备进行控制。

4.根据权利要求1所述的电力监控系统，其特征在于，所述电力监控装置还包括存储模块，所述存储模块与所述处理模块电连接，并与所述服务器通信连接；所述存储模块用于存储所述电力设备的电力参数和所述服务器发送的第一控制指令，所述处理模块用于对所述监测模块监测的电力参数与所述存储模块存储的电力参数进行聚类分析，并通过kmeans聚类算法、预设的参数类别和每个参数类别的质心，计算所述监测模块监测的电力参数的参数类别，再重新计算所述电力参数的参数类别的质心直到收敛，确定所述电力参数的参数类别，并根据所述电力参数的参数类别输出所述第二控制指令。

5.根据权利要求1所述的电力监控系统，其特征在于，所述终端设备包括显示模块和人机交互模块，所述显示模块和所述人机交互模块均与所述服务器通信连接；所述显示模块用于接收并显示所述服务器发送的电力参数，所述人机交互模块用于接收所述服务器发送的电力参数并根据所述电力参数输出所述第二控制指令至所述服务器。

6.根据权利要求1所述的电力监控系统，其特征在于，所述服务器包括数据接收端和数据输出端，所述数据接收端和所述数据输出端电连接；所述数据接收端用于接收所述监测模块发送的电力参数和所述终端设备发送的所述第二控制指令，所述数据输出端用于将所述第一控制指令输出至所述电力监控装置，并将所述电力参数输出至所述终端设备和所述电力监控装置。

7.根据权利要求1所述的电力监控系统，其特征在于，所述电力参数包括电流、电压、电量和功率以及环境信息数据中的至少一种。

8.一种电力监控方法，其特征在于，所述监控方法由权利要求1-7任一项所述的电力监控系统执行，所述电力监控方法包括：

通过所述监测模块监测电力设备的电力参数；

根据所述电力参数，所述终端设备通过所述服务器输出第一控制指令至所述控制模块，所述处理模块将接收的所述电力参数与已存储的电力参数进行聚类分析，通过聚类算法确定在已存储的电力参数中与接收的所述电力参数同类的参数，并根据所述参数输出第二控制指令至所述控制模块；

根据所述第一控制指令或所述第二控制指令，通过所述控制模块对所述电力设备进行控制。

9.根据权利要求8所述的电力监控方法，其特征在于，根据所述控制指令对所述电力设备进行控制，包括：

若所述控制模块接收到的所述第一控制指令和所述第二控制指令不同，则所述控制模块根据所述第一控制指令对所述电力设备进行控制。

10.根据权利要求8所述的电力监控方法，其特征在于，根据所述控制指令对所述电力设备进行控制，包括：

若所述服务器在非正常工作状态，则所述控制模块根据所述第二控制指令对所述电力设备进行控制。

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