CN112130015A - 一种配电设备的智能监测故障分析方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电设备的智能监测故障分析方法和系统，涉及电力系统，通过全面配置配电系统的数据来提高配电系统运行的可靠性并保障配电系统的安全性。具体方案包括：获取配电设备的基础数据；根据基础数据生成配电设备的电气连接图；监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据分析计算；以得到分析结果并处理；上传数据至监控设备，并接收监控设备的指令；其中，上传数据包括基础数据、运行数据和分析结果；指令包括监控指令和控制指令。

Description

一种配电设备的智能监测故障分析方法和系统

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种配电设备的智能监测故障分析方法和系统。

背景技术

由多种配电设备(或元件)和配电设施所组成的变换电压直接向终端用户分配电能的电力网络系统为配电系统。为了把控配电系统的安全性，配电设备中安装有智能仪表，用于对配电设备的相关数据(如电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率、谐波等)进行监测。部分智能仪表还具有通信口，通过通信口向监控设备发送相关数据(如电流、电压等)。

但是，现有的智能仪表或监控设备只能确定出每个监测点的相关数据，不能获知整个配电系统的运行状态，当发生异常情况时，无法做到高效控制。

发明内容

本发明提供了一种配电设备的智能监测故障分析方法和系统，用于改善监测数据片面化的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种配电设备的智能监测故障分析方法，用于智能仪表，包括如下步骤：智能仪表通过通信口获取配电设备的基础数据；智能仪表根据基础数据生成配电设备的电气连接图；智能仪表实时监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据进行分析计算；以得到分析结果并处理；智能仪表上传数据至监控设备，并接收监控设备的指令；其中，上传数据包括基础数据、运行数据和分析结果；指令包括监控指令和参数设置指令。

第二方面，本发明提供了一种配电设备的智能监测故障分析方法，用于监控设备，包括如下步骤：监控设备发送监控指令至智能仪表；监控设备获取至少一个智能仪表的上传数据；其中，上传数据包括智能仪表获取配电设备的基础数据、运行数据和分析结果；监控设备根据基础数据生成配电系统图；其中，配电系统图包括至少一台配电设备；监控设备根据配电系统图和上传数据判断配电设备工作状态，确定是否发送控制指令至智能仪表。

第三方面，本发明提供了一种配电设备的智能监测故障分析系统，应用于智能仪表，包括：获取模块，被配置为通过通信口获取配电设备的基础数据、运行数据和获取监控设备的监控指令；指令包括监控指令和参数设置指令。生成模块，被配置为根据基础数据生成配电设备的电气连接图；处理模块，被配置为监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据分析计算；以得到分析结果并处理；发送模块，被配置为上传数据至监控设备；其中，上传数据包括基础数据、运行数据和分析结果；

第四方面，本发明提供了一种配电设备的智能监测故障分析系统，应用于监控设备，包括：发送模块，被配置为发送监控指令至智能仪表；获取模块，被配置为获取至少一个智能仪表的上传数据；其中，上传数据包括智能仪表获取配电设备的基础数据、运行数据和分析结果；生成模块，被配置为根据基础数据生成配电系统图；其中，配电系统图包括至少一台配电设备；处理模块，被配置为根据配电系统图和上传数据判断配电设备工作状态，确定是否发送控制指令至智能仪表。

上述方案中，由于本申请的智能仪表获取到了配电设备的基础数据，根据基础数据生成配电设备的电气连接图。同时智能仪表实时监测配电设备的运行数据，根据运行数据和基础数据进行分析计算；输出分析结果并进行显示和报警处理。本申请在常规智能仪表的基础上，将配电设备的所有相关数据信息都进行录入；若存在异常情况，则进行报警处理，从而提高配电系统运行的可靠性。本申请还包括监测设备，监控设备获取智能仪表的上传数据，基于智能仪表的数据生成关于所属配电设备的整个配电系统图，根据配电系统图可更便捷地分析当出现异常情况时快速处理，也可根据异常的运行数据进行参数调整，以保证整个配电系统的安全性。

可以理解地，上述提供的任一智能仪表和监控平台均用于执行上文所提供的第一方面和第二方面对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文第一方面和第二方面的方法以及下文具体实施方式中对应方案的有益效果，此处不再赘述。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的分析方法流程图；

图2为本发明实施例提供的另一种分析方法流程图；

图3为本发明实施例提供的监控设备生成的配电系统图；

图4为本发明实施例提供的一种分析系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种分析系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1所示，本实施例公开一种配电设备的智能监测故障分析方法，包括：

S101:获取配电设备的基础数据；

智能仪表通过通信口获取配电设备的基础数据，通信口包括有线通信口或无线通信口。其中，可使用U盘、计算机或手机通过智能仪表的通信口录入参数信息。通信口包括各类有线通信口和无线通信口，如串口、RJ45、蓝牙、4G、USB接口等。

智能仪表获取配电设备的基础数据，同时由于基础数据中包含多种信息为后续分析处理提供数据储备，其中，配电设备包括配电柜和配电箱。智能仪表可以以单个柜子为单位安装，也可以若干个柜子共用一个智能仪表(物理上一个，逻辑上多个)，或一个柜子有若干个智能仪表(逻辑上为一个)；只要能清晰完成智能仪表参数信息录入，与指定的配电设备以及相关开关对应，即可。

其中，基础数据包括：配电设备的资管信息、配电参数信息和配电逻辑参数信息。在常规电量智能仪表的基础上，录入配电设备的资管信息、配电参数信息、配电逻辑参数信息和配电设备内开关的连接关系。其中，配电设备资管信息包括配电设备名称、系统名称、节点编号、规格、型号、厂家、生产日期、设备资管编号、机房等。

具体地，设备名称是指根据命名规则，标示为进线柜、电容器柜、馈线柜等标准化的设备名称。

系统名称是指一个完整楼宇(或园区)的配电系统由不少于一个配电子系统组成，若干台配电设备组成一套配电子系统，将配电子系统作为一个独立的配电系统单独命名，名称唯一；

节点编号是指将一个配电设备定义为一个节点，某设备在系统内的编号，节点编号唯一；

设备资管编号是指生产厂家或业主可能为设备命名的编号。

配电参数信息包括输入开关、输出开关、配电电缆/铜排。

输入开关是指包括开关类型、开关极数、序号、运行模式(主备、热备等)、脱扣器类型及各类整定参数、上一层(父)节点编号及输出开关序号等；

输出开关是指包括开关类型、开关极数、序号、脱扣器类型及各类整定参数等；

配电电缆/铜排是指定义不同节点(配电设备)之间、同一节点(配电设备)内不同开关之间的连接电缆/铜排的规格、数量、布放方式等。

配电逻辑参数信息是指为每个子节点输入开关确定所对应的上一层父节点(即上一级配电设备)输出开关序号，按照子节点向上找寻父节点的方式，逐级实现监控中心自动画出配电系统图。

S102:根据基础数据生成配电设备的电气连接图；

智能仪表获取基础数据后，按照每个配电设备(节点)的输入、输出开关数量和序号，画出该配电设备的系统图；

按照配电设备所属系统名称(整个配电系统唯一)和节点编号(整个配电系统唯一，同时代表该配电设备在某系统内的位置)，画出该配电系统的平面布置图；

从最底层配电设备(节点)开始，按照该配电设备输入开关与上一层配电设备(父节点)输出开关的关系，画出同一配电系统内部、不同配电子系统之间的配电系统图。

根据配电设备的基础数据中的数量和节点逻辑顺序等信息，智能仪表内的图像生成单元对信息进行排列和布局，最终生成电气连接图，根据电气连接图，更加清楚配电设备内部各开关之间、配电设备之间以及不同配电子系统之间的相互关系，在发生故障或者异常的情况下，方便更加迅速的确定问题点，并及时进行处理，避免后续更多的隐患和公共资源损耗。

S103:实时监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据进行分析计算；以得到分析结果并处理；

获取配电设备使用时的运行数据，根据配电系统的容量安全算法，当运行数据和基础数据录入智能仪表时，智能仪表将运行数据(主要是采集配电设备的实时电量信息)与基础数据通过安全算法进行比较、计算和分析，获取可能发生的故障和安全隐患(具体为上/下级不同开关之间、运行负荷和开关之间、运行负荷和电缆之间等设备的安全隐患)，及时规避异常及风险；同时对异常情况进行处理，具体处理方式有多种，结合现场情况或者智能仪表的基础配置进行显示、告警/预警等，并通过通信口传送到监控中心，提高配电系统运行的可靠性。

S104:上传数据至监控设备，并接收监控设备的指令；其中，上传数据包括基础数据、运行数据和分析结果；指令包括监控指令和控制指令。

智能仪表上传数据发送至监控设备，监控设备可以对所有的配电设备进行统一管理、监控，这样能保证异常处理的及时性，同时由于统一监管，可以将配电设备信息实现上网，更加方便进行信息管理和更新。进一步降低人工的参与度，降低出错的风险。

进一步地，智能仪表实时监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据进行分析计算；输出分析结果并执行处理步骤中，执行处理包括预警、告警和显示。智能仪表内将建立数学关系，涵盖配电设备内所有信息包括开关、铜排、电缆的配置参数、规格、连接关系等因素，检测运行数据状态信息包括电量信息、校验上/下级开关配置、开关与电缆/铜排配置、开关与实际运行负载校验、电缆/铜排与实际负载校验等，同时对检测结果进行处理，如通过液晶屏等显示设备进行显示；对于运行数据异常的状态通过告警灯等进行告警，在需要提防的危险发生之前，根据以往的总结的规律或观测得到的可能性前兆时，通过信号灯等进行预警，从而保障配电设备安全运行，从而提高配电系统运行的可靠性。

如图2所示，一种配电设备的智能监测故障分析方法，用于监控设备，其特征在于，包括：

S201:发送监控指令至智能仪表；

其中，监控设备安装有监控软件或多个监控设备构成一个监控平台，用于实现对配电设备运行状态的监管。具体的，监控设备发送监控指令，用于实时了解配电设备的运行数据，便于后续控制配电系统运行的可靠性。

S202:获取至少一个智能仪表的上传数据；其中，上传数据包括智能仪表获取配电设备的基础数据、运行数据和分析结果；

监控设备收集智能仪表的上传数据，上传数据的一部分数据为形成配电系统图提供数据基础，另一部分为监测配电系统的运行状态提供参考；便于后期对所有的配电设备进行控制达到统一管理，针对出现的问题对配电系统进行合理优化。

S203:根据基础数据生成配电系统图；其中，配电系统图包括至少一台配电设备。

监控设备收集所有智能仪表的数据，智能仪表承载的是配电设备的所有信息，根据配电设备的数量和连接关系确定出各个节点(配电设备)之间的联系，再根据配电逻辑参数为每个子节点(即下一级配电设备)输入开关确定所对应的上一层父节点(即上一级配电设备)输出开关序号，按照子节点向上找寻父节点的方式，逐级查找的方式实现监控中心自动生成配电系统图。结合配电系统图，并对配电系统进行分析处理。根据生成的配电系统图，可以得出各配电设备之间的关系，当整个配电系统出现异常情况时，将对问题点的排查效率更高，减轻通过人工操作带来的误差率；进一步提升配电系统的整体工作效率。

S204:根据配电系统图和上传数据判断配电设备工作状态，确定是否发送控制指令至智能仪表。

示例性的，控制指令包括确定配电系统是否预警/告警，准确定位故障点在配电系统图的位置等；监控设备根据配电系统图和智能仪表上传的配电设备的工作状态，确定出配电设备的运行状态，根据配电设备的运行状态再结合系统的控制需求确定是否需要更改现行的配电设备的参数数据或下发其他控制指令，以达到管控的效果。进一步保证配电设备运行的安全性。

如图3所示，本公开实施例提供一种监控设备生成的配电系统图。

将一个配电设备(如：智能仪表1和智能仪表2)定义为节点，配电设备参数包括输入开关、输入开关序号、输入开关的父节点序号和父节点输出开关序号等参数，以及该节点输出开关、输出开关序号等。

监控设备从智能仪表获取相关参数后，按照每个配电设备(节点)的输入、输出开关数量和序号，画出该配电设备的系统图；

按照配电设备所属系统名称(整个配电系统唯一)和节点编号(整个配电系统唯一，同时代表该配电设备在某系统内的位置)，画出该配电系统的平面布置图；

从最底层配电设备(节点)开始，按照该配电设备输入开关与上一层配电设备(父节点，如：智能仪表3-1、智能仪表3-2、智能仪表3-3、智能仪表3-4等)输出开关的关系，画出同一配电系统内部、不同配电子系统之间的配电系统图。

上述实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：由于本申请的智能仪表获取到了配电设备的基础数据，根据基础数据从而生成电气连接图。同时智能仪表实时监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据进行分析计算；输出分析结果并进行显示和报警处理。本申请在常规电量智能仪表的基础上，将配电设备的相关数据信息都录入到智能仪表，智能仪表将基础数据和实际的运行数据进行比较、分析；并将分析结果显示出来，若存在异常情况，则进行报警处理，从而提高配电系统运行的可靠性。

如图4所示，本公开实施例提供一种配电设备的智能监测故障分析系统，用于执行如图1所示的一种配电设备的智能监测故障分析方法，具体的，分析系统包括：

获取模块41，被配置为通过通信口获取配电设备的基础数据、运行数据和获取监控设备的监控指令；指令包括监控指令和参数设置指令。

生成模块42，被配置为根据基础数据生成配电设备的电气连接图；

处理模块43，被配置为监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据分析计算；以得到分析结果并处理；

发送模块44，被配置为上传数据至监控设备；其中，上传数据包括基础数据、运行数据和分析结果；

进一步地，基础数据包括：配电设备的资管信息、配电开关参数和配电母排(电缆)参数。

进一步地，通信口包括有线通信口或无线通信口。

进一步地，智能仪表实时监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据进行分析计算；输出分析结果并处理步骤中，处理方式包括预警、告警、和显示。

如图5所示，本公开实施例提供一种配电设备的智能监测故障分析系统，用于执行如图2所示的一种配电设备的智能监测故障分析方法，具体的，分析系统包括：

发送模块51，被配置为发送监控指令至智能仪表；

获取模块52，被配置为获取至少一个智能仪表的上传数据；其中，上传数据包括智能仪表获取配电设备的基础数据、运行数据和分析结果；

生成模块53，被配置为根据基础数据生成配电系统图；其中，配电系统图包括至少一台配电设备；

处理模块54，被配置为根据配电系统图和上传数据判断配电设备工作状态，确定是否发送控制指令至智能仪表。

综上，相较于传统的智能仪表和监测设备，本发明更关注各个配电设备之间的相互关联性，不仅用于监测配电设备运行状态数据，还根据收集的基础数据和运行数据对配电设备状态进行分析，若发生异常情况能够及时进行处理。同时智能仪表根据配电设备的基础数据生成电气连接图，监控设备根据各个智能仪表反馈的关于配电设备的数据从而自动生成配电系统图，根据电气连接图和配电系统图当发生异常时，可以快速确定问题点。发生异常时也可以及时处理，从而保障配电柜安全性，提高配电系统运行的可靠性。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种配电设备的智能监测故障分析方法，应用于智能仪表，其特征在于，包括：

获取配电设备的基础数据；

根据所述基础数据生成配电设备的电气连接图；

监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据分析计算；以得到分析结果并处理；

上传数据至监控设备，并接收监控设备的指令；其中，所述上传数据包括所述基础数据、所述运行数据和所述分析结果；所述指令包括监控指令和控制指令。

2.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述基础数据包括：配电设备的资管信息、配电参数信息和配电逻辑参数信息。

3.如权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据进行分析计算；输出分析结果并处理步骤中，所述处理方式包括预警、告警、和显示。

4.一种配电设备的智能监测故障分析方法，应用于监控设备，其特征在于，包括：

发送监控指令至智能仪表；

获取至少一个智能仪表的上传数据；其中，所述上传数据包括所述智能仪表获取配电设备的基础数据、运行数据和分析结果；

根据所述基础数据生成配电系统图；其中，所述配电系统图包括至少一台配电设备；

根据所述配电系统图和所述上传数据判断配电设备工作状态，确定是否发送控制指令至所述智能仪表。

5.一种配电设备的智能监测故障分析系统，应用于智能仪表，其特征在于，包括：

获取模块，被配置为获取配电设备的基础数据、运行数据和获取监控设备的监控指令；所述指令包括监控指令和控制指令；

生成模块，被配置为根据所述基础数据生成配电设备的电气连接图；

处理模块，被配置为监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据分析计算；以得到分析结果并处理；

发送模块，被配置为上传数据至监控设备；其中，所述上传数据包括所述基础数据、所述运行数据和所述分析结果。

6.如权利要求5所述的分析系统，其特征在于，所述基础数据包括：配电设备的资管信息、配电参数信息和配电逻辑参数信息。

7.如权利要求5所述的分析系统，其特征在于，所述监测配电设备的运行数据，根据运行数据与基础数据进行分析计算；输出分析结果并处理步骤中，所述处理方式包括预警、告警、和显示。

8.一种配电设备的智能监测故障分析系统，应用于监控设备，其特征在于，包括：配电设备、智能仪表和监控设备；

发送模块，被配置为发送监控指令至智能仪表；

获取模块，被配置为获取至少一个智能仪表的上传数据；其中，所述上传数据包括所述智能仪表获取配电设备的基础数据、运行数据和分析结果；

生成模块，被配置为根据所述基础数据生成配电系统图；其中，所述配电系统图包括至少一台配电设备；

处理模块，被配置为根据所述配电系统图和所述上传数据判断配电设备工作状态，确定是否发送控制指令至所述智能仪表。

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