CN112350849A - 一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统 - Google Patents

一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电力监测设备技术领域，具体涉及一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，包括若干个集中器、若干个采集器和服务器，若干个采集器安装在电力设备上，采集器监测电力设备运行状态，每个集中器连接N个采集器，若干个集中器均与服务器连接，集中器包括供电电路、充电电路、电池、LCD显示模块、MCU和通信模块，供电电路以及充电电路均与电池连接，充电电路连接外部电源，采集器在采集到的数据超过相应阀值时，通过集中器向服务器发出报警。本发明的实质性效果是：服务器通过集中器能够远程设置和更新集中器以及采集器内存储的阀值，设置和更新方便快捷，减轻阀值设置的工作量。

Description

一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统
技术领域
本发明涉及电力监测设备技术领域，具体涉及一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统。
背景技术
利用安装智能监测装置让电网变成更加智能，是当前供电企业智能电网建设的重要手段，而这些智能监测装置在执行数据分析时，通常利用装置预设阀值与实时采集数据进行对比，根据预设阀值条件得到是否需要处理的结果，设计简单并对数据波动敏感度高。但现行阀值预设方法，一是首装现场安装调试时进行预设；二是厂家设置默认值；三是现场根据厂方默认值再修正。操作烦琐且容易忘记修正，返工现象时有发生。另外，有些装置的阀值需要按季节性变化经常修正，工作量大且数值控制难度系数较大。
中国专利CN109066995A，公开日2018年12月21日，一种基于物联网的电力智能监测控制模组，包括中心处理单元，以及与中心处理单元相互连接的低功耗供电装置、能量采集装置、开关单元、物联网通信单元；中心处理单元包含硬件电路部分、以及装载有自主开发的控制软件和算法程序；能量采集装置与开关单元相互连接；物联网通信单元通过网络连接移动终端和/或物联网云平台。其技术方案监测数据做到可设定可实时上传的功能。能够把普通用电电路改造成具有智能监测和智能远程控制的用电电路。但其不能智能的管理和设置电力监测设备的阀值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：电力设备监测数据的阀值设置和更新耗时费力的技术问题。提出了一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，本系统能够快速对监测数据的阀值进行设置和更新，提高阀值的设置及更新的效率。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，若干个集中器、若干个采集器和服务器，若干个所述采集器安装在电力设备上，采集器监测电力设备运行状态，每个集中器连接N个采集器，若干个所述集中器均与服务器连接，所述集中器包括供电电路、充电电路、电池、LCD显示模块、MCU和通信模块，所述供电电路以及充电电路均与电池连接，所述充电电路连接外部电源，所述供电电路为其他元件供电，所述LCD显示模块以及通信模块均与MCU连接，采集器与MCU连接，所述通信模块与服务器通信连接，服务器建立集中器和采集器的ID列表和通信地址，服务器存储每个采集器采集量的阀值，服务器根据时间、环境温度、台区负载、采集器所在线路负载以及采集器历史采集数据更新所述阀值，并通过通信模块发送给对应的采集器，所述采集器在采集到的数据超过相应阀值时，通过集中器向服务器发出报警。服务器通过集中器能够远程设置和更新集中器以及采集器内存储的阀值，设置和更新方便快捷，通过管理服务器内的阀值就可以方便的管理全部采集器的阀值，节省了时间，避免了返工，服务器根据时间、环境温度、台区负载、采集器所在线路负载以及采集器历史采集数据更新阀值，能够自动的智能的设置阀值，减轻阀值设置的工作量。
若干个更新条件和若干个更新值，所述更新值和更新条件一一对应，所述更新条件。通过更新条件触发更新值，能够在更新条件符合时，第一时间更新阀值，能够电力设备监测的误报，提高电力设备运行的稳定性。
作为优选，所述通信模块包括GPRS通讯模块、LORA通讯电路和GPS定位模块，所述GPRS通讯模块、LORA通讯电路以及GPS定位模块均与MCU连接。通过无线通信模块能够方便的部署集中器和采集器。
作为优选，所述采集器包括单片机、485通讯电路、LORA通讯电路和若干个监测传感器，若干个监测传感器监测电力设备运行状态，485通讯电路、LORA通讯电路以及若干个监测传感器均与单片机连接。通过LORA通信能够方便的将采集器和集中器连接。
作为优选，所述集中器周期性执行以下步骤：步骤1，集中器间隔30秒按采集器设备编号1～N，发送A/B/C相电压数据召测指令，获得召测数据U1A、U1B、U1C，U2A、U2B、U2B，…，UNA、UNB、UNC存储；步骤2，判断A/B/C相电压召测数据是否位于区间(UMIN，UMAX)，若相电压召测数据位于区间(UMIN，UMAX)内，则进入步骤4，反之进入步骤3；步骤3，根据UiA、UiB、UiC判断采集器i的故障类型，发送到服务器，进入步骤4；步骤4，集中器统计无故障的采集器数量，并与集中器预设连接数量进行对比，若不同，则询问服务器现场是否减少采集器安装数量，若服务器返回“是”，则集中器调整预设连接数量并进入步骤5，若服务器返回“否”，则上报“××采集单元×台采集器故障”，并结束本方法；步骤5，集中器向部分采集器发送A/B/C相电压、A/B/C相电流、开关量、温度以及湿度召测指令，用于二次校核，若召测获得的数据超过相应阀值，则集中器向服务器发出报警。采集器在采集到超过阀值的监测数据时，会发出报警，集中器以一定规则抽查采集器的采集值，能够检查采集器是否正常运行，提高采集器的可靠性。先检验电压监测正常，能够确定采集器正常工作，而后再检查其他采集量，判断采集器是否正常采集其他监测量。
作为优选，步骤3，根据UiA、UiB、UiC判断采集器i的故障类型的方法包括：判断UiA、UiB、Ui C是否低于36V，若低于36V，则将“i采集器相电压采集故障”发送到服务器；断UiA、UiB、UiC是否为0V，若是，则将“i采集器电源故障或未通电”发送到服务器；若未能接收到返回数据，则将“i采集器通讯故障”发送到服务器。集中器能够及时发现采集器的故障，指导运维人员进行检修，提高监测的可靠性。
作为优选，在步骤5中，集中器根据所连接的采集器数量N，N≤10,向采集器发送召测指令，当集中器连接的采集器个数N∈[8,10]时，向1#、4#、8#采集器发送召测指令；当集中器连接的采集器个数N∈[5,7]时，向1#、3#、5#采集器发送召测指令；当集中器连接的采集器个数N∈[3,4]时，向1#、2#、3#采集器发送召测指令；当集中器连接的采集器个数N∈(1,2]时，向1#、2#、2#采集器发送召测指令，其中对2#采集器发送的两次召测指令间隔t秒；当集中器连接的采集器个数N＝1时，间隔t秒向1#采集器发送3次召测指令。集中器连接多个采集器时，通过抽查其中的若干个是否存在故障即可。
作为优选，在步骤5中，若集中器获得A/B/C相电流超出上次测量值的4倍以上，则集中器间隔30秒重新召测对应采集器数据。
作为优选，所述服务器还为每个采集器的采集值存储有警戒值，当采集器的采集值超过警戒值时，所述服务器生成警告信息，供维护人员参考。
作为优选，所述服务器生成的警戒值方法包括：将A/B/C相电压、A/B/C相电流、温度以及湿度划分为数值量，将开关量划分为状态量，根据采集器采集到的历史数据，将数值量划分为若干个数值段，以数值段的中间值作为典型数值M，统计历史状态量的取值，将占比超过百分之四十的状态值作为典型状态值，将典型数值M的0.7M和1.3M作为警戒值，若采集器采集到的数值量小于0.7M或大于1.3M，则发出预警，若采集器采集到的开关量不属于典型状态值，则发出预警。通过警戒值能够为处于故障风险的电力设备发出报警供运维人员在日常巡检中检查。
作为优选，将数值量划分为若干个数值段的方法包括：获取数值量d的全部历史值W，d∈W，获得最大值dmax、最小值dmin以及数值量的历史值中的最小变化数值△d；设置值τ＝dmin，以△d为步长循环执行以下步骤，直到遍历区间[dmin,dmax]；求解方程
Figure BDA0002682577460000041
的两个解x1和x2；构造函数
Figure BDA0002682577460000042
求E1＝∑d∈([x1，x2]∩W)E(d)和
Figure BDA0002682577460000043
若E1＞E2，则将τ加入集合G；遍历区间[dmin,dmax]后，集合G内包含若干个τ值，若集合G内两个相邻的τ值的差值大于△d，则将这两个τ值的均值作为划分点，使用划分点将数值量划分为若干个数值段。
本发明的实质性效果是：服务器通过集中器能够远程设置和更新集中器以及采集器内存储的阀值，设置和更新方便快捷，通过管理服务器内的阀值就可以方便的管理全部采集器的阀值，节省了时间，避免了返工，服务器根据时间、环境温度、台区负载、采集器所在线路负载以及采集器历史采集数据更新阀值，能够自动的智能的设置阀值，减轻阀值设置的工作量。
附图说明
图1为实施例一结构示意图。
图2为实施例一集中器工作流程示意图。
其中：100、采集器，200、集中器，300、服务器。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
实施例一：
一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，如图1所示，本实施例包括若干个集中器200、若干个采集器100和服务器300，若干个采集器100安装在电力设备上，采集器100监测电力设备运行状态，每个集中器200连接N个采集器100，若干个集中器200均与服务器300连接，集中器200包括供电电路、充电电路、电池、LCD显示模块、MCU和通信模块，供电电路以及充电电路均与电池连接，充电电路连接外部电源，供电电路为其他元件供电，LCD显示模块以及通信模块均与MCU连接，采集器100与MCU连接，通信模块与服务器300通信连接，服务器300建立集中器200和采集器100的ID列表和通信地址，服务器300存储每个采集器100采集量的阀值，服务器300根据时间、环境温度、台区负载、采集器100所在线路负载以及采集器100历史采集数据更新阀值，并通过通信模块发送给对应的采集器100，采集器100在采集到的数据超过相应阀值时，通过集中器200向服务器300发出报警。若干个更新条件和若干个更新值，更新值和更新条件一一对应，更新条件。通过更新条件触发更新值，能够在更新条件符合时，第一时间更新阀值，能够电力设备监测的误报，提高电力设备运行的稳定性。
通信模块包括GPRS通讯模块、LORA通讯电路和GPS定位模块，GPRS通讯模块、LORA通讯电路以及GPS定位模块均与MCU连接。通过无线通信模块能够方便的部署集中器200和采集器100。采集器100包括单片机、485通讯电路、LORA通讯电路和若干个监测传感器，若干个监测传感器监测电力设备运行状态，485通讯电路、LORA通讯电路以及若干个监测传感器均与单片机连接。通过LORA通信能够方便的将采集器100和集中器200连接。
如图2所示，集中器200周期性执行以下步骤：步骤1，集中器200间隔30秒按采集器100设备编号1～N，发送A/B/C相电压数据召测指令，获得召测数据U1A、U1B、U1C，U2A、U2B、U2B，…，UNA、UNB、UNC存储；步骤2，判断A/B/C相电压召测数据是否位于区间(UMIN，UMAX)，若相电压召测数据位于区间(UMIN，UMAX)内，则进入步骤4，反之进入步骤3；步骤3，根据UiA、UiB、UiC判断采集器100i的故障类型，发送到服务器300，进入步骤4；步骤4，集中器200统计无故障的采集器100数量，并与集中器200预设连接数量进行对比，若不同，则询问服务器300现场是否减少采集器100安装数量，若服务器300返回“是”，则集中器200调整预设连接数量并进入步骤5，若服务器300返回“否”，则上报“××采集单元×台采集器100故障”，并结束本方法；步骤5，集中器200向部分采集器100发送A/B/C相电压、A/B/C相电流、开关量、温度以及湿度召测指令，用于二次校核，若召测获得的数据超过相应阀值，则集中器200向服务器300发出报警。采集器100在采集到超过阀值的监测数据时，会发出报警，集中器200以一定规则抽查采集器100的采集值，能够检查采集器100是否正常运行，提高采集器100的可靠性。先检验电压监测正常，能够确定采集器100正常工作，而后再检查其他采集量，判断采集器100是否正常采集其他监测量。
步骤3，根据UiA、UiB、UiC判断采集器100i的故障类型的方法包括：判断UiA、UiB、UiC是否低于36V，若低于36V，则将“i采集器100相电压采集故障”发送到服务器300；断UiA、UiB、UiC是否为0V，若是，则将“i采集器100电源故障或未通电”发送到服务器300；若未能接收到返回数据，则将“i采集器100通讯故障”发送到服务器300。集中器200能够及时发现采集器100的故障，指导运维人员进行检修，提高监测的可靠性。
在步骤5中，集中器200根据所连接的采集器100数量N，N≤10,向采集器100发送召测指令，当集中器200连接的采集器100个数N∈[8,10]时，向1#、4#、8#采集器100发送召测指令；当集中器200连接的采集器100个数N∈[5,7]时，向1#、3#、5#采集器100发送召测指令；当集中器200连接的采集器100个数N∈[3,4]时，向1#、2#、3#采集器100发送召测指令；当集中器200连接的采集器100个数N∈(1,2]时，向1#、2#、2#采集器100发送召测指令，其中对2#采集器100发送的两次召测指令间隔t秒；当集中器200连接的采集器100个数N＝1时，间隔t秒向1#采集器100发送3次召测指令。若集中器200获得A/B/C相电流超出上次测量值的4倍以上，则集中器200间隔30秒重新召测对应采集器100数据。
服务器300还为每个采集器100的采集值存储有警戒值，当采集器100的采集值超过警戒值时，服务器300生成警告信息，供维护人员参考。服务器300生成的警戒值方法包括：将A/B/C相电压、A/B/C相电流、温度以及湿度划分为数值量，将开关量划分为状态量，根据采集器100采集到的历史数据，将数值量划分为若干个数值段，以数值段的中间值作为典型数值M，统计历史状态量的取值，将占比超过百分之四十的状态值作为典型状态值，将典型数值M的0.7M和1.3M作为警戒值，若采集器100采集到的数值量小于0.7M或大于1.3M，则发出预警，若采集器100采集到的开关量不属于典型状态值，则发出预警。通过警戒值能够为处于故障风险的电力设备发出报警供运维人员在日常巡检中检查。将数值量划分为若干个数值段的方法包括：获取数值量d的全部历史值W，d∈W，获得最大值dmax、最小值dmin以及数值量的历史值中的最小变化数值△d；设置值τ＝dmin，以△d为步长循环执行以下步骤，直到遍历区间[dmin,dmax]；求解方程
Figure BDA0002682577460000071
的两个解x1和x2；构造函数
Figure BDA0002682577460000072
求E1＝∑d∈([x1，x2]∩W)E(d)和
Figure BDA0002682577460000073
若E1＞E2，则将τ加入集合G；遍历区间[dmin,dmax]后，集合G内包含若干个τ值，若集合G内两个相邻的τ值的差值大于△d，则将这两个τ值的均值作为划分点，使用划分点将数值量划分为若干个数值段。
本实施例的有益技术效果是：服务器300通过集中器200能够远程设置和更新集中器200以及采集器100内存储的阀值，设置和更新方便快捷，通过管理服务器300内的阀值就可以方便的管理全部采集器100的阀值，节省了时间，避免了返工，服务器300根据时间、环境温度、台区负载、采集器100所在线路负载以及采集器100历史采集数据更新阀值，能够自动的智能的设置阀值，减轻阀值设置的工作量。
以上的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，其特征在于，
若干个集中器、若干个采集器和服务器，若干个所述采集器安装在电力设备上，采集器监测电力设备运行状态，每个集中器连接N个采集器，若干个所述集中器均与服务器连接，所述集中器包括供电电路、充电电路、电池、LCD显示模块、MCU和通信模块，所述供电电路以及充电电路均与电池连接，所述充电电路连接外部电源，所述供电电路为其他元件供电，所述LCD显示模块以及通信模块均与MCU连接，采集器与MCU连接，所述通信模块与服务器通信连接，服务器建立集中器和采集器的ID列表和通信地址，服务器存储每个采集器采集量的阀值，服务器根据时间、环境温度、台区负载、采集器所在线路负载以及采集器历史采集数据更新所述阀值，并通过通信模块发送给对应的采集器，所述采集器在采集到的数据超过相应阀值时，通过集中器向服务器发出报警。
若干个更新条件和若干个更新值，所述更新值和更新条件一一对应，所述更新条件。
2.根据权利要求1所述的一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，其特征在于，
所述通信模块包括GPRS通讯模块、LORA通讯电路和GPS定位模块，所述GPRS通讯模块、LORA通讯电路以及GPS定位模块均与MCU连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，其特征在于，
所述采集器包括单片机、485通讯电路、LORA通讯电路和若干个监测传感器，若干个监测传感器监测电力设备运行状态，485通讯电路、LORA通讯电路以及若干个监测传感器均与单片机连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，其特征在于，
所述集中器周期性执行以下步骤：
步骤1，集中器间隔30秒按采集器设备编号1～N，发送A/B/C相电压数据召测指令，获得召测数据U1A、U1B、U1C，U2A、U2B、U2B，…，UNA、UNB、UNC存储；
步骤2，判断A/B/C相电压召测数据是否位于区间(UMIN，UMAX)，若相电压召测数据位于区间(UMIN，UMAX)内，则进入步骤4，反之进入步骤3；
步骤3，根据UiA、UiB、UiC判断采集器i的故障类型，发送到服务器，进入步骤4；
步骤4，集中器统计无故障的采集器数量，并与集中器预设连接数量进行对比，若不同，则询问服务器现场是否减少采集器安装数量，若服务器返回“是”，则集中器调整预设连接数量并进入步骤5，若服务器返回“否”，则上报“××采集单元×台采集器故障”，并结束本方法；
步骤5，集中器向部分采集器发送A/B/C相电压、A/B/C相电流、开关量、温度以及湿度召测指令，用于二次校核，若召测获得的数据超过相应阀值，则集中器向服务器发出报警。
5.根据权利要求4所述的一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，其特征在于，
步骤3，根据UiA、UiB、UiC判断采集器i的故障类型的方法包括：
判断UiA、UiB、UiC是否低于36V，若低于36V，则将“i采集器相电压采集故障”发送到服务器；
断UiA、UiB、UiC是否为0V，若是，则将“i采集器电源故障或未通电”发送到服务器；
若未能接收到返回数据，则将“i采集器通讯故障”发送到服务器。
6.根据权利要求4所述的一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，其特征在于，
在步骤5中，集中器根据所连接的采集器数量N，N≤10,向采集器发送召测指令，
当集中器连接的采集器个数N∈[8,10]时，向1#、4#、8#采集器发送召测指令；
当集中器连接的采集器个数N∈[5,7]时，向1#、3#、5#采集器发送召测指令；
当集中器连接的采集器个数N∈[3,4]时，向1#、2#、3#采集器发送召测指令；
当集中器连接的采集器个数N∈(1,2]时，向1#、2#、2#采集器发送召测指令，其中对2#采集器发送的两次召测指令间隔t秒；
当集中器连接的采集器个数N＝1时，间隔t秒向1#采集器发送3次召测指令。
7.根据权利要求4所述的一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，其特征在于，
在步骤5中，若集中器获得A/B/C相电流超出上次测量值的4倍以上，则集中器间隔30秒重新召测对应采集器数据。
8.根据权利要求1或2所述的一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，其特征在于，
所述服务器还为每个采集器的采集值存储有警戒值，当采集器的采集值超过警戒值时，所述服务器生成警告信息，供维护人员参考。
9.根据权利要求8所述的一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，其特征在于，
所述服务器生成的警戒值方法包括：
将A/B/C相电压、A/B/C相电流、温度以及湿度划分为数值量，将开关量划分为状态量，根据采集器采集到的历史数据，将数值量划分为若干个数值段，以数值段的中间值作为典型数值M，统计历史状态量的取值，将占比超过百分之四十的状态值作为典型状态值，将典型数值M的0.7M和1.3M作为警戒值，若采集器采集到的数值量小于0.7M或大于1.3M，则发出预警，若采集器采集到的开关量不属于典型状态值，则发出预警。
10.根据权利要求9所述的一种电力监测数据阀值智能设置及更新系统，其特征在于，
将数值量划分为若干个数值段的方法包括：
获取数值量d的全部历史值W，d∈W，获得最大值dmax、最小值dmin以及数值量的历史值中的最小变化数值△d；
设置值τ＝dmin，以△d为步长循环执行以下步骤，直到遍历区间[dmin,dmax]；求解方程
Figure FDA0002682577450000031
的两个解x1和x2；
构造函数
Figure FDA0002682577450000032
求E1＝∑d∈([x1，x2]∩W)E(d)和
Figure FDA0002682577450000033
Figure FDA0002682577450000034
若E1＞E2，则将τ加入集合G；
遍历区间[dmin,dmax]后，集合G内包含若干个τ值，若集合G内两个相邻的τ值的差值大于△d，则将这两个τ值的均值作为划分点，使用划分点将数值量划分为若干个数值段。
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