CN112948205A - 一种新型电力计量监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力监控技术领域，具体的说是涉及一种新型电力计量监控系统。本发明主要包括监控终端、网关和电力计量设备，监控终端通过网关与电力计量设备连接，所述监控终端包括云信息采集模块、电力计量设备信息采集模块和设备状态预测模块。本发明的新型电力计量监控系统，是在传统电力计量监控系统的基础上，增加了设备故障预测的功能，使得监控系统并不仅仅只是简单的反馈数据，还根据获取的数据进行预测判断，从而扩展了电路计量监控系统的应用范围。在本发明新型的电力计量监控系统中，管理者不仅仅可以获取电路计量的各种数据，还可以根据预测的结果，相应的安排检测维护人员，从而可有效提高故障解决的效率。
Description
技术领域
本发明属于电力监控技术领域，具体的说是涉及一种新型电力计量监控系统。
背景技术
今年来随着电网规模的不断扩大，为了应对获取电力监控信息越来越多的问题，各种新型的电力监控系统随之出现。电能计量管理工作是电力企业生产经营管理及电网安全运行的重要环节，其技术和管理水平不仅事关电力工业的发展和电力企业形象而且会影响贸易结算的准确、公正，涉及广大电力客户的利益。但是针对电能计量装置的管理还存在以下问题：目前普遍采用的传统人工现场校验模式的工作效率低，不能够对装置进行实时监测和故障及时预警，难以有效控制计量故障的发生和减少；缺少对全网损耗的在线差异化分析，无法及时找出损耗点采取有效措施进行控制和优化，从而造成电网经济效益流失严重。
随着目前各种智能电力计量装置的普及，电力计量装置获取数据的能力也随之加强，已经可以通过网络对电力计量装置终端的数据进行实时监控，但是与设备的进步相对应的是，目前的维护工作还停留在传统的模式，通过人工定期检查维护的方式不仅效率低下，而且十分浪费成本。因为不同终端设备的工作环境差异，会导致不同工作环境下的终端故障发生率也不相同，负载不同同样会产生影响，但是对于这种影响，虽然都知道工作状态影响产品稳定性，但是目前并没有相应的数据支撑以及解决方法。如传统等待用户报修，或者在规定时限统一更换的方式，会出现满负荷工作的设备没有及时得到更换，而轻负荷工作的设备在性能还优异时也被替换，导致需求得不到满足或者浪费的情况发生。
目前的各种电力计量监控终端，实质上仍然停留在利用网络获取数据，并进行归类整理与反馈的基本应用层面上，其本身无法根据获得的数据进行相应的处理判断，这显然并不能跟上当今智慧社会的发展趋势，如何基于目前电力计量监控系统获取的数据，进行有效的利用为电力计量监控系统赋予新的使命，是当前需要解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的，就是针对上述问题，有效的利用当前电力计量监控系统所获取的数据信息，再结合目前的大数据平台信息和神经网络技术，提出具有更多功能的新型电力计量监控系统。
在对本发明的具体方案进行描述前，需要说明的是，目前的电力计量监控系统，组网方式类似于互联网组网方式，将设置于用户用电场所的电力计量设备作为终端，通过网关(web网络、物联网或者其他网络)与上层的监控终端连接，并且还可能包括多种可以接入网络的其他设备，用以进行数据采集或者维护，监控终端可以获取底层一线设备的各种数据信息，并将其保存在数据库中，这种监控系统是目前逐渐主流的电力计量监控系统，因此在本发明方案的描述中，这些电力计量监控系统的基本特征将被忽略，在以下方案的描述中，将着重突出于在传统电力计量监控系统的基础上，开展出新功能的新型电极计量监控系统。
本发明的技术方案为：
一种新型电力计量监控系统，如图1所示，包括监控终端、网关和电力计量设备，监控终端通过网关与电力计量设备连接，其特征在于，如图2所示，所述监控终端包括云信息采集模块、电力计量设备信息采集模块和设备状态预测模块；
所述云信息采集模块从互联网大数据平台中，采集历史天气数据和实时天气数据，至少包括温度和湿度；
所述电力计量设备信息采集模块，根据每个电力计量设备的安装录入信息和数据库历史信息，至少获取电力计量设备的ID号、工作状态、安装地址和历史故障信息；
所述设备状态预测模块，获取云信息采集模块与电力计量设备信息采集模块采集的数据，将获取的数据进行匹配组合，具体为根据每个电力计量设备的安装地址，将其与对应地区的历史天气数据按日期进行匹配，以天为单位，将当天的天气数据与对应的电力计量设备的工作状态数据构成训练数据集，将对应的历史故障信息通过编码转化为类别型数据作为预测数据集，将训练数据集作为输入，预测数据集作为输出，通过神经网络进行训练，获得训练好的神经网络；将获取的实时天气数据与实时采集的电力计量设备的工作状态数据作为训练好的神经网络的实时输入，获得实时的故障发送概率作为预测输出，并作为设备状态预测模块的输出；
所述监控终端还包括故障预测显示模块，故障预测显示模块根据设备状态预测模块的输出，通过显示界面进行反馈。
进一步的，所述电力计量设备信息采集模块根据电力计量设备工作范围指标，再获取的电力计量设备的ID号中添加对应电力计量设备的用途标识，通过数据编码的方式，对不同工作范围的电力计量设备通过编码进行分类，对应的，不同类别的电力计量设备的对应不同的设备状态预测模块，每种类别的设备状态预测模块结构是相同的。
进一步的，所述电力计量设备信息采集模块采集的电力计量设备信息还包括生成厂家、出场日期和安装日期。
本发明的有益效果为，有效扩展了电力监控系统的应用范围，使其从单一的数据监控功能，扩展到能预测设备故障的多功能监控系统，从而打破了传统思维附加在电力计量监控系统的应用方式的局限性，使电力计量监控系统具备更多、更完善的功能提供了积极的可能性，为真正的智能型监控应用打下了基础。
附图说明
图1为电力监控系统的整体逻辑结构示意图；
图2为本发明的监控终端新增功能模块示意图。
具体实施方式
在发明内容部分对本发明的技术方案进行了详细描述，在此对本发明方案中关键技术的实现方法进行进一步的说明。
本发明的方案在传统电力计量监控系统所能获取到的数据的基础上，有效利用目前的大数据平台，从而获取能有效用于故障预测的数据。目前的用电信息采集系统所积累的海量运行数据已经支持计量设置的在线监测，故障信息库的建立，因此可以利用大数据挖掘手段，根据历史故障知识，来获取设备与故障之间的量化关系。计量设备的故障种类繁多，在本发明的方案中，刻意忽略掉不同类型的故障，因为无论发生何种故障，均代表设备需要维修或者其他的相应处理，即发生故障后，立刻实时反馈是本发明方案的目的。在影响设备发生故障的外部原因中，包括电压超标、环境温度湿度超标、磁场影响、过载运行等等，在不增加额外的设备的情况下，获取环境温度湿度是比较容易的事，因此在本发明的方案中选择了从大数据平台直接获取天气数据作为特征。
对应的是，天气数据是地域性的，因此在本发明的方案中，通过获取设备的安装地址来对设备进行地域区分，使其与天气数据相匹配，再结合获取的历史故障信息，构建出神经系统的输入与输出数据，从而对神经系统进行训练。而神经网络是目前非常普及的技术，网络结构的设计在与实际的目标匹配的情况下，存在较多种的可能性，最终目标是根据输入的特征数据，获取到特征数据与故障发生的相关性，从而实现对故障发生的预测。
需要指出的是，本发明方案中所述的工作状态，应当包括设备的工作时长，负荷状况。用电情形在一般情况下可大概分为民用和工业用电，因此对应的计量设备的负荷与工作范围和环境均不相同，为了应对这种情况，可以对计量设备添加标识，从而将不同通途的设备进行区别，可以采用相同结构的神经网络对每种类别的计量设备进行预测，如果为了更高的准确性，也可以进行适应性的调制，工业环境下设备使用环境明显比民用恶劣这是毫无疑义的。对应的可以附加权重对不同特征所占的比重进行限制或者调整，从而可以使得预测结果更为准确。
当然，不同厂家的设备可能存在性能上的差异，再以更准确为目标的前提下，将生产厂家也作为特征是必要的。对应设备的寿命问题，可以增加设备的出厂日期和安装日期作为特征之一。
综上所述，本发明的新型电力计量监控系统，是在传统电力计量监控系统的基础上，增加了设备故障预测的功能，使得监控系统并不仅仅只是简单的反馈数据，还根据获取的数据进行预测判断，从而扩展了电路计量监控系统的应用范围。在本发明新型的电力计量监控系统中，管理者不仅仅可以获取电路计量的各种数据，还可以根据预测的结果，相应的安排检测维护人员，从而可有效提高故障解决的效率，还可以根据这种将设备相关参数与故障数据化的联系方式，为终端设备的设计、安装、运行优化提供参考。
Claims (3)
1.一种新型电力计量监控系统，包括监控终端、网关和电力计量设备，监控终端通过网关与电力计量设备连接，其特征在于，所述监控终端包括云信息采集模块、电力计量设备信息采集模块和设备状态预测模块；
所述云信息采集模块从互联网大数据平台中，采集历史天气数据和实时天气数据，至少包括温度和湿度；
所述电力计量设备信息采集模块，根据每个电力计量设备的安装录入信息和数据库历史信息，至少获取电力计量设备的ID号、工作状态、安装地址和历史故障信息；
所述设备状态预测模块，获取云信息采集模块与电力计量设备信息采集模块采集的数据，将获取的数据进行匹配组合，具体为根据每个电力计量设备的安装地址，将其与对应地区的历史天气数据按日期进行匹配，以天为单位，将当天的天气数据与对应的电力计量设备的工作状态数据构成训练数据集，将对应的历史故障信息通过编码转化为类别型数据作为预测数据集，将训练数据集作为输入，预测数据集作为输出，通过神经网络进行训练，获得训练好的神经网络；将获取的实时天气数据与实时采集的电力计量设备的工作状态数据作为训练好的神经网络的实时输入，获得实时的故障发送概率作为预测输出，并作为设备状态预测模块的输出；
所述监控终端还包括故障预测显示模块，故障预测显示模块根据设备状态预测模块的输出，通过显示界面进行反馈。
2.根据权利要求1所述的一种新型电力计量监控系统，其特征在于，所述电力计量设备信息采集模块根据电力计量设备工作范围指标，再获取的电力计量设备的ID号中添加对应电力计量设备的用途标识，通过数据编码的方式，对不同工作范围的电力计量设备通过编码进行分类，对应的，不同类别的电力计量设备的对应不同的设备状态预测模块，每种类别的设备状态预测模块结构是相同的。
3.根据权利要求2所述的一种新型电力计量监控系统，其特征在于，所述电力计量设备信息采集模块采集的电力计量设备信息还包括生成厂家、出场日期和安装日期。
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