CN113410911B - 一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法及系统 - Google Patents

一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法及系统，本发明通过获取预定计量点的平均功率因数的时序数据集，并对平均功率因数的时序数据集进行时序差值处理，以得到平均功率因数的差值的时序数据集，拟合生成具有时序性的差值预测曲线，将差值预测曲线与正常的差值真实曲线进行偏差比较，可以得到偏差值时序数据，根据偏差值时序数据判断现在的时间段内的差值是否正常，并拟合偏差值时序数据估计未来时间段内的偏差变化趋势，从而根据偏差变化趋势的估计结果预测功率因数补偿装置的工作状态。从而对功率因数补偿装置的工作状态进行了准确预测，提高了监测灵敏性。

Description

一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法及系统
技术领域
本申请涉及功率因数补偿装置技术领域，尤其涉及一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法及系统。
背景技术
功率因数补偿装置可以对用户侧的功率因数进行调整或补偿，可以减少电网电源侧向感性负荷提供及由线路输送的无功功率，减少无功功率在电网中的流动，以降低输配电线路中变压器及母线因输送无功功率造成的电能损耗。但当功率因数补偿装置损坏或者其它原因导致其工作状态异常会导致功率因数调整异常。
公开号为CN109459608A的中国发明申请专利公开了一种功率因数补偿装置工作状态检查方法，其通过采用计量点的某个时间段的有功电量和无功电量来计算该计量点的功率因数的方式，能够获得更准确的该计量点在该时间段ΔT的功率因数，以准确地判断功率因数补偿装置在该时间段的工作状态。但上述发明申请专利是通过将一个时间段内的功率因数与功率因数补偿装置工作正常时的功率因数进行比较，而功率因数补偿装置的异常可能为一个时间趋势，在时间趋势下的功率因数未到达功率因数补偿装置工作正常时的功率因数时，则采用上述发明难以预测到功率因数补偿装置的运行出现了故障，并导致监测灵敏性不高。
发明内容
本申请提供了一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法及系统，用于解决现有技术对功率因数补偿装置的工作状态难以预测且监测灵敏性不高的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法，包括以下步骤：
S1、基于负荷侧为正常用电状态下，获取预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数，所述预定计量点为在负荷侧安装有功率因数补偿装置的计量点；
S2、将若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数进行时序排列，以获得具有时序性的平均功率因数数据集；
S3、基于所述平均功率因数数据集，对各个相邻时间段内的平均功率因数进行时序差值处理，得到具有时序性的平均功率因数的差值数据集；
S4、对所述平均功率因数的差值数据集进行曲线拟合，生成具有时序性的差值预测曲线；
S5、根据所述差值预测曲线和预先构建的差值真实曲线进行偏差比较，从而得到偏差值时序数据；
S6、判断所述偏差值时序数据中是否有偏差值大于预设的安全偏差值，若判断有偏差值大于所述预设的安全偏差值时，则判定所述功率因数补偿装置在该偏差值对应的时间段的工作状态为异常，若判定未有偏差值大于所述预设的安全偏差值时，则对所述偏差值时序数据进行曲线拟合，生成偏差值时序差值预测曲线；
S7、根据所述偏差值时序差值预测曲线对偏差变化趋势进行估计，根据估计结果预测所述功率因数补偿装置的工作状态。
优选地，步骤S1之前包括：
S101、获取所述预定计量点在预定时间段内的平均功率和负荷侧的变压器的额定容量；
S102、计算所述平均功率和所述负荷侧的变压器的额定容量的比值，判断所述比值是否在预设比值范围内，若判断所述比值在预设比值范围内，则判定所述负荷侧为正常用电状态，执行步骤S1，若判断所述比值不在预设比值范围内，则判定所述负荷侧为异常用电状态，生成异常用电信息并发送给电网运维中心。
优选地，步骤S3之后还包括：
S301、判断所述平均功率因数的差值数据集中的平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的差值，若上述判断为是，则判断所述功率因数补偿装置在该平均功率因数的差值对应的时间段内出现了故障，执行步骤S302；
S302、判断该平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的失效阈值，若判断为平均功率因数的差值的绝对值大于所述预设的失效阈值时，则判定所述功率因数补偿装置发生失效。
优选地，步骤S1中的获取预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数的步骤包括：
S111、根据预设的采集周期采集所述预定计量点在目标时间段内各个预设采集时间点的瞬时有功电量和瞬时无功电量；
S112、根据所述瞬时有功电量和所述瞬时无功电量计算各个预设采集时间点的瞬时功率因数；
S113、根据各个预设采集时间点的所述瞬时功率因数计算所述预定计量点在目标时间段内的平均功率因数；
S114、重复步骤S111~S113，以获得所述预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数。
优选地，步骤S5之前包括：
S501、获取所述预定计量点在所述功率因数补偿装置为正常工作状态下的正常平均功率因数时序数据集；
S502、对所述正常平均功率因数时序数据集进行时序差值处理，得到具有时序性的正常平均功率因数的差值数据集；
S503、对所述正常平均功率因数的差值数据集进行曲线拟合，生成具有时序性的差值真实曲线。
优选地，步骤S7中的根据估计结果预测所述功率因数补偿装置的工作状态的步骤具体包括：
S711、判断所述偏差变化趋势是否为平稳趋势，若判断所述偏差变化趋势为平稳趋势，则预测所述功率因数补偿装置的工作状态为正常，若判断所述偏差变化趋势为不平稳趋势，则执行步骤S712；
S712、判断所述偏差变化趋势是否为上升趋势或下降趋势，若所述偏差变化趋势为下降趋势且偏差值趋向于零时，则预测所述功率因数补偿装置的工作状态为正常，若所述偏差变化趋势为上升趋势且偏差值趋向于或超过所述预设的安全偏差值时，则预测所述功率因数补偿装置的工作状态为异常。
优选地，步骤S7之后包括：
S8、当判断所述功率因数补偿装置的工作状态为异常时，生成异常信息并发送给电网运维中心。
第二方面，本发明还提供了一种功率因数补偿装置的工作状态监测系统，包括功率因数获取模块、平均功率因数数据集模块、第一时序差值处理模块、差值预测曲线生成模块、偏差比较模块、判断模块和工作状态预测模块；
所述功率因数获取模块，用于基于负荷侧为正常用电状态下，获取预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数，所述预定计量点为在负荷侧安装有功率因数补偿装置的计量点；
所述平均功率因数数据集模块，用于将若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数进行时序排列，以获得具有时序性的平均功率因数数据集；
所述第一时序差值处理模块，用于基于所述平均功率因数数据集，对各个相邻时间段内的平均功率因数进行时序差值处理，得到具有时序性的平均功率因数的差值数据集；
所述差值预测曲线生成模块，用于对所述平均功率因数的差值数据集进行曲线拟合，生成具有时序性的差值预测曲线；
所述偏差比较模块，用于根据所述差值预测曲线和预先构建的差值真实曲线进行偏差比较，从而得到偏差值时序数据；
所述判断模块用于判断所述偏差值时序数据中是否有偏差值大于预设的安全偏差值，还用于若判断有偏差值大于所述预设的安全偏差值时，则判定所述功率因数补偿装置在该偏差值对应的时间段的工作状态为异常，还用于若判定未有偏差值大于所述预设的安全偏差值时，则对所述偏差值时序数据进行曲线拟合，生成偏差值时序差值预测曲线；
所述工作状态预测模块，用于根据所述偏差值时序差值预测曲线对偏差变化趋势进行估计，还用于根据估计结果预测所述功率因数补偿装置的工作状态。
优选地，本系统还包括数据获取模块和用电状态识别模块；
所述数据获取模块用于获取所述预定计量点在预定时间段内的平均功率和负荷侧的变压器的额定容量；
所述用电状态识别模块，用于计算所述平均功率和所述负荷侧的变压器的额定容量的比值，还用于判断所述比值是否在预设比值范围内，还用于若判断所述比值在预设比值范围内，则判定所述负荷侧为正常用电状态，还用于若判断所述比值不在预设比值范围内，则判定所述负荷侧为异常用电状态，生成异常用电信息并发送给电网运维中心。
优选地，本系统还包括差值判断模块和失效识别模块；
所述差值判断模块用于判断所述平均功率因数的差值数据集中的平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的差值，还用于若判断所述平均功率因数的差值数据集中的平均功率因数的差值的绝对值大于预设的差值时，则判断所述功率因数补偿装置在该平均功率因数的差值对应的时间段内出现了故障；
所述失效识别模块，用于判断该平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的失效阈值，还用于若判断为平均功率因数的差值的绝对值大于所述预设的失效阈值时，则判定所述功率因数补偿装置发生失效。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过获取预定计量点的平均功率因数的时序数据集，并对平均功率因数的时序数据集进行时序差值处理，以得到平均功率因数的差值的时序数据集，拟合生成具有时序性的差值预测曲线，将差值预测曲线与正常的差值真实曲线进行偏差比较，可以得到偏差值时序数据，根据偏差值时序数据判断现在的时间段内的差值是否正常，并拟合偏差值时序数据估计未来时间段内的偏差变化趋势，从而根据偏差变化趋势的估计结果预测功率因数补偿装置的工作状态。从而对功率因数补偿装置的工作状态进行了准确预测，提高了监测灵敏性，为电网运维人员提供了运维参考数据，使电网运维人员能够及时维护功率因数补偿装置。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种功率因数补偿装置的工作状态监测系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本发明提供的一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法，包括以下步骤：
S1、基于负荷侧为正常用电状态下，获取预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数，预定计量点为在负荷侧安装有功率因数补偿装置的计量点；
S2、将若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数进行时序排列，以获得具有时序性的平均功率因数数据集；
S3、基于平均功率因数数据集，对各个相邻时间段内的平均功率因数进行时序差值处理，得到具有时序性的平均功率因数的差值数据集；
S4、对平均功率因数的差值数据集进行曲线拟合，生成具有时序性的差值预测曲线；
S5、根据差值预测曲线和预先构建的差值真实曲线进行偏差比较，从而得到偏差值时序数据；
S6、判断偏差值时序数据中是否有偏差值大于预设的安全偏差值，若判断有偏差值大于预设的安全偏差值时，则判定功率因数补偿装置在该偏差值对应的时间段的工作状态为异常，若判定未有偏差值大于预设的安全偏差值时，则对偏差值时序数据进行曲线拟合，生成偏差值时序差值预测曲线；
S7、根据偏差值时序差值预测曲线对偏差变化趋势进行估计，根据估计结果预测功率因数补偿装置的工作状态。
需要说明的是，本发明通过获取预定计量点的平均功率因数的时序数据集，并对平均功率因数的时序数据集进行时序差值处理，以得到平均功率因数的差值的时序数据集，拟合生成具有时序性的差值预测曲线，将差值预测曲线与正常的差值真实曲线进行偏差比较，可以得到偏差值时序数据，根据偏差值时序数据判断现在的时间段内的差值是否正常，并拟合偏差值时序数据估计未来时间段内的偏差变化趋势，从而根据偏差变化趋势的估计结果预测功率因数补偿装置的工作状态。从而对功率因数补偿装置的工作状态进行了准确预测，提高了监测灵敏性，为电网运维人员提供了运维参考数据，使电网运维人员能够及时维护功率因数补偿装置。
以下为本发明提供的一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法的具体实施例的详细描述。
本发明提供的一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法，包括以下步骤：
S101、获取预定计量点在预定时间段内的平均功率和负荷侧的变压器的额定容量。
S102、计算平均功率和负荷侧的变压器的额定容量的比值，判断比值是否在预设比值范围内，若判断比值在预设比值范围内，则判定负荷侧为正常用电状态，执行步骤S100，若判断比值不在预设比值范围内，则判定负荷侧为异常用电状态，生成异常用电信息并发送给电网运维中心。
需要说明的是，由于负荷侧的异常用电会导致功率因数补偿装置发生不规则地补偿数据变化，因此，在保障负荷侧为正常用电状态下，避免了不规则的数据变化，可以快速且准确地监测功率因数补偿装置的工作状态。如表1所示，表1为用户的计量点4日的功率因数的统计数据。
表1 用户的计量点4日的功率因数统计表
Figure 625042DEST_PATH_IMAGE001
Figure 479866DEST_PATH_IMAGE002
由表1所示，绝大部分的用户计量点每日的功率因数变化很小，则说明其负荷侧的功率因数补偿装置的工作状态没有变化，即为正常。而其中的用户I第2日的功率因数相较于第1日下跌是由于该用户第2日用电量大减（非正常用电）导致的，其第3日、第4日用电正常以后，功率因数值恢复到接近第1日，说明其功率因数补偿装置工作状态没有变化，即为正常。
S100、基于负荷侧为正常用电状态下，获取预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数，预定计量点为在负荷侧安装有功率因数补偿装置的计量点；
具体地，步骤S100中的获取预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数的步骤包括：
S111、根据预设的采集周期采集预定计量点在目标时间段内各个预设采集时间点的瞬时有功电量和瞬时无功电量；
在本实施例中，采集周期为1小时，将目标时间段设为一天，则将这段目标时间段按照采集周期可以分为连续的24个采集时间点，调用电能采集设备采集这24个采集时间点的瞬时有功电量和瞬时无功电量。
S112、根据瞬时有功电量和瞬时无功电量计算各个预设采集时间点的瞬时功率因数；
在本实施例中，将24个采集时间点的瞬时有功电量和瞬时无功电量进行分别计算，获得每个采集时间点的瞬时功率因数。
S113、根据各个预设采集时间点的瞬时功率因数计算预定计量点在目标时间段内的平均功率因数；
在本实施例中，基于每个采集时间点的瞬时功率因数计算24个采集时间点的平均功率因数。
S114、重复步骤S111~S113，以获得预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数。
在本实施例中，可以获取连续6天内分别对应的平均功率因数，假设目标时间段设为a，则需要根据步骤S111~S113连续测量a+n个时间段的平均功率因数，其中，n=0,1,2,3,...5，而每个时间段的窗口长度是一致的。
S200、将若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数进行时序排列，以获得具有时序性的平均功率因数数据集。
在本实施例中，获得连续6天内分别对应的平均功率因数后，根据获取时间的先后顺序排序得到时序性的平均功率因数数据集。
S300、基于平均功率因数数据集，对各个相邻时间段内的平均功率因数进行时序差值处理，得到具有时序性的平均功率因数的差值数据集；
需要说明的是，时序差值处理即为，
Δx=xa+1-xa
式中，Δx表示平均功率因数的差值，xa+1表示a+1时间段的平均功率因数，xa表示a时间段的平均功率因数。
S400、对平均功率因数的差值数据集进行曲线拟合，生成具有时序性的差值预测曲线；
需要说明的是，差值预测曲线表征为平均功率因数的差值随着时间的变化走势，其中，横坐标表示为时间，纵坐标表示为平均功率因数的差值。
S500、根据差值预测曲线和预先构建的差值真实曲线进行偏差比较，从而得到偏差值时序数据；
需要说明的是，预先构建的差值真实曲线可以由正常状态下或出厂设置下的功率因数补偿装置获得，其作为判断差值预测曲线出现偏差的基准曲线，可以准确地进行偏差比较，以得到偏差值随时间变化的偏差值时序数据。
S600、判断偏差值时序数据中是否有偏差值大于预设的安全偏差值，若判断有偏差值大于预设的安全偏差值时，则判定功率因数补偿装置在该偏差值对应的时间段的工作状态为异常，若判定未有偏差值大于预设的安全偏差值时，则对偏差值时序数据进行曲线拟合，生成偏差值时序差值预测曲线；
在本实施例中，获取到偏差值时序数据后，若该偏差值时序数据有一项偏差值大于预设的安全偏差值，则说明功率因数补偿装置在某一时间段出现插值异常，可以在判定出来后，以供运维人员维护或进一步确认。而未有出现异常或插值异常时，则对偏差值时序数据进行曲线拟合，生成偏差值时序差值预测曲线，其中，偏差值时序差值预测曲线表征为偏差值随时间的变化趋势，其横坐标表示时间，纵坐标表示偏差值。
S700、根据偏差值时序差值预测曲线对偏差变化趋势进行估计，根据估计结果预测功率因数补偿装置的工作状态。
需要说明的是，偏差值时序差值预测曲线可以直观观察曲线变化或根据每个采集点的曲率关系可以估计偏差变化趋势，以预测功率因数补偿装置在未来一段时间段内的工作状态。其中，工作状态包括正常和异常两者状态。
具体地，步骤S700中的根据估计结果预测功率因数补偿装置的工作状态的步骤具体包括：
S711、判断偏差变化趋势是否为平稳趋势，若判断偏差变化趋势为平稳趋势，则预测功率因数补偿装置的工作状态为正常，若判断偏差变化趋势为不平稳趋势，则执行步骤S712；
需要说明的是，若偏差值时序差值预测曲线为平行于X轴的直线，则说明偏差变化趋势为平稳趋势，也即没有产生偏差变化，而由于在前述步骤判定该偏差值处于安全偏差范围内，则在偏差不变的情况下，可以预测功率因数补偿装置的工作状态为正常。
S712、判断偏差变化趋势是否为上升趋势或下降趋势，若偏差变化趋势为下降趋势且偏差值趋向于零时，则预测功率因数补偿装置的工作状态为正常，若偏差变化趋势为上升趋势且偏差值趋向于或超过预设的安全偏差值时，则预测功率因数补偿装置的工作状态为异常。
需要说明的是，由于偏差值时序差值预测曲线是以预先构建的差值真实曲线为基准，通过差值预测曲线与其基准进行比较得到的，因此，如果偏差值时序差值预测曲线的偏差变化趋势为下降趋势且偏差值趋向于零，则说明偏差值接近于正常，在一般示例中，当运维人员进行调控时，容易出现这种下降趋势且偏差值趋向于零的情况。而当偏差值时序差值预测曲线的偏差变化趋势为上升趋势且偏差值趋向于或超过预设的安全偏差值时，则说明偏差值即将或已经超过了安全偏差值，说明功率因数补偿装置的工作状态为异常。通过上述方案，根据偏差值时序差值预测曲线的偏差变化趋势进行判断，可以直观和准确地判断出功率因数补偿装置的工作状态，可以方便运维人员及时地对功率因数补偿装置进行维护。
S800、当判断功率因数补偿装置的工作状态为异常时，生成异常信息并发送给电网运维中心。
在本实施例中，无论出现何种异常状态，如插针异常，均会生成异常信息并发送给电网运维中心。
进一步地，在步骤S300之后，还包括：
S301、判断平均功率因数的差值数据集中的平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的差值，若上述判断为是，则判断功率因数补偿装置在该平均功率因数的差值对应的时间段内出现了故障，执行步骤S302；
需要说明的是，当计算出每个相邻时间段的平均功率因数的差值后，考虑到差值的变化也可以判断出功率因数补偿装置的工作状态是否正常，在一般示例中，平均功率因数的差值可能为正数或负数，则通过平均功率因数的差值的绝对值与预设的差值进行比较，便于进行判断故障，具体实施案例如表2所示。
表2 相邻两日的平均功率因数表
Figure 695821DEST_PATH_IMAGE003
假设预设的差值为0.05，从表1可以看出，计量点的本日平均功率因数相较于上日平均功率因数发生了断崖式下跌且在正常用电，则说明负荷侧的功率因数补偿装置工作状态异常，元器件出现了故障。
S302、判断该平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的失效阈值，若判断为平均功率因数的差值的绝对值大于预设的失效阈值时，则判定功率因数补偿装置发生失效。
需要说明的是，假设在用电正常状态下，相邻两日的平均功率因数的差值为2.2，而预设的失效阈值为2，通过进行比较，说明功率因数补偿装置在后一个时间段的工作状态为失效，则通知运维中心进行更换或维护。从而通过设置一个故障等级，以便于运维中心的维护。
进一步地，步骤S500之前包括：
S501、获取预定计量点在功率因数补偿装置为正常工作状态下的正常平均功率因数时序数据集；
需要说明的是，可以通过获取功率因数补偿装置为正常工作状态下的历史数据，并对历史数据进行数据清洗以提高历史数据的准确性。
S502、对正常平均功率因数时序数据集进行时序差值处理，得到具有时序性的正常平均功率因数的差值数据集；
S503、对正常平均功率因数的差值数据集进行曲线拟合，生成具有时序性的差值真实曲线。
以上为本发明提供的一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法的实施例的具体描述，以下为本发明提供的一种功率因数补偿装置的工作状态监测系统的实施例的具体描述。
为了方便理解，请参阅图2，本发明提供了一种功率因数补偿装置的工作状态监测系统，包括功率因数获取模块100、平均功率因数数据集模块200、第一时序差值处理模块300、差值预测曲线生成模块400、偏差比较模块500、判断模块600和工作状态预测模块700；
功率因数获取模块100，用于基于负荷侧为正常用电状态下，获取预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数，预定计量点为在负荷侧安装有功率因数补偿装置的计量点；
平均功率因数数据集模块200，用于将若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数进行时序排列，以获得具有时序性的平均功率因数数据集；
第一时序差值处理模块300，用于基于平均功率因数数据集，对各个相邻时间段内的平均功率因数进行时序差值处理，得到具有时序性的平均功率因数的差值数据集；
差值预测曲线生成模块400，用于对平均功率因数的差值数据集进行曲线拟合，生成具有时序性的差值预测曲线；
偏差比较模块500，用于根据差值预测曲线和预先构建的差值真实曲线进行偏差比较，从而得到偏差值时序数据；
判断模块600用于判断偏差值时序数据中是否有偏差值大于预设的安全偏差值，还用于若判断有偏差值大于预设的安全偏差值时，则判定功率因数补偿装置在该偏差值对应的时间段的工作状态为异常，还用于若判定未有偏差值大于预设的安全偏差值时，则对偏差值时序数据进行曲线拟合，生成偏差值时序差值预测曲线；
工作状态预测模块700，用于根据偏差值时序差值预测曲线对偏差变化趋势进行估计，还用于根据估计结果预测功率因数补偿装置的工作状态。
需要说明的是，本实施例提供的一种功率因数补偿装置的工作状态监测系统的工作过程与上述的功率因数补偿装置的工作状态监测方法一致，在此不再赘述。
本发明通过获取预定计量点的平均功率因数的时序数据集，并对平均功率因数的时序数据集进行时序差值处理，以得到平均功率因数的差值的时序数据集，拟合生成具有时序性的差值预测曲线，将差值预测曲线与正常的差值真实曲线进行偏差比较，可以得到偏差值时序数据，根据偏差值时序数据判断现在的时间段内的差值是否正常，并拟合偏差值时序数据估计未来时间段内的偏差变化趋势，从而根据偏差变化趋势的估计结果预测功率因数补偿装置的工作状态。从而对功率因数补偿装置的工作状态进行了准确预测，提高了监测灵敏性，为电网运维人员提供了运维参考数据，使电网运维人员能够及时维护功率因数补偿装置。
进一步地，本系统还包括数据获取模块和用电状态识别模块；
数据获取模块用于获取预定计量点在预定时间段内的平均功率和负荷侧的变压器的额定容量；
用电状态识别模块，用于计算平均功率和负荷侧的变压器的额定容量的比值，还用于判断比值是否在预设比值范围内，还用于若判断比值在预设比值范围内，则判定负荷侧为正常用电状态，还用于若判断比值不在预设比值范围内，则判定负荷侧为异常用电状态，生成异常用电信息并发送给电网运维中心。
进一步地，本系统还包括差值判断模块和失效识别模块；
差值判断模块用于判断平均功率因数的差值数据集中的平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的差值，还用于若判断平均功率因数的差值数据集中的平均功率因数的差值的绝对值大于预设的差值时，则判断功率因数补偿装置在该平均功率因数的差值对应的时间段内出现了故障；
失效识别模块，用于判断该平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的失效阈值，还用于若判断为平均功率因数的差值的绝对值大于预设的失效阈值时，则判定功率因数补偿装置发生失效。
进一步地，功率因数获取模块包括：电量采集模块、瞬时功率因数模块和平均功率因数模块；
电量采集模块用于根据预设的采集周期采集预定计量点在目标时间段内各个预设采集时间点的瞬时有功电量和瞬时无功电量；
瞬时功率因数模块用于根据瞬时有功电量和瞬时无功电量计算各个预设采集时间点的瞬时功率因数；
平均功率因数模块用于根据各个预设采集时间点的瞬时功率因数计算预定计量点在目标时间段内的平均功率因数，从而得到每个时间段内的平均功率因数，以获得预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数。
进一步地，本系统还包括：正常平均功率因数获取模块、第二时序差值处理模块和差值真实曲线生成模块；
正常平均功率因数获取模块用于获取预定计量点在功率因数补偿装置为正常工作状态下的正常平均功率因数时序数据集；
第二时序差值处理模块用于对正常平均功率因数时序数据集进行时序差值处理，得到具有时序性的正常平均功率因数的差值数据集；
差值真实曲线生成模块用于对正常平均功率因数的差值数据集进行曲线拟合，生成具有时序性的差值真实曲线。
进一步地，工作状态预测模块包括平稳趋势判断模块和趋势识别模块；
平稳趋势判断模块用于判断偏差变化趋势是否为平稳趋势，还用于若判断偏差变化趋势为平稳趋势，则预测功率因数补偿装置的工作状态为正常，还用于若判断偏差变化趋势为不平稳趋势，则通知趋势识别模块进行工作；
趋势识别模块用于判断偏差变化趋势是否为上升趋势或下降趋势，还用于若偏差变化趋势为下降趋势且偏差值趋向于零时，则预测功率因数补偿装置的工作状态为正常，还用于若偏差变化趋势为上升趋势且偏差值趋向于或超过预设的安全偏差值时，则预测功率因数补偿装置的工作状态为异常。
进一步地，本系统还包括：发送模块；
发送模块用于当判断功率因数补偿装置的工作状态为异常时，生成异常信息，还用于将异常信息发送给电网运维中心。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种功率因数补偿装置的工作状态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、基于负荷侧为正常用电状态下，获取预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数，所述预定计量点为在负荷侧安装有功率因数补偿装置的计量点；
S2、将若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数进行时序排列，以获得具有时序性的平均功率因数数据集；
S3、基于所述平均功率因数数据集，对各个相邻时间段内的平均功率因数进行时序差值处理，得到具有时序性的平均功率因数的差值数据集；
S4、对所述平均功率因数的差值数据集进行曲线拟合，生成具有时序性的差值预测曲线；
S5、根据所述差值预测曲线和预先构建的差值真实曲线进行偏差比较，从而得到偏差值时序数据；
S6、判断所述偏差值时序数据中是否有偏差值大于预设的安全偏差值，若判断有偏差值大于所述预设的安全偏差值时，则判定所述功率因数补偿装置在该偏差值对应的时间段的工作状态为异常，若判定未有偏差值大于所述预设的安全偏差值时，则对所述偏差值时序数据进行曲线拟合，生成偏差值时序差值预测曲线；
S7、根据所述偏差值时序差值预测曲线对偏差变化趋势进行估计，根据估计结果预测所述功率因数补偿装置的工作状态。
2.根据权利要求1所述的功率因数补偿装置的工作状态监测方法，其特征在于，步骤S1之前包括：
S101、获取所述预定计量点在预定时间段内的平均功率和负荷侧的变压器的额定容量；
S102、计算所述平均功率和所述负荷侧的变压器的额定容量的比值，判断所述比值是否在预设比值范围内，若判断所述比值在预设比值范围内，则判定所述负荷侧为正常用电状态，执行步骤S1，若判断所述比值不在预设比值范围内，则判定所述负荷侧为异常用电状态，生成异常用电信息并发送给电网运维中心。
3.根据权利要求1所述的功率因数补偿装置的工作状态监测方法，其特征在于，步骤S3之后还包括：
S301、判断所述平均功率因数的差值数据集中的平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的差值，若上述判断为是，则判断所述功率因数补偿装置在该平均功率因数的差值对应的时间段内出现了故障，执行步骤S302；
S302、判断该平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的失效阈值，若判断为平均功率因数的差值的绝对值大于所述预设的失效阈值时，则判定所述功率因数补偿装置发生失效。
4.根据权利要求1所述的功率因数补偿装置的工作状态监测方法，其特征在于，步骤S1中的获取预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数的步骤包括：
S111、根据预设的采集周期采集所述预定计量点在目标时间段内各个预设采集时间点的瞬时有功电量和瞬时无功电量；
S112、根据所述瞬时有功电量和所述瞬时无功电量计算各个预设采集时间点的瞬时功率因数；
S113、根据各个预设采集时间点的所述瞬时功率因数计算所述预定计量点在目标时间段内的平均功率因数；
S114、重复步骤S111~S113，以获得所述预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数。
5.根据权利要求1所述的功率因数补偿装置的工作状态监测方法，其特征在于，步骤S5之前包括：
S501、获取所述预定计量点在所述功率因数补偿装置为正常工作状态下的正常平均功率因数时序数据集；
S502、对所述正常平均功率因数时序数据集进行时序差值处理，得到具有时序性的正常平均功率因数的差值数据集；
S503、对所述正常平均功率因数的差值数据集进行曲线拟合，生成具有时序性的差值真实曲线。
6.根据权利要求1所述的功率因数补偿装置的工作状态监测方法，其特征在于，步骤S7中的根据估计结果预测所述功率因数补偿装置的工作状态的步骤具体包括：
S711、判断所述偏差变化趋势是否为平稳趋势，若判断所述偏差变化趋势为平稳趋势，则预测所述功率因数补偿装置的工作状态为正常，若判断所述偏差变化趋势为不平稳趋势，则执行步骤S712；
S712、判断所述偏差变化趋势是否为上升趋势或下降趋势，若所述偏差变化趋势为下降趋势且偏差值趋向于零时，则预测所述功率因数补偿装置的工作状态为正常，若所述偏差变化趋势为上升趋势且偏差值趋向于或超过所述预设的安全偏差值时，则预测所述功率因数补偿装置的工作状态为异常。
7.根据权利要求6所述的功率因数补偿装置的工作状态监测方法，其特征在于，步骤S7之后包括：
S8、当判断所述功率因数补偿装置的工作状态为异常时，生成异常信息并发送给电网运维中心。
8.一种功率因数补偿装置的工作状态监测系统，其特征在于，包括功率因数获取模块、平均功率因数数据集模块、第一时序差值处理模块、差值预测曲线生成模块、偏差比较模块、判断模块和工作状态预测模块；
所述功率因数获取模块，用于基于负荷侧为正常用电状态下，获取预定计量点的若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数，所述预定计量点为在负荷侧安装有功率因数补偿装置的计量点；
所述平均功率因数数据集模块，用于将若干个连续时间段内分别对应的平均功率因数进行时序排列，以获得具有时序性的平均功率因数数据集；
所述第一时序差值处理模块，用于基于所述平均功率因数数据集，对各个相邻时间段内的平均功率因数进行时序差值处理，得到具有时序性的平均功率因数的差值数据集；
所述差值预测曲线生成模块，用于对所述平均功率因数的差值数据集进行曲线拟合，生成具有时序性的差值预测曲线；
所述偏差比较模块，用于根据所述差值预测曲线和预先构建的差值真实曲线进行偏差比较，从而得到偏差值时序数据；
所述判断模块用于判断所述偏差值时序数据中是否有偏差值大于预设的安全偏差值，还用于若判断有偏差值大于所述预设的安全偏差值时，则判定所述功率因数补偿装置在该偏差值对应的时间段的工作状态为异常，还用于若判定未有偏差值大于所述预设的安全偏差值时，则对所述偏差值时序数据进行曲线拟合，生成偏差值时序差值预测曲线；
所述工作状态预测模块，用于根据所述偏差值时序差值预测曲线对偏差变化趋势进行估计，还用于根据估计结果预测所述功率因数补偿装置的工作状态。
9.根据权利要求8所述的功率因数补偿装置的工作状态监测系统，其特征在于，还包括数据获取模块和用电状态识别模块；
所述数据获取模块用于获取所述预定计量点在预定时间段内的平均功率和负荷侧的变压器的额定容量；
所述用电状态识别模块，用于计算所述平均功率和所述负荷侧的变压器的额定容量的比值，还用于判断所述比值是否在预设比值范围内，还用于若判断所述比值在预设比值范围内，则判定所述负荷侧为正常用电状态，还用于若判断所述比值不在预设比值范围内，则判定所述负荷侧为异常用电状态，生成异常用电信息并发送给电网运维中心。
10.根据权利要求8所述的功率因数补偿装置的工作状态监测系统，其特征在于，还包括差值判断模块和失效识别模块；
所述差值判断模块用于判断所述平均功率因数的差值数据集中的平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的差值，还用于若判断所述平均功率因数的差值数据集中的平均功率因数的差值的绝对值大于预设的差值时，则判断所述功率因数补偿装置在该平均功率因数的差值对应的时间段内出现了故障；
所述失效识别模块，用于判断该平均功率因数的差值的绝对值是否大于预设的失效阈值，还用于若判断为平均功率因数的差值的绝对值大于所述预设的失效阈值时，则判定所述功率因数补偿装置发生失效。
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