CN113435721A - 一种智能变电站二次数据中台的构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能变电站二次数据中台的构建方法，智能变电站二次数据汇聚，采集二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据；数据计算存储，统一聚合并存储二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据；数据治理，实现二次设备模型管理、元数据管理、数据质量管理和数据安全管理；数据资产管理，构建一套完整的资产目录，将数据资产开放出去；数据服务，实现智能变电站二次系统各业务之间的数据规划咨询，数据资产服务开放及数据可视化展示应用；业务应用，实现二次设备状态在线巡视、二次设备状态监视预警、二次设备状态评估和检修决策。本发明具备智能变电站二次系统融合能力，实现了变电设备状态全面感知、信息高效处理和应用便捷灵活。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能变电站二次数据中台的构建方法，属于智能变电站数据信息化技术领域。
背景技术
近年来，大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能等技术日新月异，工业生产模式正在发生重大变革。但与此相比，电网运行、设备运检等应用模式明显滞后，基于大数据应用的新技术优势未能得到充分利用和有效发挥，与电网公司精益化管理水平要求不适应的问题日益突出。
目前变电站内数据系统数量大，采集系统种类较多，有很多功能是重复的，各业务系统间数据格式不兼容，有效可用程度不高，大数据清洗、应用难度极大。在前端信息感知层面，电网故障、瞬态数据信息不完善、数据属性不完整，严重制约新技术的高效应用。二次在线监测数据主要是保护信息、网络报文、交换机等，信息还不够完整，不能全面的支撑运维检修工作的需要。数据来源多个子系统，系统之间缺乏联系和联动、数据之间缺乏系统的关联，存在多维异构数据的处理，缺乏一体化的数据中台支撑。由此，为打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的信息平台，开展智能变电站二次数据中台技术研究尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种智能变电站二次数据中台的构建方法。
为达到上述目的，本发明提供一种智能变电站二次数据中台的构建方法，包括：
智能变电站二次数据汇聚，采集二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据；
数据计算存储，统一聚合并存储二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据；
数据治理，实现二次设备模型管理、元数据管理、数据质量管理和数据安全管理；
数据资产管理，构建一套完整的资产目录，将数据资产开放出去；
数据服务，实现智能变电站二次系统各业务之间的数据规划咨询，数据资产服务开放及数据可视化展示应用；
业务应用，实现二次设备状态在线巡视、二次设备状态监视预警、二次设备状态评估和检修决策。
优先地，智能变电站二次数据汇聚，采集二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据，包括：
对二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据进行数据清洗和重复数据剔除，
二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据包括二次设备台账数据、二次设备运行数据、二次设备缺陷数据和二次设备状态数据。
优先地，二次设备台账数据包括库文件, 库文件包含二次设备厂家、二次设备生产日期和二次设备投运时间，
二次设备运行数据包括二次设备故障信息，二次设备故障信息包括直流系统异常和直流系统故障；
二次设备缺陷数据包括二次设备告警信息，二次设备告警信息包括CPU运行温度高于设定的温度阈值；
二次设备状态数据包括二次设备巡检信息，二次设备巡检信息包括指示灯状态、运行灯状态和软件运行状态灯；
对周期性接口文件的批量采集，周期性接口文件包括二次设备台账数据；
对产生频率高、实时性强的数据以数据流形式采集，产生频率高、实时性强的数据包括二次设备运行数据、二次设备巡检信息、二次设备告警信息和二次设备缺陷数据。
优先地，数据计算存储，统一聚合并存储二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据，包括：
基于实时计算引擎和离线计算引擎，构建关系型数据库和分布式数据库。
优先地，二次设备模型管理，记载存储二次设备所对应的功能位置、二次设备所属资产、二次设备所属设备部件、二次设备安装地点和二次设备所处位置；
元数据管理，统一管理所有业务系统元数据，所有业务系统元数据包括业务元数据、技术元数据、流程元数据和数据管理制度元数据；
数据质量管理，运用质量管理技术稽核、度量、评估和改进二次设备结构化数据与二次设备非结构化数据的质量水平；
数据安全管理，通过制定和执行数据安全政策和措施，为二次设备结构化数据与二次设备非结构化数据提供的认证、授权和审计。
优先地，数据资产管理，构建一套完整的资产目录，将数据资产开放出去，包括;
经过智能变电站二次数据汇聚和数据治理，对智能变电站二次数据汇聚和数据治理中涉及的所有的数据建立数据资产管理体系，建立资产目录，将所有的数据挂到对应的类目树，并将数据资产开放出去，展示给运维人员或外部人员。
优先地，数据服务，实现智能变电站二次系统各业务之间的数据规划咨询，数据资产服务开放及数据可视化展示应用，包括：
数据目录，对智能变电站二次数据汇聚和数据治理中涉及的所有的数据，建立目录并贴上唯一的数据标签名称；
数据开放接口，使用SAAS方式直接对外提供服务或通过API、消息接口、文件接口、服务接口和SDK软件包方式只提供组件能力。
优先地，业务应用，实现二次设备状态在线巡视、二次设备状态监视预警、二次设备状态评估和检修决策，包括:
二次设备状态在线巡视,实时监测二次设备结构化数据和二次设备非结构化数是否存在异常；
二次设备状态监视预警，基于预先设定的交换机设备的光口发送功率上下限和预先设定的限值预警阈值，对二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据进行分析并识别家族缺陷;
二次设备状态评估和检修决策，利用二次设备的离线信息和在线监测信息，基于关联分析和分类预测进行分析，评估二次设备状态，得到检修决策。
优先地，分类预测充分利用设备版本、位置、型号、购置、维修和更换记录，通过贝叶斯网络进行家族性及隐藏问题的挖掘；
关联分析包括时序关联关系、设备-软件关联关系和日志操作关联关系。
优先地，二次设备状态包括正常状态、注意状态、异常状态、严重状态。
本发明所达到的有益效果：
1、具备智能变电站二次系统融合能力，实现了变电设备状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的信息平台；
2、提高智能变电站二次设备运维效率，为智能分析高级应用提供高效信息数据方案，提升企业管理效益。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种智能变电站二次数据中台的构建方法，包括：
智能变电站二次数据汇聚，采集二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据；
数据计算存储，统一聚合并存储二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据；
数据治理，实现二次设备模型管理、元数据管理、数据质量管理和数据安全管理；
数据资产管理，构建一套完整的资产目录，将数据资产开放出去；
数据服务，实现智能变电站二次系统各业务之间的数据规划咨询，数据资产服务开放及数据可视化展示应用；
业务应用，实现二次设备状态在线巡视、二次设备状态监视预警、二次设备状态评估和检修决策。
进一步地，本实施例中智能变电站二次数据汇聚，采集二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据，包括：
对二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据进行数据清洗和重复数据剔除，
二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据包括二次设备台账数据、二次设备运行数据、二次设备缺陷数据和二次设备状态数据。
进一步地，本实施例中二次设备台账数据包括库文件, 库文件包含二次设备厂家、二次设备生产日期和二次设备投运时间，
二次设备运行数据包括二次设备故障信息，二次设备故障信息包括直流系统异常和直流系统故障；
二次设备缺陷数据包括二次设备告警信息，二次设备告警信息包括CPU运行温度高于设定的温度阈值；
二次设备状态数据包括二次设备巡检信息，二次设备巡检信息包括指示灯状态、运行灯状态和软件运行状态灯；
对周期性接口文件的批量采集，周期性接口文件包括二次设备台账数据；
对产生频率高、实时性强的数据以数据流形式采集，产生频率高、实时性强的数据包括二次设备运行数据、二次设备巡检信息、二次设备告警信息和二次设备缺陷数据。
进一步地，本实施例中数据计算存储，统一聚合并存储二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据，包括：
基于实时计算引擎和离线计算引擎，构建关系型数据库和分布式数据库。
进一步地，本实施例中二次设备模型管理，记载存储二次设备所对应的功能位置、二次设备所属资产、二次设备所属设备部件、二次设备安装地点和二次设备所处位置；
元数据管理，统一管理所有业务系统元数据，所有业务系统元数据包括业务元数据、技术元数据、流程元数据和数据管理制度元数据，元数据管理属于现有技术，本发明不再详细阐述；
数据质量管理，运用质量管理技术稽核、度量、评估和改进二次设备结构化数据与二次设备非结构化数据的质量水平；
数据安全管理，通过制定和执行数据安全政策和措施，为二次设备结构化数据与二次设备非结构化数据提供的认证、授权和审计。
进一步地，本实施例中数据资产管理，构建一套完整的资产目录，将数据资产开放出去，包括;
经过智能变电站二次数据汇聚和数据治理，对智能变电站二次数据汇聚和数据治理中涉及的所有的数据建立数据资产管理体系，建立资产目录，将所有的数据挂到对应的类目树，并将数据资产开放出去，展示给运维人员或外部人员。
进一步地，本实施例中数据服务，实现智能变电站二次系统各业务之间的数据规划咨询，数据资产服务开放及数据可视化展示应用，包括：
数据目录，对智能变电站二次数据汇聚和数据治理中涉及的所有的数据，建立目录并贴上唯一的数据标签名称；
数据开放接口，使用SAAS方式直接对外提供服务或通过API、消息接口、文件接口、服务接口和SDK软件包方式只提供组件能力。
进一步地，本实施例中业务应用，实现二次设备状态在线巡视、二次设备状态监视预警、二次设备状态评估和检修决策，包括:
二次设备状态在线巡视,实时监测二次设备结构化数据和二次设备非结构化数是否存在异常；
二次设备状态监视预警，基于预先设定的交换机设备的光口发送功率上下限和预先设定的限值预警阈值，对二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据进行分析并识别家族缺陷;
二次设备状态评估和检修决策，利用二次设备的离线信息和在线监测信息，基于关联分析和分类预测进行分析，评估二次设备状态，得到检修决策。
进一步地，本实施例中分类预测充分利用设备版本、位置、型号、购置、维修和更换记录，通过贝叶斯网络进行家族性及隐藏问题的挖掘；
关联分析包括时序关联关系、设备-软件关联关系和日志操作关联关系。
进一步地，本实施例中二次设备状态包括正常状态、注意状态、异常状态、严重状态。
数据计算存储，为数据中台提供统一的大数据计算能力，针对不同大数据处理场景，所需提供的数据计算能力也不同，一般主要包括批量离线计算、内存实时计算、在线流式计算等。传统数据仓库是最为成熟稳定的数据存储方式，承载着及时性、准确性要求高的二次核心应用。分布式关系数据库相较于传统的关系型数据库，具有高性能处理能力、高数据吞吐能力的优势。NoSQL分布式数据库属于非关系型数据库管理系统，在大数据简单存取上具备关系型数据库无法比拟的性能优势。分布式文件系统是当前最常见的大数据存储方式，它具极高的性价比，扩展性强。数据中台中全域数据的存储中心，按照不同的数据类型一种或多种数据存储系统的“混搭”架构，数据湖作为一种新的存储大量复杂格式数据，避免企业数据孤岛化的数据架构方案，可用来将不同结构的数据统一聚合和存储。
经过数据汇聚、数据治理，数据资产管理对已经形成的数据资源统一进行管理，方便智能变电站运维人员理解数据，建立数据资产管理体系，根据业务先形成资产目录，数据拥有者将自己的数据资产挂到对应的类目树，梳理成一套完整的资产目录，将数据资产开放出去，展示给运维人员或外部人员。数据资产管理对上支持以价值挖掘和业务赋能为导向的数据应用开发，对下依托大数据平台实现数据全生命周期的管理，并对智能变电站数据资产的价值、质量进行评估，促进电站数据资产不断完善，持续向业务输出动力，实现数据资产的可见、可懂、可用和可运营。
数据服务，数据还没有真正发挥它的价值，而数据服务则是将数据资产转化成一种服务能力，帮助实现智能变电站二次系统各业务之间的数据规划咨询，数据资产服务开放及数据可视化展示应用等。具体实现包括了与变电站二次业务相关的、可复用的一些公共技术组件或产品，如数据目录、数据标签、数据分析、数据开放接口、机器学习算法模型等，它们可以使用SAAS方式直接对外提供服务，也可以以更小粒度如API、消息接口、文件接口、服务接口、SDK软件包等方式只提供组件能力或数据服务，内部或外部第三方应用不必关心底层数据准备情况，直接调用数据服务模块对外提供的服务接口，方便进行二次开发。
通过数据中台的二次设备缺陷与故障信息，设计二次设备智能评判模型，对二次设备状态进行智能分析，识别家族缺陷，实现二次设备状态评估预警等功能。利用二次设备的离线信息和在线监测信息，通过积累设备的大量数据资源，有助于运维人员进行合理的设备检修决，主要分析方法包括关联分析、聚类分析、分类预测、偏差检测等。关联分析包括时序关联关系、设备-软件关联关系、日志操作关联关系等。分类预测充分利用设备版本、位置、型号、购置、维修、更换记录等，通过贝叶斯网络进行家族性及隐藏问题的挖掘。基于智能变电站二次数据中台，实现二次设备状态巡视、监视预警、状态评估、检修决策以及统计分析报表和可视化展示等功能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种智能变电站二次数据中台的构建方法，其特征在于，包括：
智能变电站二次数据汇聚，采集二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据；
数据计算存储，统一聚合并存储二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据；
数据治理，实现二次设备模型管理、元数据管理、数据质量管理和数据安全管理；
数据资产管理，构建一套完整的资产目录，将数据资产开放出去；
数据服务，实现智能变电站二次系统各业务之间的数据规划咨询，数据资产服务开放及数据可视化展示应用；
业务应用，实现二次设备状态在线巡视、二次设备状态监视预警、二次设备状态评估和检修决策。
2.根据权利要求1所述的一种智能变电站二次数据中台的构建方法，其特征在于，
智能变电站二次数据汇聚，采集二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据，包括：
对二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据进行数据清洗和重复数据剔除，
二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据包括二次设备台账数据、二次设备运行数据、二次设备缺陷数据和二次设备状态数据。
3.根据权利要求2所述的一种智能变电站二次数据中台的构建方法，其特征在于，
二次设备台账数据包括库文件, 库文件包含二次设备厂家、二次设备生产日期和二次设备投运时间，
二次设备运行数据包括二次设备故障信息，二次设备故障信息包括直流系统异常和直流系统故障；
二次设备缺陷数据包括二次设备告警信息，二次设备告警信息包括CPU运行温度高于设定的温度阈值；
二次设备状态数据包括二次设备巡检信息，二次设备巡检信息包括指示灯状态、运行灯状态和软件运行状态灯；
对周期性接口文件的批量采集，周期性接口文件包括二次设备台账数据；
对产生频率高、实时性强的数据以数据流形式采集，产生频率高、实时性强的数据包括二次设备运行数据、二次设备巡检信息、二次设备告警信息和二次设备缺陷数据。
4.根据权利要求1所述的一种智能变电站二次数据中台的构建方法，其特征在于，
数据计算存储，统一聚合并存储二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据，包括：
基于实时计算引擎和离线计算引擎，构建关系型数据库和分布式数据库。
5.根据权利要求1所述的一种智能变电站二次数据中台的构建方法，其特征在于，
二次设备模型管理，记载存储二次设备所对应的功能位置、二次设备所属资产、二次设备所属设备部件、二次设备安装地点和二次设备所处位置；
元数据管理，统一管理所有业务系统元数据，所有业务系统元数据包括业务元数据、技术元数据、流程元数据和数据管理制度元数据；
数据质量管理，运用质量管理技术稽核、度量、评估和改进二次设备结构化数据与二次设备非结构化数据的质量水平；
数据安全管理，通过制定和执行数据安全政策和措施，为二次设备结构化数据与二次设备非结构化数据提供的认证、授权和审计。
6.根据权利要求1所述的一种智能变电站二次数据中台的构建方法，其特征在于，
数据资产管理，构建一套完整的资产目录，将数据资产开放出去，包括;
经过智能变电站二次数据汇聚和数据治理，对智能变电站二次数据汇聚和数据治理中涉及的所有的数据建立数据资产管理体系，建立资产目录，将所有的数据挂到对应的类目树，并将数据资产开放出去，展示给运维人员或外部人员。
7.根据权利要求6所述的一种智能变电站二次数据中台的构建方法，其特征在于，
数据服务，实现智能变电站二次系统各业务之间的数据规划咨询，数据资产服务开放及数据可视化展示应用，包括：
数据目录，对智能变电站二次数据汇聚和数据治理中涉及的所有的数据，建立目录并贴上唯一的数据标签名称；
数据开放接口，使用SAAS方式直接对外提供服务或通过API、消息接口、文件接口、服务接口和SDK软件包方式只提供组件能力。
8.根据权利要求1所述的一种智能变电站二次数据中台的构建方法，其特征在于，
业务应用，实现二次设备状态在线巡视、二次设备状态监视预警、二次设备状态评估和检修决策，包括:
二次设备状态在线巡视,实时监测二次设备结构化数据和二次设备非结构化数是否存在异常；
二次设备状态监视预警，基于预先设定的交换机设备的光口发送功率上下限和预先设定的限值预警阈值，对二次设备结构化数据和二次设备非结构化数据进行分析并识别家族缺陷;
二次设备状态评估和检修决策，利用二次设备的离线信息和在线监测信息，基于关联分析和分类预测进行分析，评估二次设备状态，得到检修决策。
9.根据权利要求8所述的一种智能变电站二次数据中台的构建方法，其特征在于，
分类预测充分利用设备版本、位置、型号、购置、维修和更换记录，通过贝叶斯网络进行家族性及隐藏问题的挖掘；
关联分析包括时序关联关系、设备-软件关联关系和日志操作关联关系。
10.根据权利要求8所述的一种智能变电站二次数据中台的构建方法，其特征在于，
二次设备状态包括正常状态、注意状态、异常状态、严重状态。
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