CN113516377A - 一种基于电力监控平台的多层级数据处理系统 - Google Patents

一种基于电力监控平台的多层级数据处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于电力监控平台的多层级数据处理系统，包括：电力系统数据获取模块，用于根据用户的分析请求，获取电力系统内部系统数据和电力系统外部系统数据；电力系统分析指标模块，用于接收用户端输入的变电站、变电站室内环境、室内电力设备系统三个层次的电力系统指标，分别存储所采用的指标以及所需数据；多层级分析算法配置模块，用于接收用户端的分析请求，根据请求构建故障树模型，并传递给电力系统数据分析模块；电力系统数据分析模块，用于根据电力系统分析指标模块获取的分析指标结果、从电力系统数据获取模块获取的数据输入故障树模型构建模块中，预测系统的状态变化，并将结果传递给分析结果展示模块。

Description

一种基于电力监控平台的多层级数据处理系统
技术领域
本发明涉及一种基于电力监控平台的多层级数据处理系统。
背景技术
电力系统内各种生产设备类型复杂，数目巨大，地域分布广，人工维护困难。维护人员无法及时了解远程微波站的设备运行状态以及机房环境，无法及时排除设备的故障，采用操作队巡检方式无法保证及时发现设备隐患及时处理，而只能采取事后处理的方式，影响了供电可靠性和电力局的供电可靠率达标。
目前各供电公司已经具备了一定的分析数据的基础，但当前的电力监控平台对于基础数据的挖掘利用不充分，主要通过采集电力设备的数据信息，简单地和电力设备的往期数据进行比较数值来判断监控平台的状态，只能整体判断电力监控平台的运行是否正常，无法全方位地分析监控的电力设备的具体状态。通过构建系统的预测模型可以实现对系统的状态进行评估，掌握系统状态，避免事故的发生，并能指导后续系统维修等工作，但是目前所构建预测模型评估结果与实际状态偏差很大。因此，需要进一步提出更合适的方法来分析多层级系统的复杂关系，并建立预测模型进行持续预测。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于电力监控平台的多层级数据处理系统，从主控室、高压室、电容器室、独立通信室等变电站内室内环境系统获取所需要分析的基础数据，结合从电力系统网站抽取的电力系统的参照标准，针对“变电站、变电站室内、室内电力设备”不同层次进行分析，建立分析体系进行动态持续预测，对数据分析结果进行直观展示，分析定位故障的原因，实时掌握电力系统的工作状态，为工作人员把握电力系统的故障原因和电力系统状态的实时状态提供技术支撑。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于电力监控平台的多层级数据处理系统，包括：
电力系统数据获取模块，用于根据用户的分析请求，按照配置的数据抽取范围，通过电力监控平台数据库获取电力系统内部系统数据，通过构建爬虫从电力系统外部系统爬取所需电力系统规范指标以及参照标准数据；
电力系统分析指标模块，用于接收用户端输入的变电站、变电站室内环境、室内电力设备系统三个层次的电力系统指标，分别存储所采用的指标以及所需数据；
多层级分析算法配置模块，用于接收用户端的分析请求，根据请求构建故障树模型，并传递给电力系统数据分析模块；
电力系统数据分析模块，用于根据电力系统分析指标模块获取的分析指标结果、从电力系统数据获取模块获取的数据输入故障树模型构建模块中，预测系统的状态变化，并将结果传递给分析结果展示模块。
进一步的技术方案，所述电力系统分析指标模块，包括：电力系统分析指标配置模块和电力系统分析指标存储模块；
所述电力系统分析指标配置模块，用于接收用户端的请求，根据请求从分析指标存储模块中获取对应层次的分析指标，并传递给电力系统分析模块；
所述分析指标存储模块中分别存储适用于变电站分析指标构建模块、变电站室内环境分析指标构建模块、室内电力设备分析指标构建模块的分析指标，根据电力用户的需求传递对应的相关信息。
进一步的技术方案，所述变电站分析指标存储模块，用于存储适用于变电站整体分析指标，包括建筑朝向、建筑体型系数、维护结构传热系数；
所述变电站室内环境分析指标存储模块，用于存储适用于变电站室内环境分析指标，包括采暖度日数、空调度日数；
所述室内电力设备分析指标存储模块，用于存储适用于室内电力设备分析指标，包括负荷形状系数、主变经济运行、功率因素以及三相负载不平衡系数。
进一步的技术方案，所述用户端设置分析指标对应选项，用于在配置界面上输入对应对多层级系统结构的指标配置信息。
进一步的技术方案，所述多层级分析算法配置模块配置之前，输入校验模块，对用户输入的所述指标配置信息进行校验。
进一步的技术方案，所述故障树模型构建模块，用于发现由低层级故障事件组合而导致上一层次发生故障的原因。
进一步的技术方案，所述故障树用于转化为贝叶斯网络来表示变电站、变电站室内环境以及室内电力设备的结构和逻辑关系来汇总导致系统故障的原因。
进一步的技术方案，所述分析预测模块采用联合树推理算法进行推理，根据节点的状态推理导致系统出现故障的原因，预测系统的状态变化。
进一步的技术方案，所述节点分为正常、退化及失效三种状态。
进一步的技术方案，所述分析结果展示模块，用于多层级电力系统分析结果的展示，包括图形展示和文字展示，其中图形展示可通过vaddin采用雷达图、曲线图等多种图形方式展示结果，文字展示通过文字描述展示结果。
本发明的有益效果：
1、本发明应用于电力监测，针对“变电站、变电站室内、室内电力设备”不同层次进行分析，建立分析体系进行动态持续预测，对数据分析结果进行直观展示，分析定位故障的原因，实时掌握电力系统的工作状态。
2本发明不仅可以通过多层级分析指标体系分析不同层级的电力系统的变化趋势及波动原因，对系统状态预测准确度更高；本发明建立的系统状态预测模型，能够利用基层级组件数据对系统整体的状态进行推理评估与预测，掌握系统状态变化趋势，为工作人员准确把握电力系统的运行状态变化提供技术支撑。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于电力监控平台的多层级数据处理系统。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指出，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所述技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应理解的是，当在本说明书中使用“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征，步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
图1，是基于本发明实现的一种基于电力监控平台的多层级数据处理系统，包括：提供一种基于电力监控平台的多层级数据处理系统，从主控室、高压室、电容器室、独立通信室等变电站内室内环境系统获取所需要分析的基础数据，结合从官方网站抽取的电力系统的参照标准，针对“变电站、变电站室内、室内电力设备”不同层次进行分析，建立分析体系进行动态持续预测，对数据分析结果进行直观展示，分析定位故障的原因，实时掌握电力系统的工作状态。
电力系统数据获取模块1，用于根据电力用户的分析请求，按照配置的数据抽取范围，通过电力监控平台数据库从电力系统内部系统获取的包括变电站、变电站室内环境包括主控室、高压室、电容器室、独立通信室的电力系统等以及室内电力设备系统的分析数据，通过构建爬虫，从电力系统外部系统比如电力部门门户网站或电力相关信息网站爬取所需电力系统规范指标以及参照标准等数据；
电力系统分析指标模块2，用于配置及存储电力系统所采用的电力系统分析指标以及所需的分析数据等信息，具体包括：电力系统分析指标配置模块201和电力系统分析指标存储模块202。
电力系统分析指标配置模块201，用于接收用户的请求，根据请求从分析指标存储模块202中获取对应层次的分析指标，并传递给电力系统分析模块。
所述分析指标存储模块202中分别存储适用于变电站分析指标构建模块、变电站室内环境分析指标构建模块、室内电力设备分析指标构建模块的分析指标，根据电力用户的需求传递对应的相关信息。
所述变电站分析指标存储模块，用于存储适用于变电站整体分析指标，包括建筑朝向、建筑体型系数、维护结构传热系数等；
所述变电站室内环境分析指标存储模块，用于存储适用于变电站室内环境分析指标，包括采暖度日数、空调度日数等；
所述室内电力设备分析指标存储模块，用于存储适用于室内电力设备分析指标，包括负荷形状系数、主变经济运行、功率因素以及三相负载不平衡系数等。
多层级分析算法配置模块3，用于接收用户端的分析请求，根据请求对多层级系统构建故障树模型，并传递给电力系统数据分析模块4；
所述用户端操作简洁，用于在配置界面上输入对应对多层级系统结构的指标配置信息；
在所述根据接收到的指标配置信息传递给电力系统数据分析模块之前，输入校验模块，对用户输入的所述指标配置信息进行校验，校验通过后，再执行所述根据接收到的指标配置传递给电力系统数据分析模块4的步骤。
所述故障树模型构建模块，所述故障树模型构建模块，用于发现由低层级故障事件组合而导致上一层次发生故障的原因。
所述故障树用于转化为贝叶斯网络来表示变电站、变电站室内环境以及室内电力设备的结构和逻辑关系来汇总导致系统故障的原因。其中变电站、变电站室内环境以及室内电力设备的结构和逻辑关系有该方面的技术专家给定。
故障树分析方法能够汇总导致系统故障的原因，对于动态多层级系统，通过故障树分析方法可以发现由低层故障事件组合而导致这个复杂系统致命故障的事件，因此首先对多层级系统建立故障树，由于故障树只能表示事件发生与不发生两者状态，对系统状态描述准确性不够，然后将建立的故障树转换为贝叶斯网络。
贝叶斯网络用于分析内部设备运行过程中的交互关系，寻找系统内部各子系统、组件间的交互作用导致的失效；然后将交互关系表示网络缺少的有向边，形成网络结构；最后将并将基层级组件的数据集输入网络中进行训练，得到网络节点间的概率关系，实现网络节点关系定量化描述，完成贝叶斯网络的构建。
电力系统数据分析模块4，用于根据电力系统分析指标模块2获取的分析指标结果、从电力系统数据获取模块1获取的数据进行输入故障树模型构建模块401中，经过分析预测模块402采用联合树推理算法进行推理，模型中的节点分为正常、退化及失效三种状态，根据节点的状态推理导致系统出现故障的原因，预测系统的状态变化，并将结果传递给分析结果展示模块。
举个实际的例子，在规定时间内可以得到系统各层次处于三种状态下的概率，以内电力设备分析为例，在该时间段内处于正常工作状态的概率为0.9281，退化状态概率为0.0677，失效状态概率为0.0042，由此推断系统处于电力设备处于正常工作状态。当后续时刻各组件节点的状态未知时，通过预测未来一段时间系统的状态变化情况可知，通过预测结果可以掌握某一时刻系统所处状态，指导后续维修工作。
分析结果展示模块5，用于多层级电力系统分析结果的展示，包括图形展示501和文字展示502，其中图形展示501可通过vaddin采用雷达图、曲线图等多种图形方式展示结果，文字展示502通过文字描述展示结果。
本领域技术人员应该明白，上述本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算机装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何特定的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于电力监控平台的多层级数据处理系统，其特征是，包括：
电力系统数据获取模块，用于根据用户的分析请求，按照配置的数据抽取范围，通过电力监控平台数据库获取电力系统内部系统数据，通过构建爬虫从电力系统外部系统爬取所需电力系统规范指标以及参照标准数据；
电力系统分析指标模块，用于接收用户端输入的变电站、变电站室内环境、室内电力设备系统三个层次的电力系统指标，分别存储所采用的指标以及所需数据；
多层级分析算法配置模块，用于接收用户端的分析请求，根据请求构建故障树模型，并传递给电力系统数据分析模块；
电力系统数据分析模块，用于根据电力系统分析指标模块获取的分析指标结果、从电力系统数据获取模块获取的数据输入故障树模型构建模块中，预测系统的状态变化，并将结果传递给分析结果展示模块。
2.如权利要求1所述的一种多层级售电市场数据分析监测系统，其特征是，所述电力系统分析指标模块，包括：电力系统分析指标配置模块和电力系统分析指标存储模块；
所述电力系统分析指标配置模块，用于接收用户端的请求，根据请求从分析指标存储模块中获取对应层次的分析指标，并传递给电力系统分析模块；
所述分析指标存储模块中分别存储适用于变电站分析指标构建模块、变电站室内环境分析指标构建模块、室内电力设备分析指标构建模块的分析指标，根据电力用户的需求传递对应的相关信息。
3.如权利要求1所述的一种多层级售电市场数据分析监测系统，其特征是，所述变电站分析指标存储模块，用于存储适用于变电站整体分析指标，包括建筑朝向、建筑体型系数、维护结构传热系数；
所述变电站室内环境分析指标存储模块，用于存储适用于变电站室内环境分析指标，包括采暖度日数、空调度日数；
所述室内电力设备分析指标存储模块，用于存储适用于室内电力设备分析指标，包括负荷形状系数、主变经济运行、功率因素以及三相负载不平衡系数。
4.如权利要求1所述的一种多层级售电市场数据分析监测系统，其特征是，所述用户端设置分析指标对应选项，用于在配置界面上输入对应对多层级系统结构的指标配置信息。
5.如权利要求1所述的一种多层级售电市场数据分析监测系统，其特征是，所述多层级分析算法配置模块配置之前，输入校验模块，对用户输入的所述指标配置信息进行校验。
6.如权利要求1所述的一种多层级售电市场数据分析监测系统，其特征是，所述故障树模型构建模块，用于发现由低层级故障事件组合而导致上一层次发生故障的原因。
7.如权利要求1所述的一种多层级售电市场数据分析监测系统，其特征是，所述故障树用于转化为贝叶斯网络来表示变电站、变电站室内环境以及室内电力设备的结构和逻辑关系来汇总导致系统故障的原因。
8.如权利要求1所述的一种多层级售电市场数据分析监测系统，其特征是，所述分析预测模块采用联合树推理算法进行推理，根据节点的状态推理导致系统出现故障的原因，预测系统的状态变化。
9.如权利要求1所述的一种多层级售电市场数据分析监测系统，其特征是，所述节点分为正常、退化及失效三种状态。
10.如权利要求1所述的一种多层级售电市场数据分析监测系统，其特征是，所述分析结果展示模块，用于多层级电力系统分析结果的展示，包括图形展示和文字展示，其中图形展示可通过vaddin采用雷达图、曲线图等多种图形方式展示结果，文字展示通过文字描述展示结果。
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