CN115166500A - 基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，属于电力领域，用于解决当前直流断路器的设备状态监测局限于运行时采集到的工作数据的问题，包括设备分析模块、状态分析模块、环境监测模块以及运行监测模块，所述设备分析模块用于对直流断路器的使用情况进行分析，所述运行监测模块用于对直流断路器的运行状况进行监测，得到直流断路器的运行偏离值，所述环境监测模块用于对直流断路器所在地的环境进行监测，得到直流断路器的环境偏离，所述状态分析模块用于对直流断路器的设备状态进行分析。本发明结合环境因素、自然老化因素和工作数据实现对直流断路器设备状态的全方面分析。
Description
技术领域
本发明属于电网领域，涉及设备状态分析技术，具体是基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统。
背景技术
电网是电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的整体。它包含变电、输电、配电三个单元。电力网的任务是输送与分配电能，改变电压。近年来，伴随着电力发展步伐不断加快，电网也得到迅速发展，电网系统运行电压等级不断提高，网络规模也不断扩大，全国已经形成了东北电网、华北电网、华中电网、华东电网、西北电网和南方电网6个跨省的大型区域电网，并基本形成了完整的长距离输电电网网架。
现有技术中，需要对换流站中的直流断路器的设备状态进行实时监测和分析，以保证直流断路器的工作稳定性，但是当前对于设备状态的监测局限于运行时采集到的工作数据，常常忽略了设备的自然老化、环境影响等因素，为此，我们提出基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，以基于自然老化、环境影响、运行数据等多因素对换流站中直流断路器的设备状态进行全方面分析。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，包括处理器和服务器，所述处理器通信连接有服务器；所述处理器连接有数据采集模块和信号终端，所述服务器连接有用户终端、设备分析模块、状态分析模块、环境监测模块以及运行监测模块，所述数据采集模块用于采集直流断路器的运行数据和直流断路器所在地的环境数据并发送至处理器，所述处理器将运行数据和环境数据发送至服务器，所述服务器将运行数据发送至运行监测模块、将环境数据发送至环境监测模块；所述用户终端用于工作人员输入直流断路器的设备信息并发送至服务器，所述服务器将设备信息发送至设备分析模块；
所述设备分析模块根据设备信息对直流断路器的使用情况进行分析，得到状态异常信号或直流断路器的监测等级反馈至服务器，服务器依据监测等级为直流断路器设定对应的监测时长、时间点数和监测次数并发送至运行监测模块和环境监测模块；所述运行监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和运行数据对直流断路器的运行状况进行分析，得到直流断路器运行时的运行偏离值反馈至服务器；所述环境监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和环境数据对直流断路器所在地的环境进行分析，得到直流断路器运行时的环境偏离值反馈至服务器，所述服务器将运行偏离值和环境偏离值发送至状态分析模块；
所述状态分析模块根据直流断路器运行时的运行偏离值和环境偏离值，生成状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号反馈至服务器，所述服务器将状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号发送至处理器，处理器依据状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号生成相应的亮灯指令加载至信号终端，信号终端接收到亮灯指令后进行亮灯工作。
进一步地，所述设备信息包括直流断路器的生产时间、维修次数和有效使用时长；
所述设备分析模块根据设备信息对直流断路器的使用情况进行分析，得到状态异常信号或直流断路器的监测等级，具体包括：
获取直流断路器的生产时间、维修次数、有效使用时长和服务器的当前时间；
将服务器的当前时间减去直流断路器的生产时间得到直流断路器的投入使用时长；
将直流断路器的投入使用时长与有效使用时长进行比较，若投入使用时长大于等于有效使用时长，则生成状态异常信号；
若投入使用时长小于有效使用时长，则将有效使用时长减去投入使用时长，得到直流断路器的剩余使用时长；
根据投入使用时长、剩余使用时长和维修次数，计算得到直流断路器的设备监测值；
根据直流断路器的设备监测值，确定直流断路器的监测等级。
进一步地，所述直流断路器的设备监测值根据以下公式计算：
式中，SZu为直流断路器的设备监测值，CWu为直流断路器的维修次数，TSu为直流断路器的投入使用时长，TYu为直流断路器的剩余使用时长，a1和a2均为固定数值的比例系数，且a1和a2的取值均大于零，e为自然常数。
进一步地，所述根据直流断路器的设备监测值，确定直流断路器的监测等级，包括：
若直流断路器的设备监测值SZu＜X1，则直流断路器的监测等级为第三监测等级；
若X1≤SZu＜X2，则直流断路器的监测等级为第二监测等级；
若X2≤SZu，则直流断路器的监测等级为第一监测等级；
其中，X1和X2均为固定数值的设备监测阈值，且X1＜X2。
进一步地，所述服务器依据监测等级为直流断路器设定对应的监测时长、时间点数和监测次数服务器，具体包括：
当直流断路器为第一监测等级时，则为直流断路器设定第一监测时长、第一时间点数和第一监测次数；
当直流断路器为第二监测等级时，则为直流断路器设定第二监测时长、第二时间点数和第二监测次数；
当直流断路器为第三监测等级时，则为直流断路器设定第三监测时长、第三时间点数和第三监测次数；
其中，第一监测时长大于第二监测时长，第二监测时长大于第三监测时长，第一时间点数大于第二时间点数，第二时间点数大于第三时间点数。
进一步地，所述运行数据包括直流断路器的实时频率值、实时电压值和实时电流值；
所述运行监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和运行数据对直流断路器的运行状况进行分析，得到直流断路器运行时的运行偏离值，具体包括：
获取直流断路器对应的监测时长、时间点数和监测次数，根据所述时间点数在直流断路器每次监测时长内设定若干个时间点；
分别在各个时间点时获取直流断路器的实时频率值、实时电压值和实时电流值；
若满足实时频率值大于等于额定频率值、实时电压值大于等于额定电压值和实时电流值大于等于额定电流值中的一项或多项，计算每个时间点时的实时频率值与额定频率值的差值并取绝对值得到频率差值；计算每个时间点时的实时电压值与额定电压值的差值并取绝对值得到电压差值；计算每个时间点时的实时电流值与额定电流值的差值并取绝对值得到电流差值；
将所有时间点的频率差值、电压差值、电流差值相加求和除以时间点数得到直流断路器在监测时长内的频率均差值PLCuo、电压均差值DYCuo和电流均差值DLCuo，o＝1，2，……，x，x为正整数，o代表监测次数的编号；
若满足频率均差值处于频率波动范围区间外、电压均差值处于电压波动范围区间外和电流均差值处于电流波动范围区间外中的一项或多项，通过公式YPuo＝PLCuo×a1+DYCuo×a2+DLCuo×a3计算得到直流断路器在每次监测时长内的单次运行偏离值YPuo；式中，a1、a2和a3均为固定数值的权重系数，且a1、a2和a3的取值均大于零；
将每次监测时长内的单次运行偏离值相加求和除以监测次数得到直流断路器运行时的运行偏离值。
进一步地，所述运行监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和运行数据对直流断路器的运行状况进行分析，得到直流断路器运行时的运行偏离值，还包括：
若同时满足实时频率值小于额定频率值、实时电压值小于额定电压值和实时电流值小于额定电流值，则不进行任何操作。
进一步地，所述运行监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和运行数据对直流断路器的运行状况进行分析，得到直流断路器运行时的运行偏离值，还包括：
若频率均差值处于频率波动范围区间、电压均差值处于电压波动范围区间和电流均差值处于电流波动范围区间，则不进行任何操作。
进一步地，所述环境数据包括直流断路器所在地的实时温度值、实时湿度值和实时灰尘度；
所述环境监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和环境数据对直流断路器所在地的环境进行分析，得到直流断路器运行时的环境偏离值，具体包括：
获取直流断路器对应的监测时长、时间点数和监测次数，根据所述时间点数在直流断路器每次监测时长内设定若干个时间点；
获取在各个时间点时直流断路器所在地的实时温度值、实时湿度值和实时灰尘度；
若满足实时温度值大于等于标准温度值、实时湿度值大于等于标准湿度值和实时灰尘度大于等于标准灰尘度中的一项或多项，计算每个时间点时的实时温度值与标准大于等于的差值并取绝对值得到温度差值；计算每个时间点时的实时湿度值与标准湿度值的差值并取绝对值得到湿度差值；计算每个时间点时的实时灰尘度与标准灰尘度的差值并取绝对值得到灰尘差值；
将所有时间点的温度差值、湿度差值和灰尘差值相加求和除以时间点数得到直流断路器在监测时长内的温度均差值WDCuo、湿度均差值SDCuo和灰尘均差值HCCuo，o＝1，2，……，x，x为正整数，o代表监测次数的编号；
若满足温度均差值处于温度波动范围区间外、湿度均差值处于湿度波动范围区间外和灰尘均差值处于灰尘波动范围区间外中的一项或多项，通过公式HPuo＝WDCuo×b1+SDCuo×b2+HCCuo×b3计算得到直流断路器在每次监测时长内的单次环境偏离值HPuo；式中，b1、b2和b3均为固定数值的权重系数，且b1、b2和b3的取值均大于零；
将每次监测时长内的单次环境偏差值相加求和除以监测次数得到直流断路器运行时的环境偏离值。
进一步地，所述环境监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和环境数据对直流断路器所在地的环境进行分析，得到直流断路器运行时的环境偏离值，还包括：
若同时满足实时温度值小于标准温度值、实时湿度值小于标准湿度值和实时灰尘度小于标准灰尘度，则不进行任何操作。
进一步地，所述环境监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和环境数据对直流断路器所在地的环境进行分析，得到直流断路器运行时的环境偏离值，还包括：若温度均差值处于温度波动范围区间、湿度均差值处于湿度波动范围区间和灰尘均差值处于灰尘波动范围区间，则不进行任何操作。
进一步地，所述状态分析模块根据直流断路器运行时的运行偏离值和环境偏离值，生成状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号，具体包括：
若出现运行偏离值小于第一运行偏离阈值，且环境偏离值小于第一环境偏离阈值，则生成状态正常信号；
若出现运行偏离值大于等于第一运行偏离阈值且小于第二运行偏离阈值、环境偏离值大于等于第一环境偏离阈值且小于第二环境偏离阈值中的一种或多种，则生成状态异常信号；
若出现运行偏离值大于等于第二运行偏离阈值、环境偏离值大于等于第二环境偏离阈值的一种或多种，则生成状态警报信号。
进一步地，所述处理器依据状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号生成相应的亮灯指令，具体为：
若处理器接收到状态正常信号，则生成绿色亮灯指令；
若处理器接收到状态异常信号，则生成橙色亮灯指令；
若处理器接收到状态警报信号，则生成红色亮灯指令。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过设备分析模块对直流断路器的使用情况进行分析，分析得到直流断路器的设备监测值，依据设备监测值得到直流断路器的监测等级反馈至，服务器结合监测等级为直流断路器设定对应的监测时长、时间点数和监测次数，通过运行监测模块对直流断路器的运行状况进行监测，得到直流断路器运行时的运行偏离值，再通过环境监测模块对直流断路器所在地的环境进行监测，得到直流断路器运行时的环境偏离值，直流断路器运行时的运行偏离值和环境偏离值发送至状态分析模块，状态分析模块对直流断路器的设备状态进行分析，生成状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号，依据信号得到对应指令控制信号终端进行工作，本发明结合直流断路器所在地的环境因素、直流断路器的自然老化损耗因素，加以采集直流断路器运行时的工作数据，实现了对换流站中直流断路器设备状态的全方面监测分析。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的整体系统框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。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。
请参阅图1所示，基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，包括处理器和服务器，所述处理器通信连接有服务器；
处理器连接有数据采集模块和信号终端；
服务器连接有用户终端、设备分析模块、状态分析模块、环境监测模块以及运行监测模块。
在具体实施时，处理器设置在直流断路器中，同时，数据采集模块和信号终端也均安装在直流断路器上，数据采集模块具体可以为设置在直流断路器上的传感器组件、电流测量仪、电压监测仪、在线式灰尘浓度测量仪等，传感器组件包括温度传感器、湿度传感器等，信号终端具体可以为设置在直流断路器上的三色信号灯，包括绿色信号灯、橙色信号灯和红色信号灯。
在对直流断路器设备进行状态分析前，用户终端用于工作人员输入个人信息注册登录服务器，并将个人信息发送至服务器内存储；
其中，个人信息包括工作人员的姓名、实名认证的手机号码等。
在对直流断路器设备进行状态分析时，数据采集模块用于采集直流断路器的运行数据和直流断路器所在地的环境数据，并将运行数据和环境数据发送至处理器，处理器将运行数据和环境数据发送至服务器，服务器将运行数据发送至运行监测模块，服务器将环境数据发送至环境监测模块。
需要具体说明的是，运行数据包括直流断路器的实时频率值、实时电压值、实时电流值等；环境数据包括直流断路器所在地的实时温度值、实时湿度值、实时灰尘度等。
用户终端用于工作人员输入直流断路器的设备信息，并将设备信息发送至服务器，服务器将设备信息发送至设备分析模块。
需要具体说明的是，设备信息包括直流断路器的型号、生产时间、维修次数、有效使用时长等。
设备分析模块用于对直流断路器的使用情况进行分析，分析过程具体如下：
步骤一：将直流断路器标记为u，u＝1，2，……，z，z为正整数；获取直流断路器的有效使用时长，并将有效使用时长标记为TXu；
步骤二：获取直流断路器的生产时间，并将生产时间标记为TCu；获取服务器的当前时间TDu，服务器的当前时间减去生产时间得到直流断路器的投入使用时长TSu；
步骤三：若投入使用时长大于等于有效使用时长，则生成状态异常信号；
若投入使用时长小于有效使用时长，则利用有效使用时长减去投入使用时长得到直流断路器的剩余使用时长TYu；
步骤四：获取直流断路器在投入使用时长内的维修次数，并将维修次数标记为CWu；
步骤五：将投入使用时长、剩余使用时长和维修次数代入计算式，计算得到直流断路器的设备监测值SZu，计算式具体如下：
式中，a1和a2均为固定数值的比例系数，且a1和a2的取值均大于零，e为自然常数；
步骤六：若SZu＜X1，则直流断路器的监测等级为第三监测等级；
若X1≤SZu＜X2，则直流断路器的监测等级为第二监测等级；
若X2≤SZu，则直流断路器的监测等级为第一监测等级；
其中，X1和X2均为固定数值的设备监测阈值，且X1＜X2。
设备分析模块将状态异常信号或直流断路器的监测等级反馈至服务器，服务器依据监测等级为直流断路器设定对应的监测时长、时间点数和监测次数，具体为：
当直流断路器为第一监测等级时，则为直流断路器设定第一监测时长、第一时间点数和第一监测次数；
当直流断路器为第二监测等级时，则为直流断路器设定第二监测时长、第二时间点数和第二监测次数；
当直流断路器为第三监测等级时，则为直流断路器设定第三监测时长、第三时间点数和第三监测次数；
需要具体说明的是，第一监测时长大于第二监测时长，第二监测时长大于第三监测时长，第一时间点数大于第二时间点数，第二时间点数大于第三时间点数，第一监测次数大于第二监测次数，第二监测次数大于第三监测次数。
可理解的是，监测时长越长越能够反映直流断路器的运行状况和所在的环境情况，同时时间点数和监测次数越多，得到直流断路器的数据越精准，以达到精准分析直流断路器的设备状态。
同时，服务器还存储有直流断路器对应的标准运行参数和标准环境参数，其中，标准运行参数包括直流断路器的额定频率值、额定电压值、额定电流值、频率波动范围区间、电压波动范围区间、电流波动范围区间等；标准环境参数包括直流断路器的标准温度值、标准湿度值、标准灰尘度、温度波动范围区间、湿度波动范围区间、灰尘波动范围区间等。
服务器将直流断路器对应的监测时长、时间点数和监测次数发送至运行监测模块和环境监测模块。
运行监测模块用于对直流断路器的运行状况进行监测，监测过程具体如下：
步骤S1：获取直流断路器对应的监测时长、时间点数和监测次数，在直流断路器每次监测时长内设定对应的时间点数；
步骤S2：分别在各个时间点时获取直流断路器的实时频率值、实时电压值和实时电流值；
步骤S3：若同时满足实时频率值小于额定频率值、实时电压值小于额定电压值和实时电流值小于额定电流值，则不进行任何操作；
若满足实时频率值大于等于额定频率值、实时电压值大于等于额定电压值、实时电流值大于等于额定电流值中的一项或多项，则进入下一步骤；
步骤S4：计算每个时间点时的实时频率值与额定频率值的差值并取绝对值得到频率差值；
计算每个时间点时的实时电压值与额定电压值的差值并取绝对值得到电压差值；
计算每个时间点时的实时电流值与额定电流值的差值并取绝对值得到电流差值；
步骤S5：将所有时间点的频率差值、电压差值、电流差值相加求和除以时间点的数量得到直流断路器在监测时长内的频率均差值PLCuo、电压均差值DYCuo和电流均差值DLCuo，o＝1，2，……，x，x为正整数，o代表监测次数的编号；
步骤S6：若频率均差值处于频率波动范围区间、电压均差值处于电压波动范围区间和电流均差值处于电流波动范围区间，则不进行任何操作；反之，则进入下一步骤；
步骤S7：通过公式YPuo＝PLCuo×a1+DYCuo×a2+DLCuo×a3计算得到直流断路器在每次监测时长内的单次运行偏离值YPuo；式中，a1、a2和a3均为固定数值的权重系数，且a1、a2和a3的取值均大于零；
在具体实施时，权重系数的取值根据直流断路器的实际情况进行科学设定，参考因素包括型号、既往的运行状态、既往的维修情况等，只要权重系数的取值不影响参数与结果值的正反比关系即可；
步骤S8：将每次监测时长内的单次运行偏差值相加求和除以监测次数得到直流断路器运行时的运行偏离值YPu；
运行监测模块将直流断路器运行时的运行偏离值YPu反馈至服务器，服务器将直流断路器运行时的运行偏离值YPu发送至状态分析模块。
环境监测模块用于对直流断路器所在地的环境进行监测，监测过程具体如下：
步骤SS1：获取在各个时间点时直流断路器所在地的实时温度值、实时湿度值和实时灰尘度；
步骤SS2：若同时满足实时温度值小于标准温度值、实时湿度值小于标准湿度值和实时灰尘度小于标准灰尘度，则不进行任何操作；
若同时满足实时温度值大于等于标准温度值、实时湿度值大于等于标准湿度值和实时灰尘度大于等于标准灰尘度中的一项或多项，则进入下一步骤；
步骤SS3：计算每个时间点时的实时温度值与标准大于等于的差值并取绝对值得到温度差值；
计算每个时间点时的实时湿度值与标准湿度值的差值并取绝对值得到湿度差值；
计算每个时间点时的实时灰尘度与标准灰尘度的差值并取绝对值得到灰尘差值；
步骤SS4：将所有时间点的温度差值、湿度差值和灰尘差值相加求和除以时间点的数量得到直流断路器在监测时长内的温度均差值WDCuo、湿度均差值SDCuo和灰尘均差值HCCuo；
步骤SS5：若温度均差值处于温度波动范围区间、湿度均差值处于湿度波动范围区间和灰尘均差值处于灰尘波动范围区间，则不进行任何操作；反之，则进入下一步骤；
步骤SS6：通过公式HPuo＝WDCuo×b1+SDCuo×b2+HCCuo×b3计算得到直流断路器在每次监测时长内的单次环境偏离值HPuo；式中，b1、b2和b3均为固定数值的权重系数，且b1、b2和b3的取值均大于零；
步骤SS7：每次监测时长内的单次环境偏差值相加求和除以监测次数得到直流断路器运行时的环境偏离值YPu；
环境监测模块将直流断路器运行时的环境偏离值HPu反馈至服务器，服务器将直流断路器运行时的环境偏离值HPu发送至状态分析模块。
状态分析模块接收到服务器发送的直流断路器运行时的运行偏离值和环境偏离值后，用于对直流断路器的设备状态进行分析，分析过程具体如下：
步骤P1：获取服务器中存储的运行偏离阈值和环境偏离阈值；
其中，运行偏离阈值包括第一运行偏离阈值和第二运行偏离阈值，环境偏离阈值包括第一环境偏离阈值和第二环境偏离阈值；
需要具体说明的是，第一运行偏离阈值小于第二运行偏离阈值，第一环境偏离阈值小于第二环境偏离阈值；
步骤P2：若出现运行偏离值小于第一运行偏离阈值，且环境偏离值小于第一环境偏离阈值，则生成状态正常信号；
步骤P3：若出现运行偏离值大于等于第一运行偏离阈值且小于第二运行偏离阈值、环境偏离值大于等于第一环境偏离阈值且小于第二环境偏离阈值中的一种或多种，则生成状态异常信号；
步骤P4：若出现运行偏离值大于等于第二运行偏离阈值、环境偏离值大于等于第二环境偏离阈值的一种或多种，则生成状态警报信号；
状态分析模块将状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号反馈至服务器，服务器将状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号发送至处理器，处理器依据状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号生成相应的亮灯指令加载至信号终端，信号终端接收到亮灯指令后进行亮灯工作。
其中，处理器依据状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号生成相应的亮灯指令，具体为：
若处理器接收到状态正常信号，则生成绿色亮灯指令；
若处理器接收到状态异常信号，则生成橙色亮灯指令；
若处理器接收到状态警报信号，则生成红色亮灯指令。
基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，工作时，在对直流断路器设备进行状态分析前，工作人员通过用户终端输入个人信息注册登录服务器，并将个人信息发送至服务器内存储，在对直流断路器设备进行状态分析时，工作人员通过用户终端输入直流断路器的设备信息，并将设备信息发送至服务器，服务器将设备信息发送至设备分析模块；
通过设备分析模块对直流断路器的使用情况进行分析，将直流断路器标记为u，获取直流断路器的有效使用时长TXu、生产时间TCu和服务器的当前时间TDu，服务器的当前时间减去生产时间得到直流断路器的投入使用时长TSu，若投入使用时长大于等于有效使用时长，则生成状态异常信号，若投入使用时长小于有效使用时长，则利用有效使用时长减去投入使用时长得到直流断路器的剩余使用时长TYu，而后获取直流断路器在投入使用时长内的维修次数CWu，将投入使用时长、剩余使用时长和维修次数代入计算式
计算得到直流断路器的设备监测值SZu，若SZu＜X1，则直流断路器的监测等级为第三监测等级，若X1≤SZu＜X2，则直流断路器的监测等级为第二监测等级，若X2≤SZu，则直流断路器的监测等级为第一监测等级，设备分析模块将状态异常信号或直流断路器的监测等级反馈至服务器，服务器依据监测等级为直流断路器设定对应的监测时长、时间点数和监测次数；
通过数据采集模块采集直流断路器的运行数据和直流断路器所在地的环境数据，并将运行数据和环境数据发送至处理器，处理器将运行数据和环境数据发送至服务器，服务器将运行数据发送至运行监测模块、将环境数据发送至环境监测模块，同时，服务器还存储有直流断路器对应的标准运行参数和标准环境参数，服务器将直流断路器对应的监测时长、时间点数和监测次数发送至运行监测模块和环境监测模块；
通过运行监测模块对直流断路器的运行状况进行监测，获取直流断路器对应的监测时长、时间点数和监测次数，在直流断路器每次监测时长内设定对应的时间点数，分别在各个时间点时获取直流断路器的实时频率值、实时电压值和实时电流值，同时满足实时频率值小于额定频率值、实时电压值小于额定电压值和实时电流值小于额定电流值，则不进行任何操作，若满足实时频率值大于等于额定频率值、实时电压值大于等于额定电压值、实时电流值大于等于额定电流值中的一项或多项，则计算每个时间点时的实时频率值与额定频率值的差值并取绝对值得到频率差值，计算每个时间点时的实时电压值与额定电压值的差值并取绝对值得到电压差值，计算每个时间点时的实时电流值与额定电流值的差值并取绝对值得到电流差值，所有时间点的频率差值、电压差值、电流差值相加求和除以时间点的数量得到直流断路器在监测时长内的频率均差值PLCuo、电压均差值DYCuo和电流均差值DLCuo，若频率均差值处于频率波动范围区间、电压均差值处于电压波动范围区间和电流均差值处于电流波动范围区间，则不进行任何操作；反之，则通过公式YPuo＝PLCuo×a1+DYCuo×a2+DLCuo×a3计算得到直流断路器在每次监测时长内的单次运行偏离值YPuo，每次监测时长内的单次运行偏差值相加求和除以监测次数得到直流断路器运行时的运行偏离值YPu，运行监测模块将直流断路器运行时的运行偏离值YPu反馈至服务器，服务器将直流断路器运行时的运行偏离值YPu发送至状态分析模块；
再通过环境监测模块对直流断路器所在地的环境进行监测，获取在各个时间点时直流断路器所在地的实时温度值、实时湿度值和实时灰尘度，若同时满足实时温度值小于标准温度值、实时湿度值小于标准湿度值和实时灰尘度小于标准灰尘度，则不进行任何操作，若同时满足实时温度值大于等于标准温度值、实时湿度值大于等于标准湿度值和实时灰尘度大于等于标准灰尘度中的一项或多项，则计算每个时间点时的实时温度值与标准大于等于的差值并取绝对值得到温度差值，计算每个时间点时的实时湿度值与标准湿度值的差值并取绝对值得到湿度差值，计算每个时间点时的实时灰尘度与标准灰尘度的差值并取绝对值得到灰尘差值，所有时间点的温度差值、湿度差值和灰尘差值相加求和除以时间点的数量得到直流断路器在监测时长内的温度均差值WDCuo、湿度均差值SDCuo和灰尘均差值HCCuo，若温度均差值处于温度波动范围区间、湿度均差值处于湿度波动范围区间和灰尘均差值处于灰尘波动范围区间，则不进行任何操作；反之，则通过公式HPuo＝WDCuo×b1+SDCuo×b2+HCCuo×b3计算得到直流断路器在每次监测时长内的单次环境偏离值HPuo，每次监测时长内的单次环境偏差值相加求和除以监测次数得到直流断路器运行时的环境偏离值YPu，环境监测模块将直流断路器运行时的环境偏离值HPu反馈至服务器，服务器将直流断路器运行时的环境偏离值HPu发送至状态分析模块；
状态分析模块接收到服务器发送的直流断路器运行时的运行偏离值和环境偏离值后对直流断路器的设备状态进行分析，获取服务器中存储的运行偏离阈值和环境偏离阈值，若出现运行偏离值小于第一运行偏离阈值，且环境偏离值小于第一环境偏离阈值，则生成状态正常信号，若出现运行偏离值大于等于第一运行偏离阈值且小于第二运行偏离阈值或环境偏离值大于等于第一环境偏离阈值且小于第二环境偏离阈值中的一种或多种，则生成状态异常信号，若出现运行偏离值大于等于第二运行偏离阈值或环境偏离值大于等于第二环境偏离阈值的一种或多种，则生成状态警报信号，状态分析模块将状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号反馈至服务器，服务器将状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号发送至处理器，处理器依据状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号生成相应的亮灯指令加载至信号终端，信号终端接收到亮灯指令后进行亮灯工作。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置，权重系数和比例系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于权重系数和比例系数的大小，只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可。
以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (13)
1.基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，包括处理器和服务器，其特征在于，所述处理器通信连接有服务器；所述处理器连接有数据采集模块和信号终端，所述服务器连接有用户终端、设备分析模块、状态分析模块、环境监测模块以及运行监测模块，所述数据采集模块用于采集直流断路器的运行数据和直流断路器所在地的环境数据并发送至处理器，所述处理器将运行数据和环境数据发送至服务器，所述服务器将运行数据发送至运行监测模块、将环境数据发送至环境监测模块；所述用户终端用于工作人员输入直流断路器的设备信息并发送至服务器，所述服务器将设备信息发送至设备分析模块；
所述设备分析模块根据设备信息对直流断路器的使用情况进行分析，得到状态异常信号或直流断路器的监测等级反馈至服务器，服务器依据监测等级为直流断路器设定对应的监测时长、时间点数和监测次数并发送至运行监测模块和环境监测模块；所述运行监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和运行数据对直流断路器的运行状况进行分析，得到直流断路器运行时的运行偏离值反馈至服务器；所述环境监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和环境数据对直流断路器所在地的环境进行分析，得到直流断路器运行时的环境偏离值反馈至服务器，所述服务器将运行偏离值和环境偏离值发送至状态分析模块；
所述状态分析模块根据直流断路器运行时的运行偏离值和环境偏离值，生成状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号反馈至服务器，所述服务器将状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号发送至处理器，处理器依据状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号生成相应的亮灯指令加载至信号终端，信号终端接收到亮灯指令后进行亮灯工作。
2.根据权利要求1所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述设备信息包括直流断路器的生产时间、维修次数和有效使用时长；
所述设备分析模块根据设备信息对直流断路器的使用情况进行分析，得到状态异常信号或直流断路器的监测等级，具体包括：
获取直流断路器的生产时间、维修次数、有效使用时长和服务器的当前时间；
将服务器的当前时间减去直流断路器的生产时间得到直流断路器的投入使用时长；
将直流断路器的投入使用时长与有效使用时长进行比较，若投入使用时长大于等于有效使用时长，则生成状态异常信号；
若投入使用时长小于有效使用时长，则将有效使用时长减去投入使用时长，得到直流断路器的剩余使用时长；
根据投入使用时长、剩余使用时长和维修次数，计算得到直流断路器的设备监测值；
根据直流断路器的设备监测值，确定直流断路器的监测等级。
3.根据权利要求2所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述直流断路器的设备监测值根据以下公式计算：
式中，SZu为直流断路器的设备监测值，CWu为直流断路器的维修次数，TSu为直流断路器的投入使用时长，TYu为直流断路器的剩余使用时长，a1和a2均为固定数值的比例系数，且a1和a2的取值均大于零，e为自然常数。
4.根据权利要求2所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述根据直流断路器的设备监测值，确定直流断路器的监测等级，包括：
若直流断路器的设备监测值SZu＜X1，则直流断路器的监测等级为第三监测等级；
若X1≤SZu＜X2，则直流断路器的监测等级为第二监测等级；
若X2≤SZu，则直流断路器的监测等级为第一监测等级；
其中，X1和X2均为固定数值的设备监测阈值，且X1＜X2。
5.根据权利要求4所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述服务器依据监测等级为直流断路器设定对应的监测时长、时间点数和监测次数服务器，具体包括：
当直流断路器为第一监测等级时，则为直流断路器设定第一监测时长、第一时间点数和第一监测次数；
当直流断路器为第二监测等级时，则为直流断路器设定第二监测时长、第二时间点数和第二监测次数；
当直流断路器为第三监测等级时，则为直流断路器设定第三监测时长、第三时间点数和第三监测次数；
其中，第一监测时长大于第二监测时长，第二监测时长大于第三监测时长，第一时间点数大于第二时间点数，第二时间点数大于第三时间点数。
6.根据权利要求1所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述运行数据包括直流断路器的实时频率值、实时电压值和实时电流值；
所述运行监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和运行数据对直流断路器的运行状况进行分析，得到直流断路器运行时的运行偏离值，具体包括：
获取直流断路器对应的监测时长、时间点数和监测次数，根据所述时间点数在直流断路器每次监测时长内设定若干个时间点；
分别在各个时间点时获取直流断路器的实时频率值、实时电压值和实时电流值；
若满足实时频率值大于等于额定频率值、实时电压值大于等于额定电压值和实时电流值大于等于额定电流值中的一项或多项，计算每个时间点时的实时频率值与额定频率值的差值并取绝对值得到频率差值；计算每个时间点时的实时电压值与额定电压值的差值并取绝对值得到电压差值；计算每个时间点时的实时电流值与额定电流值的差值并取绝对值得到电流差值；
将所有时间点的频率差值、电压差值、电流差值相加求和除以时间点数得到直流断路器在监测时长内的频率均差值PLCuo、电压均差值DYCuo和电流均差值DLCuo，o＝1，2，……，x，x为正整数，o代表监测次数的编号；
若满足频率均差值处于频率波动范围区间外、电压均差值处于电压波动范围区间外和电流均差值处于电流波动范围区间外中的一项或多项，通过公式YPuo＝PLCuo×a1+DYCuo×a2+DLCuo×a3计算得到直流断路器在每次监测时长内的单次运行偏离值YPuo；式中，a1、a2和a3均为固定数值的权重系数，且a1、a2和a3的取值均大于零；
将每次监测时长内的单次运行偏离值相加求和除以监测次数得到直流断路器运行时的运行偏离值。
7.根据权利要求6所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述运行监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和运行数据对直流断路器的运行状况进行分析，得到直流断路器运行时的运行偏离值，还包括：
若同时满足实时频率值小于额定频率值、实时电压值小于额定电压值和实时电流值小于额定电流值，则不进行任何操作。
8.根据权利要求6所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述运行监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和运行数据对直流断路器的运行状况进行分析，得到直流断路器运行时的运行偏离值，还包括：
若频率均差值处于频率波动范围区间、电压均差值处于电压波动范围区间和电流均差值处于电流波动范围区间，则不进行任何操作。
9.根据权利要求1所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述环境数据包括直流断路器所在地的实时温度值、实时湿度值和实时灰尘度；
所述环境监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和环境数据对直流断路器所在地的环境进行分析，得到直流断路器运行时的环境偏离值，具体包括：
获取直流断路器对应的监测时长、时间点数和监测次数，根据所述时间点数在直流断路器每次监测时长内设定若干个时间点；
获取在各个时间点时直流断路器所在地的实时温度值、实时湿度值和实时灰尘度；
若满足实时温度值大于等于标准温度值、实时湿度值大于等于标准湿度值和实时灰尘度大于等于标准灰尘度中的一项或多项，计算每个时间点时的实时温度值与标准大于等于的差值并取绝对值得到温度差值；计算每个时间点时的实时湿度值与标准湿度值的差值并取绝对值得到湿度差值；计算每个时间点时的实时灰尘度与标准灰尘度的差值并取绝对值得到灰尘差值；
将所有时间点的温度差值、湿度差值和灰尘差值相加求和除以时间点数得到直流断路器在监测时长内的温度均差值WDCuo、湿度均差值SDCuo和灰尘均差值HCCuo，o＝1，2，……，x，x为正整数，o代表监测次数的编号；
若满足温度均差值处于温度波动范围区间外、湿度均差值处于湿度波动范围区间外和灰尘均差值处于灰尘波动范围区间外中的一项或多项，通过公式HPuo＝WDCuo×b1+SDCuo×b2+HCCuo×b3计算得到直流断路器在每次监测时长内的单次环境偏离值HPuo；式中，b1、b2和b3均为固定数值的权重系数，且b1、b2和b3的取值均大于零；
将每次监测时长内的单次环境偏差值相加求和除以监测次数得到直流断路器运行时的环境偏离值。
10.根据权利要求9所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述环境监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和环境数据对直流断路器所在地的环境进行分析，得到直流断路器运行时的环境偏离值，还包括：
若同时满足实时温度值小于标准温度值、实时湿度值小于标准湿度值和实时灰尘度小于标准灰尘度，则不进行任何操作。
11.根据权利要求9所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述环境监测模块根据监测时长、时间点数、监测次数和环境数据对直流断路器所在地的环境进行分析，得到直流断路器运行时的环境偏离值，还包括：若温度均差值处于温度波动范围区间、湿度均差值处于湿度波动范围区间和灰尘均差值处于灰尘波动范围区间，则不进行任何操作。
12.根据权利要求1所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述状态分析模块根据直流断路器运行时的运行偏离值和环境偏离值，生成状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号，具体包括：
若出现运行偏离值小于第一运行偏离阈值，且环境偏离值小于第一环境偏离阈值，则生成状态正常信号；
若出现运行偏离值大于等于第一运行偏离阈值且小于第二运行偏离阈值、环境偏离值大于等于第一环境偏离阈值且小于第二环境偏离阈值中的一种或多种，则生成状态异常信号；
若出现运行偏离值大于等于第二运行偏离阈值、环境偏离值大于等于第二环境偏离阈值的一种或多种，则生成状态警报信号。
13.根据权利要求1所述的基于电网资源业务中台的直流断路器设备状态分析系统，其特征在于，所述处理器依据状态正常信号、状态异常信号或状态警报信号生成相应的亮灯指令，具体为：
若处理器接收到状态正常信号，则生成绿色亮灯指令；
若处理器接收到状态异常信号，则生成橙色亮灯指令；
若处理器接收到状态警报信号，则生成红色亮灯指令。
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