CN115389854B - 一种直流电源供电系统的安全监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于供电系统领域，涉及数据分析技术，用于解决现有的电源供电系统的安全监测系统无法对导致不稳定的内部原因与外部原因进行综合分析的问题，具体是一种直流电源供电系统的安全监测系统及方法，包括安全监测平台，所述安全监测平台通信连接有供电监测模块、环境检测模块、电网监控模块以及存储模块；所述供电监测模块用于对直流供电系统的输电线路的供电稳定性进行监控分析；本发明通过供电监测模块可以对供电系统的输电线路进行监控，通过周期内分时段监测方式，可以对输电线路的稳定性进行监测，进而在输电线路稳定性异常时及时进行预警，并根据输电线路稳定性异常的特征对监测周期进行标记。
Description
技术领域
本发明属于供电系统领域，涉及数据分析技术，具体是一种直流电源供电系统的安全监测系统及方法。
背景技术
供电系统就是由电源系统和输配电系统组成的产生电能并供应和输送给用电设备的系统，确定供电系统的一般原则是：供电可靠，操作方便、运行安全灵活，经济合理，具有发展的可能性。
现有的供电系统的在监测到输电线路不稳定时，无法对导致不稳定的内部原因与外部原因进行综合分析，进而导致异常处理效率低下，外部因素排查与内部因素排查无法进行结合，导致异常排查结果精确性不高。
针对上述技术问题，本申请提出了一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流电源供电系统的安全监测系统及方法，用于解决现有的电源供电系统的安全监测系统无法对导致不稳定的内部原因与外部原因进行综合分析的问题；
本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以对导致不稳定的内部原因与外部原因进行综合分析的电源供电系统的安全监测系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种直流电源供电系统的安全监测系统，包括安全监测平台，所述安全监测平台通信连接有供电监测模块、环境检测模块、电网监控模块以及存储模块；
所述供电监测模块用于对直流供电系统的输电线路的供电稳定性进行监控分析：设定监测周期，将监测周期分割为若干个监测时段，获取监测时段内的输电线路电压最大值与电压最小值，将监测时段内输电线路电压最大值与电压最小值的差值标记为压差值，对监测周期内所有监测时段的压差值进行求和取平均值得到监测周期的压差系数，将监测时段内输电线路的电压平均值标记为压均值，对监测周期内所有监测时段的压均值进行求和取平均值得到压均系数；通过存储模块获取到压差阈值与压均阈值，将压差系数、压均系数分别与压差阈值、压均阈值进行比较并通过比较结果将监测周期标记为稳定周期、波动周期或低压周期；
所述环境检测模块用于对波动周期进行环境检测，将波动周期内输电线路不稳定的原因标记为环境异常或磁场影响；
所述电网监控模块用于对低压周期进行低压检测，将低压周期内输电线路不稳定的原因标记为新旧不匹配、新设备安装异常或设备老化。
作为本发明的一种优选实施方式，压差系数、压均系数分别与压差阈值、压均阈值进行比较的具体过程包括：若压差系数小于压差阈值且压均系数大于等于压均阈值，则判定监测周期内的输电线路供电稳定性满足要求，将对应的监测周期标记为稳定周期；若压差系数大于等于压差阈值且压均系数大于等于压均阈值，则判定监测周期内的输电线路供电稳定性不满足要求，将对应的监测周期标记为波动周期，供电监测模块将波动周期发送至环境检测模块；若压均系数小于压均阈值，则判定检测周期内的输电线路供电稳定性不满足要求，将对应的检测周期标记为低压周期，供电监测模块将低压周期发送至电网监控模块。
作为本发明的一种优选实施方式，环境检测模块对波动周期进行环境检测的具体过程包括：获取波动周期内的温度数据WD、湿度数据SD以及风力数据FL，通过对温度数据WD、湿度数据SD以及风力数据FL进行数值计算得到波动周期内的环境系数HJ；通过存储模块获取到环境阈值HJmax，将环境系数HJ与环境阈值HJmax进行比较并通过比较结果对导致波动周期内输电线路不稳定的原因进行判定。
作为本发明的一种优选实施方式，波动周期内温度数据WD的获取过程包括：获取监测时段内输电线路外部环境的空气温度最大值与温度最小值，将温度最大值与温度最小值的差值标记为监测时段内的温差值，对所有监测时段内的温差值进行求和取平均值得到波动周期的温度数据WD；波动周期内湿度数据SD的获取过程包括：获取监测时段内输电线路外部环境的空气湿度最大值，对所有监测时段内的湿度最大值进行求和取平均值得到湿度数据SD；波动周期内的风力数据FL的获取过程包括：获取监测时段内的最大风力等级，对所有监测时段内的最大风力等级进行求和取平均值得到波动周期的风力数据FL。
作为本发明的一种优选实施方式，环境系数HJ与环境阈值HJmax进行比较的过程包括：若环境系数HJ小于环境阈值HJmax，则判定供电线路稳定性不满足要求的原因为磁场影响，环境检测模块将磁场影响信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到磁场影响信号后将磁场影响信号发送至管理人员的手机终端；若环境系数HJ大于等于环境阈值HJmax，则判定供电线路稳定性不满足要求的原因为环境异常，环境检测模块将环境异常信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到环境异常信号后将环境异常信号发送至管理人员的手机终端。
作为本发明的一种优选实施方式，电网监控模块对低压周期进行低压检测：将供电系统的配电地区分割为若干个配电区域，获取配电区域内配电设备的安装时间，将当前系统时间与配电区域内配电设备的安装时间的差值标记为安装时长，将所有配电区域内配电设备的安装时长建立安装集合，对安装集合进行方差计算得到配合系数，通过存储模块获取到配合阈值，将配合系数与配合阈值进行比较：若配合系数大于等于配合阈值，则将输电线路稳定性不满足要求的原因判定为新旧不匹配，电网监控模块将新旧不匹配信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到新旧不匹配信号后将新旧不匹配信号发送至管理人员的手机终端；若配合系数小于配合阈值，则对配电设备进行深度分析。
作为本发明的一种优选实施方式，对配电设备进行深度分析的具体过程包括：将配电设备的安装时长进行求和取平均值得到安装表现值，通过存储模块获取到安装表现阈值，将安装表现值与安装表现阈值进行比较：若安装表现值小于安装表现阈值，则判定输电线路稳定性不满足要求的原因为新设备安装异常，电网监控模块将安装检测信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到安装检测信号后将安装检测信号发送至管理人员的手机终端；若安装表现值大于等于安装表现阈值，则判定输电线路稳定性不满足要求的原因为设备老化，电网监控模块将设备更新信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到设备更新信号后将设备更新信号发送至管理人员的手机终端。
一种直流电源供电系统的安全监测方法，包括以下步骤：
步骤一：对直流供电系统的输电线路的供电稳定性进行监控分析：设定监测周期，获取检测周期内的压均系数与压差系数，通过压差系数与压均系数的数值大小将检测周期标记为稳定周期、波动周期或低压周期，据输电线路稳定性异常的特征对监测周期进行标记，便于通过标记结果对监测周期进行异常因素排查；
步骤二：对波动周期进行环境检测：获取波动周期内的温度数据WD、湿度数据SD以及风力数据FL并进行数值计算得到环境系数HJ，通过环境系数的数值大小将波动周期的输电线路稳定性不满足要求的原因标记为磁场影响或环境异常，通过环境系数的数值大小对异常因素进行判定，在进行外部异常因素处理时可以提高处理效率；
步骤三：对低压周期进行低压检测：将供电系统的配电地区分割为若干个配电区域，通过对配电区域内配电设备的安装时间进行分析将低压周期内输电线路的稳定性不满足要求的原因标记为新旧不匹配、新设备安装异常或设备老化，可以针对不同情况对输电设备进行检修，提高异常处理效率。
本发明具备下述有益效果：
1、通过供电监测模块可以对供电系统的输电线路进行监控，通过周期内分时段监测方式，可以对输电线路的稳定性进行监测，进而在输电线路稳定性异常时及时进行预警，并根据输电线路稳定性异常的特征对监测周期进行标记，便于通过标记结果对监测周期进行异常因素排查；
2、通过环境检测模块可以对稳定性异常的输电线路进行外部因素排查，结合温度差异性、环境湿度以及风力影响等因素进行综合分析得到环境系数，进而通过环境系数的数值大小对异常因素进行判定，在进行外部异常因素处理时可以提高处理效率；
3、通过电网监控模块可以对稳定性异常的输电线路进行内部因素排查，结合配电区域内配电设备的安装时长进行分析，将内部异常因素的排查结果判定为新旧不匹配、新设备安装异常或设备老化，从而可以针对不同情况对输电设备进行检修，提高异常处理效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的系统框图；
图2为本发明实施例二的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，一种直流电源供电系统的安全监测系统，包括安全监测平台，安全监测平台通信连接有供电监测模块、环境检测模块、电网监控模块以及存储模块。
供电监测模块用于对直流供电系统的输电线路的供电稳定性进行监控分析：设定监测周期，将监测周期分割为若干个监测时段，获取监测时段内的输电线路电压最大值与电压最小值，将监测时段内输电线路电压最大值与电压最小值的差值标记为压差值，对监测周期内所有监测时段的压差值进行求和取平均值得到监测周期的压差系数，将监测时段内输电线路的电压平均值标记为压均值，对监测周期内所有监测时段的压均值进行求和取平均值得到压均系数；通过存储模块获取到压差阈值与压均阈值，将压差系数、压均系数分别与压差阈值、压均阈值进行比较：若压差系数小于压差阈值且压均系数大于等于压均阈值，则判定监测周期内的输电线路供电稳定性满足要求，将对应的监测周期标记为稳定周期；若压差系数大于等于压差阈值且压均系数大于等于压均阈值，则判定监测周期内的输电线路供电稳定性不满足要求，将对应的监测周期标记为波动周期，供电监测模块将波动周期发送至环境检测模块；若压均系数小于压均阈值，则判定检测周期内的输电线路供电稳定性不满足要求，将对应的检测周期标记为低压周期，供电监测模块将低压周期发送至电网监控模块；对供电系统的输电线路进行监控，通过周期内分时段监测方式，可以对输电线路的稳定性进行监测，进而在输电线路稳定性异常时及时进行预警，并根据输电线路稳定性异常的特征对监测周期进行标记，便于通过标记结果对监测周期进行异常因素排查。
环境检测模块用于接收到波动周期后对波动周期进行环境检测：获取波动周期内的温度数据WD、湿度数据SD以及风力数据FL，波动周期内温度数据WD的获取过程包括：获取监测时段内输电线路外部环境的空气温度最大值与温度最小值，将温度最大值与温度最小值的差值标记为监测时段内的温差值，对所有监测时段内的温差值进行求和取平均值得到波动周期的温度数据WD；波动周期内湿度数据SD的获取过程包括：获取监测时段内输电线路外部环境的空气湿度最大值，对所有监测时段内的湿度最大值进行求和取平均值得到湿度数据SD；波动周期内的风力数据FL的获取过程包括：获取监测时段内的最大风力等级，对所有监测时段内的最大风力等级进行求和取平均值得到波动周期的风力数据FL；通过公式HJ=（α1*WD+α2*SD+α3*FL）/（α1+α2+α3）得到波动周期内的环境系数HJ，其中α1、α2以及α3均为比例系数，且α1＞α2＞α3＞1；通过存储模块获取到环境阈值HJmax，将环境系数HJ与环境阈值HJmax进行比较：若环境系数HJ小于环境阈值HJmax，则判定供电线路稳定性不满足要求的原因为磁场影响，环境检测模块将磁场影响信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到磁场影响信号后将磁场影响信号发送至管理人员的手机终端；若环境系数HJ大于等于环境阈值HJmax，则判定供电线路稳定性不满足要求的原因为环境异常，环境检测模块将环境异常信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到环境异常信号后将环境异常信号发送至管理人员的手机终端；对稳定性异常的输电线路进行外部因素排查，结合温度差异性、环境湿度以及风力影响等因素进行综合分析得到环境系数，进而通过环境系数的数值大小对异常因素进行判定，在进行外部异常因素处理时可以提高处理效率。
电网监控模块用于接收到低压周期后对低压周期进行低压检测：将供电系统的配电地区分割为若干个配电区域，获取配电区域内配电设备的安装时间，将当前系统时间与配电区域内配电设备的安装时间的差值标记为安装时长，将所有配电区域内配电设备的安装时长建立安装集合，对安装集合进行方差计算得到配合系数，通过存储模块获取到配合阈值，将配合系数与配合阈值进行比较：若配合系数大于等于配合阈值，则将输电线路稳定性不满足要求的原因判定为新旧不匹配，电网监控模块将新旧不匹配信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到新旧不匹配信号后将新旧不匹配信号发送至管理人员的手机终端；若配合系数小于配合阈值，则对配电设备进行深度分析：将配电设备的安装时长进行求和取平均值得到安装表现值，通过存储模块获取到安装表现阈值，将安装表现值与安装表现阈值进行比较：若安装表现值小于安装表现阈值，则判定输电线路稳定性不满足要求的原因为新设备安装异常，电网监控模块将安装检测信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到安装检测信号后将安装检测信号发送至管理人员的手机终端；若安装表现值大于等于安装表现阈值，则判定输电线路稳定性不满足要求的原因为设备老化，电网监控模块将设备更新信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到设备更新信号后将设备更新信号发送至管理人员的手机终端；对稳定性异常的输电线路进行内部因素排查，结合配电区域内配电设备的安装时长进行分析，将内部异常因素的排查结果判定为新旧不匹配、新设备安装异常或设备老化，从而可以针对不同情况对输电设备进行检修，提高异常处理效率。
实施例二
如图2所示，一种直流电源供电系统的安全监测方法，包括以下步骤：
步骤一：对直流供电系统的输电线路的供电稳定性进行监控分析：设定监测周期，获取检测周期内的压均系数与压差系数，通过压差系数与压均系数的数值大小将检测周期标记为稳定周期、波动周期或低压周期；
步骤二：对波动周期进行环境检测：获取波动周期内的温度数据WD、湿度数据SD以及风力数据FL并进行数值计算得到环境系数HJ，通过环境系数的数值大小将波动周期的输电线路稳定性不满足要求的原因标记为磁场影响或环境异常；
步骤三：对低压周期进行低压检测：将供电系统的配电地区分割为若干个配电区域，通过对配电区域内配电设备的安装时间进行分析将低压周期内输电线路的稳定性不满足要求的原因标记为新旧不匹配、新设备安装异常或设备老化。
一种直流电源供电系统的安全监测系统及方法，工作时，对直流供电系统的输电线路的供电稳定性进行监控分析：设定监测周期，获取检测周期内的压均系数与压差系数，通过压差系数与压均系数的数值大小将检测周期标记为稳定周期、波动周期或低压周期，分别对波动周期、低压周期进行外部因素排查分析、内部因素排查分析并将排查分析结果发送至管理人员的手机终端，以便于后续的异常处理。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式HJ=（α1*WD+α2*SD+α3*FL）/（α1+α2+α3）；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的环境系数；将设定的环境系数和采集的样本数据代入公式，任意三个公式构成三元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1、α2以及α3的取值分别为5.68、3.54和2.19；
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，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的环境系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如环境系数与温度数据的数值成正比。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (4)
1.一种直流电源供电系统的安全监测系统，包括安全监测平台，其特征在于，所述安全监测平台通信连接有供电监测模块、环境检测模块、电网监控模块以及存储模块；
所述供电监测模块用于对直流供电系统的输电线路的供电稳定性进行监控分析：设定监测周期，将监测周期分割为若干个监测时段，获取监测时段内的输电线路电压最大值与电压最小值，将监测时段内输电线路电压最大值与电压最小值的差值标记为压差值，对监测周期内所有监测时段的压差值进行求和取平均值得到监测周期的压差系数，将监测时段内输电线路的电压平均值标记为压均值，对监测周期内所有监测时段的压均值进行求和取平均值得到压均系数；通过存储模块获取到压差阈值与压均阈值，将压差系数、压均系数分别与压差阈值、压均阈值进行比较并通过比较结果将监测周期标记为稳定周期、波动周期或低压周期；
所述环境检测模块用于对波动周期进行环境检测，将波动周期内输电线路不稳定的原因标记为环境异常或磁场影响；
所述电网监控模块用于对低压周期进行低压检测，将低压周期内输电线路不稳定的原因标记为新旧不匹配、新设备安装异常或设备老化；
压差系数、压均系数分别与压差阈值、压均阈值进行比较的具体过程包括：若压差系数小于压差阈值且压均系数大于等于压均阈值，则判定监测周期内的输电线路供电稳定性满足要求，将对应的监测周期标记为稳定周期；若压差系数大于等于压差阈值且压均系数大于等于压均阈值，则判定监测周期内的输电线路供电稳定性不满足要求，将对应的监测周期标记为波动周期，供电监测模块将波动周期发送至环境检测模块；若压均系数小于压均阈值，则判定检测周期内的输电线路供电稳定性不满足要求，将对应的检测周期标记为低压周期，供电监测模块将低压周期发送至电网监控模块；
电网监控模块对低压周期进行低压检测：将供电系统的配电地区分割为若干个配电区域，获取配电区域内配电设备的安装时间，将当前系统时间与配电区域内配电设备的安装时间的差值标记为安装时长，将所有配电区域内配电设备的安装时长建立安装集合，对安装集合进行方差计算得到配合系数，通过存储模块获取到配合阈值，将配合系数与配合阈值进行比较：若配合系数大于等于配合阈值，则将输电线路稳定性不满足要求的原因判定为新旧不匹配，电网监控模块将新旧不匹配信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到新旧不匹配信号后将新旧不匹配信号发送至管理人员的手机终端；若配合系数小于配合阈值，则对配电设备进行深度分析；
对配电设备进行深度分析的具体过程包括：将配电设备的安装时长进行求和取平均值得到安装表现值，通过存储模块获取到安装表现阈值，将安装表现值与安装表现阈值进行比较：若安装表现值小于安装表现阈值，则判定输电线路稳定性不满足要求的原因为新设备安装异常，电网监控模块将安装检测信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到安装检测信号后将安装检测信号发送至管理人员的手机终端；若安装表现值大于等于安装表现阈值，则判定输电线路稳定性不满足要求的原因为设备老化，电网监控模块将设备更新信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到设备更新信号后将设备更新信号发送至管理人员的手机终端。
2.根据权利要求1所述的一种直流电源供电系统的安全监测系统，其特征在于，环境检测模块对波动周期进行环境检测的具体过程包括：获取波动周期内的温度数据WD、湿度数据SD以及风力数据FL，通过对温度数据WD、湿度数据SD以及风力数据FL进行数值计算得到波动周期内的环境系数HJ；通过存储模块获取到环境阈值HJmax，将环境系数HJ与环境阈值HJmax进行比较并通过比较结果对导致波动周期内输电线路不稳定的原因进行判定。
3.根据权利要求2所述的一种直流电源供电系统的安全监测系统，其特征在于，波动周期内温度数据WD的获取过程包括：获取监测时段内输电线路外部环境的空气温度最大值与温度最小值，将温度最大值与温度最小值的差值标记为监测时段内的温差值，对所有监测时段内的温差值进行求和取平均值得到波动周期的温度数据WD；波动周期内湿度数据SD的获取过程包括：获取监测时段内输电线路外部环境的空气湿度最大值，对所有监测时段内的湿度最大值进行求和取平均值得到湿度数据SD；波动周期内的风力数据FL的获取过程包括：获取监测时段内的最大风力等级，对所有监测时段内的最大风力等级进行求和取平均值得到波动周期的风力数据FL。
4.根据权利要求2所述的一种直流电源供电系统的安全监测系统，其特征在于，环境系数HJ与环境阈值HJmax进行比较的过程包括：若环境系数HJ小于环境阈值HJmax，则判定供电线路稳定性不满足要求的原因为磁场影响，环境检测模块将磁场影响信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到磁场影响信号后将磁场影响信号发送至管理人员的手机终端；若环境系数HJ大于等于环境阈值HJmax，则判定供电线路稳定性不满足要求的原因为环境异常，环境检测模块将环境异常信号发送至安全监测平台，安全监测平台接收到环境异常信号后将环境异常信号发送至管理人员的手机终端。
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