CN115589070B - 一种基于云计算处理的电网风险预警方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于云计算处理的电网风险预警方法及系统，所述监测与预警系统包括：电网数据传输单元、电网数据综合预警单元、云端数据存储与调用单元、电网运行数据传感采集单元、电网运行数据校验单元；电网数据传输单元与电网数据综合预警单元相连接，电网数据综合预警单元还与云端数据存储与调用单元相连接，云端数据存储与调用单元还与电网运行数据传感采集单元相连接，电网运行数据传感采集单元还与电网运行数据校验单元相连接，电网运行数据校验单元进行合理性校验同时生成校验报告，并根据校验报告对电力数据进行监测与预警。采用本发明所提供的一种基于云计算处理的电网风险预警方法及系统能够提高电网监测与预警效率。

Description

一种基于云计算处理的电网风险预警方法及系统
技术领域
本发明涉及电网管理领域，尤其涉及一种基于云计算处理的电网风险预警方法及系统。
背景技术
电网是国家电网的重要组成部分，由于电网的跨度大，通常都会横跨数百公里，非常容易受各种环境的影响而导致供电故障。因此，需要定期对电网的运行状态进行监测与预警。
目前一般采用人工巡线方式来达到这一要求，但是电网纵横跨度大、分布地形复杂；线路状态参数种类繁多，很多环节不易人工发现，不能及时掌握线路状态。因此需要一种自动的、准确的、实时的监测与预警方式，来实现电网状态的全天候在线监测与预警与管理。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于云计算处理的电网风险预警方法及系统。
本发明所采用的技术方案是，一种基于云计算处理的电网风险预警系统，包括：电网数据传输单元、电网数据综合预警单元、云端数据存储与调用单元、电网运行数据传感采集单元、电网运行数据校验单元；
所述电网数据传输单元与所述电网数据综合预警单元相连接，所述电网数据传输单元用于管理电力生产与运行数据和电力使用与调度数据，并将所述电力生产与运行数据和所述电力使用与调度数据传输至所述电网数据综合预警单元；所述电力生产与运行数据包括电网数字完整度；所述电力使用与调度数据包括电力用量、调度时间及调度量、电力分布调整以及所述电力分布调整中所有的参数信息；
所述电网数据综合预警单元还与所述云端数据存储与调用单元相连接，所述电网数据综合预警单元用于向所述云端数据存储与调用单元下达运算命令；所述运算命令包括重组所述电力生产与运行数据以及根据所述电力使用与调度数据运算电力数据；重组的电力生产与运行数据带有认证标识；所述认证标识包括电网名称、电力数据时间列表标识、输送地名称、输送线路的距离、时间服务器序列号以及调度时间及调度量；
所述云端数据存储与调用单元还与所述电网运行数据传感采集单元相连接，所述云端数据存储与调用单元用于根据所述运算命令执行运算操作，分类存储电力数据；
所述电网运行数据传感采集单元还与所述电网运行数据校验单元相连接，所述电网运行数据传感采集单元用于对电网运行时的实时动态利用传感器进行采集，并生成电网热力图像，并将所述电网热力图像传输至所述电网运行数据校验单元；所述电网运行数据校验单元用于根据所述电网热力图像以及所述电力使用与调度数据进行合理性校验同时生成校验报告，并根据所述校验报告对电力数据进行监测与预警。
可选的，还包括：电力需求分析与计划单元，用于获取终端用户的电力消耗并分析出电力需求；所述电力消耗并分析出电力需求包括电力消耗规律、电力消耗时间以及电力消耗量；
认证标识生成单元，用于根据所述电力消耗并分析出电力需求生成认证标识。
可选的，还包括：认证标识识别单元，用于将所述认证标识嵌入至所述电力生产与运行数据，重组所述电力生产与运行数据确定带有认证标识的电力生产与运行数据。
可选的，所述电网运行数据校验单元具体包括：
认证标识获取单元，用于获取所述校验报告内的所述认证标识；
实时监测与预警单元，用于根据所述认证标识对电力数据进行监测与预警。
一种基于云计算处理的电网风险预警方法，包括：
管理电力生产与运行数据和电力使用与调度数据，并将所述电力生产与运行数据和所述电力使用与调度数据传输至所述电网数据综合预警单元；所述电力生产与运行数据包括电网数字完整度；所述电力使用与调度数据包括电力用量、调度时间及调度量、电力分布调整以及所述电力分布调整中所有的参数信息；
向所述云端数据存储与调用单元下达运算命令；所述运算命令包括重组所述电力生产与运行数据以及根据所述电力使用与调度数据运算电力数据；重组的电力生产与运行数据带有认证标识；所述认证标识包括电网名称、电力数据时间列表标识、输送地名称、输送线路的距离、时间服务器序列号以及调度时间及调度量；
根据所述运算命令执行运算操作，分类存储电力数据；
采集所述云端数据存储与调用单元时间的电网热力图像，并将所述电网热力图像传输至所述电网运行数据校验单元；所述电网运行数据校验单元用于根据所述电网热力图像以及所述电力使用与调度数据进行合理性校验同时生成校验报告，并根据所述校验报告对电力数据进行监测与预警。
可选的，所述将所述电力生产与运行数据和所述电力使用与调度数据传输至所述电网数据综合预警单元之后，还包括：
获取终端用户的电力消耗并分析出电力需求；所述电力消耗并分析出电力需求包括电力消耗规律、电力消耗时间以及电力消耗量；
根据所述电力消耗并分析出电力需求生成认证标识。
可选的，所述根据所述电力消耗并分析出电力需求生成认证标识之后，还包括：
将所述认证标识嵌入至所述电力生产与运行数据，重组所述电力生产与运行数据确定带有认证标识的电力生产与运行数据。
可选的，所述根据所述校验报告对电力数据进行监测与预警，具体包括：
获取所述校验报告内的所述认证标识；
根据所述认证标识对电力数据进行监测与预警。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种基于云计算处理的电网风险预警方法及系统，通过识别带有认证标识的电力生产与运行数据，能够自动监测与预警出指定的输送地是否在指定的电力数据前时间了指定的电网，省去了人工采集图片、手动上传图片、人工肉眼识别电网的步骤，大大提高了电网监测与预警效率。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种基于云计算处理的电网风险预警系统第一结构图；
图2为本发明所提供的一种基于云计算处理的电网风险预警系统第二结构图；
图3为本发明所提供的一种基于云计算处理的电网风险预警系统第三结构图；
图4为本发明所提供一种基于云计算处理的电网风险预警方法第一流程图；
图5为本发明所提供一种基于云计算处理的电网风险预警方法第二流程图；
图6为本发明所提供一种基于云计算处理的电网风险预警方法第三流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和有具体实施例对本申请作进一步详细说明。
本发明的目的是提供一种基于云计算处理的电网风险预警方法及系统，能够提高电网监测与预警效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图3所示，一种基于云计算处理的电网风险预警系统，包括：电网数据传输单元101、电网数据综合预警单元102、云端数据存储与调用单元103、电网运行数据传感采集单元104、电网运行数据校验单元105。
所述电网数据传输单元与所述电网数据综合预警单元相连接，所述电网数据传输单元用于管理电力生产与运行数据和电力使用与调度数据，并将所述电力生产与运行数据和所述电力使用与调度数据传输至所述电网数据综合预警单元；所述电力生产与运行数据包括电网数字完整度；所述电力使用与调度数据包括电力用量、调度时间及调度量、电力分布调整以及所述电力分布调整中所有的参数信息；电网数据传输单元包括电力生产与运行数据管理和电力使用与调度数据管理；其中电力生产与运行数据管理是指对电网数字完整度文件的管理；通过电力使用与调度数据可以确定电力数据与电力分布调整的对应关系，包括电力用量、调度时间及调度量、电力分布调整及电力分布调整中所有的参数信息。
所述电网数据综合预警单元还与所述云端数据存储与调用单元相连接，所述电网数据综合预警单元用于向所述云端数据存储与调用单元下达运算命令；所述运算命令包括重组所述电力生产与运行数据以及根据所述电力使用与调度数据运算电力数据；重组的电力生产与运行数据带有认证标识；所述认证标识包括电网名称、电力数据时间列表标识、输送地名称、输送线路的距离、时间服务器序列号以及调度时间及调度量；所述电网数据综合预警单元电网数据综合预警单元在该系统中主要用作电网包重组及电力数据运算。
所述云端数据存储与调用单元还与所述电网运行数据传感采集单元相连接，所述云端数据存储与调用单元用于根据所述运算命令执行运算操作，分类存储电力数据；云端数据存储与调用单元根据电网数据综合预警单元传输的数据及命令执行相应的运算操作。
按线路的用途来区分，电力线路主要分为配电线路和电网二种；配电线路是直接供电到用户的线路，电压较低，一般是指10kv高压线路和380v低压线路；电网是指连接二个公共变电站之间的线路，电压较高，一般是指35kv及以上电压等级的线路。
目前的配电等级，10kV及10kV以下；输电等级，10kV、20kV（也有）35kV，60kV，110kV,220kV,330kV,500kV,750kV，1000kV。电网载荷大，电压等级高；配电线路载荷小，电压等级低。
输电线承担传导电流的功能，必须具有足够的截面以保持合理的通流密度。输电线都是处在高电位。为了减小电晕放电引起的电能损耗和电磁干扰，输电线还应具有较大的曲率半径。超高压电网，由于输送容量大，工作电压高，多采用分裂输电线（即用多根输电线组成一相输电线。2分裂、3分裂或4分裂输电线使用最多。特高压电网则采用6、8、10或12分裂输电线）。架空地线（又称避雷线）主要用于防止架空线路遭受雷闪袭击所引起的事故，它与接地装置共同起防雷作用。绝缘子串是由单个悬式绝缘子串接而成，需满足绝缘强度和机械强度的要求。主要根据不同的电压等级来确定每串绝缘子的个数，也可以用棒式绝缘子串接。对于特殊地段的架空线路，如污秽地区，还需采用特别型号的绝缘子串。杆塔是架空线路的主要支撑结构，多由钢筋混凝土或钢材构成，根据机械强度和电绝缘强度的要求进行结构设计。
所述电网运行数据传感采集单元还与所述电网运行数据校验单元相连接，所述电网运行数据传感采集单元用于对电网运行时的实时动态利用传感器进行采集，并生成电网热力图像，并将所述电网热力图像传输至所述电网运行数据校验单元；所述电网运行数据校验单元用于根据所述电网热力图像以及所述电力使用与调度数据进行合理性校验同时生成校验报告，并根据所述校验报告对电力数据进行监测与预警。电网运行数据传感采集单元用于采集云端数据存储与调用单元中屏幕上的画面；电网运行数据校验单元根据采集到的图片信息及电力使用与调度数据生成最终的校验报告；一种基于云计算处理的电网风险预警系统的工作流程为电力生产与运行数据及电压调度下发、电网包重组、排期生成、电网时间画面采集、图片上传、数据分析。
电网及电压调度下发，电网数据传输单元在导入新的电网文件之后，会根据电网所投放的输送地自动下发到对应的输送地电网数据综合预警单元中，电力使用与调度数据也会自动传输到对应的输送地电网数据综合预警单元中；同时电网数据传输单元会将电力使用与调度数据传输到电网运行数据校验单元，用于后续进行合理性校验同时生成校验报告使用。
电网包重组包括：1、调度算法生成，2、电网DCP重新组包，3、排期生成，4、电网时间画面采集，5、图片上传，6、数据分析。
1、调度算法生成，电网数据综合预警单元接收到电网数据传输单元下发的电力使用与调度数据之后，根据电力消耗规律，针对每个电网通过调用目前已经成熟的调度算法生成一个唯一的认证标识。该认证标识中信息包含：电网名称、电网、输送地名称、输送线路的距离、时间服务器序列号、调度时间及调度量。
具体算法是：调度算法生成算法中采用目前被广泛使用的QR(Quick-Response)code，在电网数据综合预警单元平台中使用java编程，需要调用jar包-QRCode.jar。
在java类定义中需要添加“ package qrcode；”，在编程过程中调用QRCode的库函数-qRCodeCommon(String content ,String imgType ,int size)，其中String content为需要编码的字符串，即认证标识中包含的信息：电网名称、电网、输送地名称、输送线路的距离、时间服务器序列号、调度时间及调度量；String imgType为需要输出的图片格式，intsize为生成的调度算法尺寸大小。
调用QR code生成的调度算法图片保存到指定的路径中，以备DCP重组时使用。
2、电网DCP重新组包，电网数据综合预警单元在接收到电网数据传输单元下发的DCP文件之后，电网数据综合预警单元通过调用目前已经成熟的OpenCV算法，在原始DCP的每帧数据中添加认证标识，最后输出新的电网DCP'文件，如图3所示。
具体算法是：通过javaCV库和openCV库处理视频文件，其中javaCV部分负责电网DCP文件读取和Frame、Mat转换操作，openCV负责图像加载、图像保存以及图像叠加、透明度处理。
1)在读取的视频流中取一帧视频，并转换成Mat。
Matmat＝converter.convertToMat(grabber.grabFrame( ))
2)定义调度算法图像复制的位置及调度算法图像大小。
Mat qrcode＝opencv_imgcodecs .imread("qrcode .png")；
"qrcode .png"为调度算法图片名称，该函数用作读取调度算法图片数据到内存中。
该函数用于定于调度算法将要复制到视频帧画面的位置和大小。
3)将2)定义的调度算法图像复制到每一帧视频画面中。
opencv_core .addWeighted(ROI ,0.2,qrcode ,0.8,0.0,ROI)；
ROI、qrcode为2)中定义的调度算法属性值。
0.2为调度算法的图像透明第一权重值，0.8为调度算法的图像透明第二权重值
4)最后电网数据综合预警单元会将新生成的电网DCP'文件下发到电网数据综合预警单元服务器中。
3、排期生成，电网数据综合预警单元在接收到电力使用与调度数据之后，根据销售点(Point of sale，POS)排期信息自动生成输送地排期，并将该排期下发到对应厅的时间服务器中；POS排期为在终端用户由需求员或者其他操作人员手动排列的需求计划。
4、电网时间画面采集，时间服务器在排期开始时间之后，图像会通过需求机投放到电线杆屏幕上，其中电网画面指定位置上便会出现一个唯一的认证标识。在该时间过程中需要记录时间画面以备后续电网运行数据校验单元使用。
目前记录电网过程可以采用如下两种方法：
1)通过人工拍摄的方法，使用数码设备拍摄带有认证标识的电网画面。
2)通过在电线杆安装自动拍摄设备，对电线杆屏幕画面进行自动拍摄。
5、图片上传，1)通过人工拍摄的方法，使用手动方式将拍摄的照片上传到指定的电网运行数据校验单元。2)通过在电线杆安装自动拍摄设备的方法，自动拍摄设备可以将拍摄照片自动上传到指定的电网运行数据校验单元。
6、数据分析，电网运行数据校验单元在收集到上传的带有认证标识的图片之后，调用认证标识识别程序，便可以读取到认证标识中包含的信息，并将该信息保存到电网信息数据库中。
电网数据传输单元传输到电网运行数据校验单元的电力使用与调度数据已经存在于电网信息数据库中；电网数据传输单元将识别到的认证标识中的信息和本地的电力使用与调度数据进行对比。
最后电网运行数据校验单元会根据检测结果自动生成一份检测报告，该检测报告会添加生成监测与预警报告过程中使用到的图片作为报告附件；电网商或者电网运营商可以直接通过该报告了解到电网的时间情况。
如图4至图6所示，一种基于云计算处理的电网风险预警方法，包括：
步骤401：管理电力生产与运行数据和电力使用与调度数据，并将所述电力生产与运行数据和所述电力使用与调度数据传输至所述电网数据综合预警单元；所述电力生产与运行数据包括电网数字完整度；所述电力使用与调度数据包括电力用量、调度时间及调度量、电力分布调整以及所述电力分布调整中所有的参数信息。
所述步骤401之后，还包括：获取终端用户的电力消耗并分析出电力需求；所述电力消耗并分析出电力需求包括电力消耗规律、电力消耗时间以及电力消耗量；根据所述电力消耗并分析出电力需求生成认证标识；将所述认证标识嵌入至所述电力生产与运行数据，重组所述电力生产与运行数据确定带有认证标识的电力生产与运行数据。
步骤402：向所述云端数据存储与调用单元下达运算命令；所述运算命令包括重组所述电力生产与运行数据以及根据所述电力使用与调度数据运算电力数据；重组的电力生产与运行数据带有认证标识；所述认证标识包括电网名称、电力数据时间列表标识、输送地名称、输送线路的距离、时间服务器序列号以及调度时间及调度量。
步骤403：根据所述运算命令执行运算操作，分类存储电力数据。
步骤404：采集所述云端数据存储与调用单元时间的电网热力图像，并将所述电网热力图像传输至所述电网运行数据校验单元；所述电网运行数据校验单元用于根据所述电网热力图像以及所述电力使用与调度数据进行合理性校验同时生成校验报告，并根据所述校验报告对电力数据进行监测与预警。
步骤404之后，还包括：获取所述校验报告内的所述认证标识；根据所述认证标识对电力数据进行监测与预警。
在传统的电网监测与预警时间系统中，采用人工采集图片、手动上传图片、人工肉眼识别电网这三个步骤。在这过程中，不单效率较为低下，而且可能存在肉眼无法识别的情况，这都会大大的降低电网调度系统的性能。
本发明所提供的电网监测与预警系统及方法在电网中添加认证标识之后，输送地在时间过程中出现的电网画面中就会包含该认证标识；只要拍摄到该电网在时间中任意时刻的照片，该照片中就会包含该认证标识信息；电网数据传输单元在收集到照片之后，通过解析认证标识就可以迅速的分析出该照片对应的电网名称、输送地、电线杆、正片、场次等所有跟电网时间相关的信息，所以，无论是电网监测与预警效率还是电网监测与预警准确度，该方法都是远远优于现有电网时间监测与预警系统。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种基于云计算处理的电网风险预警系统，其特征在于，该系统包括：
电网数据传输单元，用于管理电力生产与运行数据和电力使用与调度数据，并将所述电力生产与运行数据和所述电力使用与调度数据传输至所述电网数据综合预警单元；
所述电力生产与运行数据包括电网数字完整度；所述电力使用与调度数据包括电力用量、调度时间及调度量、电力分布调整以及所述电力分布调整中所有的参数信息；
电网数据综合预警单元，用于向云端数据存储与调用单元下达运算命令，所述运算命令包括重组所述电力生产与运行数据以及根据所述电力使用与调度数据运算电力数据，重组的电力生产与运行数据带有认证标识；
云端数据存储与调用单元，用于根据所述运算命令执行运算操作，分类存储电力数据；
所述认证标识包括电网名称、电力数据时间列表标识、输送地名称、输送线路的距离、时间服务器序列号以及调度时间及调度量；
电网运行数据传感采集单元，采集所述云端数据存储与调用单元时间的电网热力图像，并将所述电网热力图像传输至所述电网运行数据校验单元；
电网运行数据校验单元，用于根据所述电网热力图像以及所述电力使用与调度数据进行合理性校验同时生成校验报告，并根据所述校验报告对电力数据进行监测与预警；
该系统还包括：
电力需求分析与计划单元，用于获取终端用户的电力消耗并分析出电力需求；
所述电力消耗并分析出电力需求包括电力消耗规律、电力消耗时间以及电力消耗量；
认证标识生成单元，用于根据所述电力消耗并分析出电力需求生成认证标识；
还包括：
认证标识识别单元，用于将所述认证标识嵌入至所述电力生产与运行数据，重组所述电力生产与运行数据确定带有认证标识的电力生产与运行数据；
所述电网运行数据校验单元具体包括：
认证标识获取单元，用于获取所述校验报告内的所述认证标识；
所述电网运行数据校验单元具体包括实时监测与预警单元，用于根据所述认证标识对电力数据进行监测与预警。
2.一种基于云计算处理的电网风险预警方法，使用如权利要求1所述的基于云计算处理的电网风险预警系统，其特征在于，该方法包括：
管理电力生产与运行数据和电力使用与调度数据，并将所述电力生产与运行数据和所述电力使用与调度数据传输至所述电网数据综合预警单元；所述电力生产与运行数据包括电网数字完整度；所述电力使用与调度数据包括电力用量、调度时间及调度量、电力分布调整以及所述电力分布调整中所有的参数信息；
向所述云端数据存储与调用单元下达运算命令；所述运算命令包括重组所述电力生产与运行数据以及根据所述电力使用与调度数据运算电力数据；重组的电力生产与运行数据带有认证标识；所述认证标识包括电网名称、电力数据时间列表标识、输送地名称、输送线路的距离、时间服务器序列号以及调度时间及调度量；
根据所述运算命令执行运算操作，分类存储电力数据；
采集所述云端数据存储与调用单元时间的电网热力图像，并将所述电网热力图像传输至所述电网运行数据校验单元；
所述电网运行数据校验单元用于根据所述电网热力图像以及所述电力使用与调度数据进行合理性校验同时生成校验报告，并根据所述校验报告对电力数据进行监测与预警；
所述将所述电力生产与运行数据和所述电力使用与调度数据传输至所述电网数据综合预警单元之后，还包括：
获取终端用户的电力消耗并分析出电力需求；所述电力消耗并分析出电力需求包括电力消耗规律、电力消耗时间以及电力消耗量；
根据所述电力消耗并分析出电力需求生成认证标识；
所述根据所述电力消耗并分析出电力需求生成认证标识之后，还包括：
将所述认证标识嵌入至所述电力生产与运行数据，重组所述电力生产与运行数据确定带有认证标识的电力生产与运行数据；
所述根据所述校验报告对电力数据进行监测与预警，具体包括：
获取所述校验报告内的所述认证标识；
根据所述认证标识对电力数据进行监测与预警。
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