CN115693911A - 一种配电网的设备状态感知系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电网的设备状态感知系统，其特征在于，包括：设备状态感知模块对配电网设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息进行实时监测，并与A/D采样模块输入端连接，将配电网设备数据传输到A/D采样模块，A/D采样模块的输出端与A/D转换模块的输入端相连，A/D转换模块的输出端与数据处理模块的输入端相连，数据处理模块与无线通讯模块互传，数据处理模块依次通过无线通讯模块、中继基站与数据中心平台远程互传；电池模块，对系统进行供电。本发明对配电网设备状态进行的实时监测和预警诊断，提前做好相应的故障预判、设备检修工作，从而提高了设备检修、自动诊断和安全运行水平；通过识别标签辅助设备定位，实现精准定位。
Description
技术领域
本发明涉及电网设备状态感知领域，特别涉及一种配电网的设备状态感知系统。
背景技术
对于电力设备检修而言，在推广电力设备状态感知系统之前，传统的配电设备状态评估中应用最为广泛的是基于时间的定期检修模式，在检修日期当天需要停电，检修人员需要前往设备所在地，对设备进行检修，并通过纸质报告的形式存储数据，停电时间影响了电力系统正常运转和居民用电，且定期检修模式的检修效率很低，纸质存储数据不利于检索，随着社会进步，科技发展，电网设备数量越来越多，传统的定期检修模式已经不适合，亟待一种全新的模式可以在短时间内获取电网设备的在线状态信息，同时对获取的庞大数据进行有效分析和利用。在申请号为CN202111669712.9的中国专利公开了一种配电网设备运行状态监控系统，通过传感器、智能开关配合故障研判辅助装置来实现对配电网设备运行状态监测，不能应对庞大的数据，且数据不可视，不能根据设备历史状态数据推测设备将来状态，做不到防患未然。
在电力设备状态监测和巡检管理方面：对电力设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息进行的实时监测和预警诊断，提前做好相应的故障预判、设备检修等工作，从而提高了设备检修、自动诊断和安全运行水平。通过识别标签辅助设备定位，实现到位监督，指导巡检人员执行标准化和规范化的工作流程。通过数据中心平台，与部署的传感节点、后台信息系统可以实现设备和巡检信息的即时交互，可监控设备运行环境，掌握运行状态信息，有利于故障设备的及时检修进行辅助状态检修和标准化作业指导。
发明内容
本发明主要解决了电网设备状态检测和巡检管理方面的问题，提供了一种配电网的设备状态感知系统，本发明采用了PCA算法，传感器上传的各种数据，获取设备状态关键信息，并通过设备评分法，对设备状态进行评分，掌握设备运行状态，达到对故障设备及时预警及时检修，标准化作业指导的效果。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种配电网的设备状态感知系统，其特征在于，包括：
设备状态感知模块对配电网设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息进行实时监测，并与A/D采样模块输入端连接，将配电网设备数据传输到A/D采样模块，A/D采样模块的输出端与A/D转换模块的输入端相连，A/D转换模块的输出端与数据处理模块的输入端相连，数据处理模块与无线通讯模块互传，数据处理模块依次通过无线通讯模块、中继基站与数据中心平台远程互传；
电池模块，对系统进行供电。
作为优选，设备状态感知模块，包括：摄像头、湿度传感器、电流互感器、电压互感器、形变温度传感器、烟雾传感器。
作为优选，数据处理模块的工作原理，包括以下步骤：
S1：接收状态感知模块采集到的设备状态数据；
S2：采用PCA算法提取设备状态数据中的关键信息；
S3：根据设备状态等级表及S2中提取的关键信息对设备状态进行评估；
S4：根据设备状态感知模块传输过来的运行数据，通过设备评分法进行设备评分；
S5：根据步骤S4得到的设备评分判断设备状态是否处在规定的安全阈值范围；若是，则返回S1；若否，则数据处理模块向数据中心平台推送预警信号。
作为优选，S2采用PCA算法提取设备状态数据中的关键信息，具体包括以下步骤：
S21：对设备状态数据进行标准化处理，将所有设备状态数据构建一个样本数据库X＝x1，x2，…，xm，第i个评价对象的第j个指标的取值为Xij。将各指标值Xij，转换成标准化指标。
S22：计算相关系数矩阵R＝(rij)m×m；
S23：计算特征值和特征向量，特征值要从大到小排序；
S24：选择需要的主成分数量，计算综合评价值。
作为优选，数据中心平台接收到数据处理模块推送的预警信号后，联系维修人员，对问题设备进行检修。
作为优选，无线通讯模块采用基于LTE230无线通信技术。
作为优选，设备状态感知模块设有北斗卫星导航外置模块。
作为优选，电源模块采用太阳能供电系统。
本发明的有益效果是：(1)对配电网设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息进行的实时监测和预警诊断，提前做好相应的故障预判、设备检修工作，从而提高了设备检修、自动诊断和安全运行水平；(2)通过识别标签辅助设备定位，实现到位监督，指导巡检人员执行标准化和规范化的工作流程；(3)通过数据中心平台，与部署的传感节点、后台信息系统可以实现设备和巡检信息的即时交互，可监控设备运行环境，掌握运行状态信息，有利于故障设备的及时检修进行辅助状态检修和标准化作业指导。
附图说明
图1是本发明实施例的配电网设备状态感知系统流程图。
图标：
1-设备状态感知模块，11-电流互感器，12-形变温度传感器，13-烟雾传感器，14-摄像头，15-湿度传感器，16-电压互感器，2-A/D采样模块，3-A/D转换模块，4-数据处理模块，5-无线通讯模块，6-中继基站，7-数据中心平台，8-北斗卫星导航模块，9-电池模块。
具体实施方式
本发明的实施例结合图1，一种配电网的设备状态感知系统，其特征在于，包括：设备状态感知模块1对配电网设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息进行实时监测，并与A/D采样模块2输入端连接，将配电网设备数据传输到A/D采样模块2，A/D采样模块2的输出端与A/D转换模块3的输入端相连，A/D转换模块3的输出端与数据处理模块4的输入端相连，数据处理模块4与无线通讯模块5互传，数据处理模块4依次通过无线通讯模块5、中继基站6与数据中心平台7远程互传；
电池模块8，对系统进行供电。
本实施例中，设备状态感知模块1，包括：摄像头14、湿度传感器15、电流互感器11、电压互感器16、形变温度传感器12、烟雾传感器13。
本实施例中，数据处理模块4的工作原理，包括以下步骤：
S1：接收状态感知模块1采集到的设备状态数据；
S2：采用PCA算法提取设备状态数据中的关键信息；
S3：根据设备状态等级表及S2中提取的关键信息对设备状态进行评估；
S4：根据设备状态感知模块传输过来的数据，通过设备评分法进行设备评分；
S5：根据步骤S4得到的设备评分判断设备状态是否处在规定的安全阈值范围；若是，则返回S1；若否，则数据处理模块向数据中心平台7推送预警信号。
本实施例中。S2采用PCA算法提取设备状态数据中的关键信息，具体包括以下步骤：
S21：对设备状态数据进行标准化处理，将所有设备状态数据构建一个样本数据库X＝(x1，x2，…，xm)，第i个评价对象的第j个指标的取值为Xij。将各指标值Xij，转换成标准化指标。
S22：计算相关系数矩阵R＝(rij)m×m
S23：计算特征值和特征向量，特征值要从大到小排序。
S24：选择需要的主成分，计算综合评价值。
本实施例中，数据中心平台7接收到数据处理模块4推送的预警信号后，就近联系维修人员，对问题设备进行检修。
本实施例中，无线通讯模块5采用基于LTE230无线通信技术。
本实施例中，设备状态感知模块1设有北斗卫星导航外置模块8。
本实施例中，电源模块9采用太阳能供电系统。
具体的，设备状态感知模块1中的摄像头14、湿度传感器15、电流互感器11、电压互感器16、形变-温度传感器12、烟雾传感器13对配电网的设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息进行的实时监测，并将检监测到的数据信息传输到A/D采样模块2，A/D采样模块2对数据信息进行取样、保持，再由A/D转换模块3将时间连续、幅值也连续的模拟信号转换为时间离散、幅值也离散的数字信号，转换好的数字信号传输到数据处理模块4，数据处理模块4对传输过来的数据进行关键信息提取，具体的，将所有的数据构建一个样本数据库，通过PCA算法，对数据库数据进行特征值计算，根据设备状态等级表及提取的关键信息对设备状态进行评估，根据得到的设备评分判断设备状态是否处在规定的安全阈值范围，若是，则返回S1；若否，则无线通讯模块5向数据中心平台7推送预警信号，中继基站6对无线通讯模块5传输的信号将信号进行再生、放大处理后，再传输到数据中心平台7，以确保传输信号的质量，数据中心平台接受到预警信号之后，工作人员通过北斗卫星导航模块8对设备位置和在外检修人员进行定位，联系距离故障设备最近的检修人员进行查看，待检修人员到达时，数据中心平台将设备信息与检修人员进行即时交换，有利于故障设备的及时检修进行辅助状态检修和标准化作业指导。
其中，数据处理模块4还有数据存储功能，分析配电网的设备历史信息；根据设备状态的变化趋势，对设备状态进行推测；将推测的结果通过无线通讯模块传输到数据中心平台，工作人员可根据推测结果与检修人员进行交换，防患未然；无线通讯模块5采用基于LTE230无线通信技术，LTE230电力无线通信技术，形成高效、可靠的无线宽带接入平台，将有效推动智能电网配用电业务的发展，增强末端网络的接入能力，提升配网管控水平。
对以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (8)
1.一种配电网的设备状态感知系统，其特征在于，包括：
设备状态感知模块对配电网设备的环境状态信息、机械状态信息、运行状态信息进行实时监测，并与A/D采样模块输入端连接，将配电网设备数据传输到A/D采样模块，A/D采样模块的输出端与A/D转换模块的输入端相连，A/D转换模块的输出端与数据处理模块的输入端相连，数据处理模块与无线通讯模块互传，数据处理模块依次通过无线通讯模块、中继基站与数据中心平台远程互传；
电池模块，对系统进行供电。
2.根据权利要求1所述的一种配电网的设备状态感知系统，其特征在于，
所述设备状态感知模块，包括：摄像头、湿度传感器、电流互感器、电压互感器、形变温度传感器、烟雾传感器。
3.根据权利要求2所述的一种配电网的设备状态感知系统，其特征在于，
所述数据处理模块的工作原理，包括以下步骤：
S1：接收状态感知模块采集到的设备状态数据；
S2：采用PCA算法提取设备状态数据中的关键信息；
S3：根据设备状态等级表及S2中提取的关键信息对设备状态进行评估；
S4：根据设备状态感知模块传输过来的数据，通过设备评分法进行设备评分；
S5：根据步骤S4得到的设备评分判断设备状态是否处在规定的安全阈值范围；若是，则返回S1；若否，则数据处理模块向数据中心平台推送预警信号。
4.根据权利要求3所述的一种配电网的设备状态感知系统，其特征在于，
所述S2采用PCA算法提取设备状态数据中的关键信息，具体包括以下步骤：
S21：对设备状态数据进行标准化处理，将所有设备状态数据构建一个样本数据库X＝x1，x2，…，xm，第i个评价对象的第j个指标的取值为Xij。将各指标值Xij，转换成标准化指标。
S22：计算相关系数矩阵R＝(rij)m×m；
S23：计算特征值和特征向量，特征值要从大到小排序；
S24：选择需要的主成分数量，计算综合评价值。
5.根据权利要求4所述的一种配电网的设备状态感知系统，其特征在于，
所述数据中心平台接收到数据处理模块推送的预警信号后，联系维修人员，对问题设备进行检修。
6.根据权利要求5所述的一种配电网的设备状态感知系统，其特征在于，
所述无线通讯模块采用基于LTE230无线通信技术。
7.根据权利要求6所述的一种配电网的设备状态感知系统，其特征在于，
所述设备状态感知模块设有北斗卫星导航外置模块。
8.根据权利要求7所述的一种配电网的设备状态感知系统，其特征在于，
所述电源模块采用太阳能供电系统。
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| CN202210735576.7A CN115693911A (zh) | 2022-06-27 | 2022-06-27 | 一种配电网的设备状态感知系统 |
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Publications (1)
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117411184A (zh) * | 2023-10-26 | 2024-01-16 | 唐山昌宏科技有限公司 | 中低压供电应急处置智能指挥系统 |
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Cited By (2)
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