CN116300652B - 基于数据分析的电力控制柜在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于控制柜监测技术领域，具体是基于数据分析的电力控制柜在线监测系统，包括服务器，服务器与电力线路检测分析模块、控制柜能耗信息汇总模块、控制柜运行环境监测模块以及控制柜预警调控模块均通信连接；本发明通过电力线路检测分析模块判断各条电力线路的安全状况并实现电力控制柜的线路整体风险评估预警，控制柜运行环境监测模块将电力控制柜的运行环境进行监测，通过将线路隐患分析和运行环境分析相结合并综合评估，保证了电力控制柜后续的安全稳定运行，且通过控制柜能耗信息汇总模块将电力控制柜的能耗状况进行分析，分析过程层层递进，能耗状况分析更加全面，进一步降低对应电力控制柜运行过程中的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及控制柜监测技术领域，具体是基于数据分析的电力控制柜在线监测系统。
背景技术
电力控制柜常用于各发、配、变电所中，是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中，其正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路，借助测量仪表可显示运行中的各种参数，还可对某些电气参数进行调整；
在电力控制柜的运行过程中，目前一般通过温度传感器和湿度传感器对内部温度和湿度数据进行采集并简单分析以判断内部温度和湿度是否正常，无法将电力控制柜的线路安全状况和内部环境状况相结合以综合评估控制柜的运行风险，监测不够全面，且监管人员无法及时准确了解电力控制柜的能耗异常状况，不方便监管人员及时进行控制柜的维护检修，以及难以保证电力控制柜的后续安全稳定运行；
针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供基于数据分析的电力控制柜在线监测系统，解决了现有技术无法将电力控制柜的线路安全状况和内部环境状况相结合以综合评估控制柜的运行风险，监测不够全面，且监管人员无法及时准确了解电力控制柜的能耗异常状况，难以保证电力控制柜后续安全稳定运行的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
基于数据分析的电力控制柜在线监测系统，包括服务器、电力线路检测分析模块、控制柜能耗信息汇总模块、控制柜运行环境监测模块以及控制柜预警调控模块；其中，电力线路检测分析模块，用于将对应电力控制柜的电力线路进行逐一分析，通过分析汇总生成电力控制柜的线路预警信号或线路安全信号，将线路预警信号或线路安全信号经服务器发送至控制柜预警调控模块，控制柜预警调控模块接收到线路预警信号后发出对应预警；
控制柜能耗信息汇总模块，用于将电力控制柜的能耗状况进行分析，通过分析生成对应电力控制柜的耗能正常信号或耗能异常信号，将耗能正常信号或耗能异常信号经服务器发送至控制柜预警调控模块，控制柜预警调控模块接收到耗能异常信号后发出对应预警；
控制柜运行环境监测模块，用于将对应电力控制柜的运行环境进行监测分析，通过监测分析判断是否生成运行预警信号或运行调控信号，将运行预警信号或运行调控信号经服务器发送至控制柜预警调控模块；控制柜预警调控模块接收到运行预警信号后发出对应预警，在接收到运行调控信号时使对应电力控制柜的散热部件运行功率增大以加快散热除湿；服务器与控制柜监管终端通信连接，且服务器将线路预警信号或线路安全信号、耗能正常信号或耗能异常信号以及运行预警信号或运行调控信号发送至控制柜监管终端。
进一步的，电力线路检测分析模块的具体运行过程包括：
将电力控制柜的所接入的线路标记为分析线路o，o＝{1,2，…，k}，k表示所接入线路的数量且k为大于1的自然数，在对应分析线路o上布设若干个电力检测点，将电力检测点标记为u，u＝{1，2，…，m}，m表示电力检测点数量且m为大于1的正整数；通过检测点监测反馈分析将对应分析线路o标记为风险线路或安全线路；将电力控制柜中风险线路的数量与安全线路的数量进行比值计算获取到风险线路占比值，将风险线路的数量与风险线路占比值进行数值计算获取到对应电力控制柜的线路威胁系数，若线路威胁系数超过预设线路威胁系数阈值，则生成线路预警信号，若线路威胁系数未超过预设线路威胁系数阈值，则生成线路安全信号。
进一步的，检测点监测反馈分析的具体分析过程如下：
获取到对应分析线路o对应电力检测点u的实时电压值和实时电流值，将实时电压值与预设电压范围的中值进行差值计算获取到线压差异数据，将实时电流值与预设电流范围的中值进行差值计算获取到线流差异数据，将线压差异数据与线流差异数据进行数值计算获取到线点差异值；
若线点差异值未超过预设线点差异阈值，则将对应分析线路o对应电力检测点标记为安全检测点，否则将对应电力检测点标记为风险检测点，将分析线路o上风险检测点的数量与安全检测点的数量进行比值计算获取到风险点占比值，若风险点占比值超过预设风险点占比阈值，则将对应电力线路o标记为风险线路。
进一步的，若风险点占比值未超过预设风险点占比阈值，则获取到对应电力线路o的所有线点差异值，将所有线点差异值进行方差计算获取到线路偏离系数，若线路偏离系数超过预设线路偏离系数阈值，则将对应电力线路o标记为风险线路，若线路偏离系数未超过预设线路偏离系数阈值，则将对应电力线路o标记为安全线路。
进一步的，控制柜能耗信息汇总模块的具体运行过程包括：
设定能耗信息监测周期，获取到电力控制柜在能耗信息监测周期内所消耗的电量，将所消耗的电量与预设周期电量阈值进行数值比较，若所消耗的电量超过预设周期电量阈值，则生成能耗异常信号，若所消耗的电量未超过预设周期电量阈值，则进行分段能耗检测分析以生成能耗异常信号或能耗正常信号。
进一步的，分段能耗检测分析的具体分析过程如下：
将能耗信息监测周期划分为若干组分析时段，将分析时段标记为e，e＝{1,2，…，j}，j表示分析时段数目且j为大于1的自然数；获取到对应分析时段e电力控制柜所消耗的电量并标记为时段耗电值，若时段耗电值超过预设时段耗电阈值，则将对应时段耗电值标记为不良耗电值；
将不良耗电值的数量与数值j进行比值计算获取到不良耗电占比系数，将不良耗电值与预设时段耗电阈值进行差值计算获取到不良耗电阈差值，将所有不良耗电阈差值进行均值计算获取到不良耗电阈差均值，将不良耗电占比系数与不良耗电阈差均值进行数值计算获取到耗电周期表现值；若耗电周期表现值超过预设耗电周期表现阈值，则生成能耗异常信号。
进一步的，若耗电周期表现值未超过预设耗电周期表现阈值，则将相邻两组分析时段的时段耗电值进行差值计算获取到相邻时段耗电浮动值，获取到j-1组相邻时段耗电浮动值，若相邻时段耗电浮动值超过预设耗电浮动阈值，则将对应相邻时段耗电浮动值标记为不良浮动值；
将不良浮动值的数量与数值j-1进行比值计算获取到不良浮动占比值，将不良浮动值减去预设耗电浮动阈值以获取到不良浮动阈差值，将所有不良浮动阈差值进行求和取平均值获取到不良浮动阈差均值，将不良浮动占比值与不良浮动阈差均值进行数值计算获取到耗电周期浮动值，若耗电周期浮动值超过预设耗电周期浮动阈值，则生成能耗异常信号，否则生成能耗正常信号。
进一步的，控制柜运行环境监测模块的具体运行过程包括：
获取到检测时段电力控制柜内若干个检测方位的实时温度值和实时湿度值，若实时温度值和实时湿度值中存在至少一项超过对应预设阈值，则将对应检测方位标记为不良位点，否则，将预设温度阈值减去实时温度值获取到温度幅值，将预设湿度阈值减去实时湿度值获取到湿度幅值，将温度幅值和湿度幅值进行数值计算获取到温湿幅值，若温湿幅值超过预设温湿差幅阈值，则将对应检测方位标记为不良位点；
获取到检测时段电力控制柜内的最高温度值和最高湿度值，将所有检测方位的实时温度值和所有实时湿度值分别进行求和取平均值获取到温度平均值和湿度平均值，将最高温度值、最高湿度值、温度平均值和湿度平均值进行数值计算获取到温湿判断值；若不良位点的数量超过预设不良位点数量阈值或温湿判断值超过预设温湿判断阈值，则生成温湿异常信号，否则生成温湿正常信号。
进一步的，在生成温湿异常信号时，获取到电力控制柜所处外部环境的环境温度值和环境湿度值，将电力控制柜的温度平均值减去环境温度值获取到温度差值，将电力控制柜的湿度平均值减去环境湿度值获取到湿度差值，将温度差值和湿度差值进行数值计算获取到温湿差值；若温湿差值未超过预设温湿差阈值，则生成运行预警信号；若温湿差值超过预设温湿差阈值，则生成运行调控信号。
进一步的，在生成运行调控信号时，获取到对应电力控制柜中散热部件的运行功率和所产生的平均风速，将平均风速与运行功率进行比值计算获取到运行换算值，若运行换算值未超过预设运行换算阈值，则判断对应散热部件存在异常，若运行换算值超过预设运行换算阈值，则将温湿差值减去预设温湿差阈值以获取到温湿幅度值，将平均风速与温湿幅度值进行数值计算获取到通风异常系数，若通风异常系数超过预设通风异常系数阈值，则判断对应电力控制柜的通风口存在异常，将对应判断信息发送至服务器，服务器将对应判断信息发送至控制柜监管终端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过电力线路检测分析模块将对应电力控制柜的电力线路进行逐一分析，以判断各条电力线路的安全状况并实现电力控制柜的线路整体风险评估预警，方便监管人员详细了解线路安全隐患状况并及时进行线路排查检修，控制柜运行环境监测模块将电力控制柜的运行环境进行监测以实现内部运行环境的全面分析评估，并基于分析结果发出对应预警或进行调控，以及在生成运行调控信号时进行异常判断以及时反馈散热部件和通风口的异常状况，通过将线路隐患分析和运行环境分析相结合并综合评估，保证了电力控制柜后续的安全稳定运行；
2、本发明中，通过控制柜能耗信息汇总模块将电力控制柜的能耗状况进行分析，分析过程层层递进，能耗状况分析更加全面，有助于准确反映对应电力控制柜的能耗异常状况，通过能耗状况分析生成对应电力控制柜的耗能正常信号或耗能异常信号并发送至控制柜预警调控模块和控制柜监管终端，有助于及时进行电力控制柜的运行追溯，并根据需要进行对应电力控制柜的检修维护，降低对应电力控制柜运行过程中的安全隐患。
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；
图2为本发明中服务器与控制柜监管终端的通信框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1-2所示，本发明提出的基于数据分析的电力控制柜在线监测系统，包括服务器、电力线路检测分析模块、控制柜运行环境监测模块以及控制柜预警调控模块；服务器与电力线路检测分析模块、控制柜能耗信息汇总模块、控制柜运行环境监测模块以及控制柜预警调控模块均通信连接，且服务器与控制柜监管终端通信连接；电力线路检测分析模块将对应电力控制柜的电力线路进行逐一分析，电力线路检测分析模块的具体分析过程如下：
将电力控制柜的所接入的线路标记为分析线路o，o＝{1,2，…，k}，k表示所接入线路的数量且k为大于1的自然数，在对应分析线路o上布设若干个电力检测点，将电力检测点标记为u，u＝{1，2，…，m}，m表示电力检测点数量且m为大于1的正整数；
获取到对应分析线路o对应电力检测点u的实时电压值和实时电流值，将实时电压值与预设电压范围的中值进行差值计算获取到线压差异数据YCou，将实时电流值与预设电流范围的中值进行差值计算获取到线流差异数据LCou，通过公式XDou＝a1*YCou+a2*LCou将线压差异数据YCou与线流差异数据LCou进行数值计算，通过数值计算后获取到对应分析线路o对应电力检测点u的线点差异值XDou；其中，a1、a2为预设权重系数且a1、a2的取值均大于1，并且，线点差异值XDou的数值大小与线压差异数据YCou与线流差异数据LCou均呈正比关系，线点差异值XDou的数值越大，表明对应分析线路o对应电力检测点u的电力状况存在异常的可能性越大；
若线点差异值XDou未超过预设线点差异阈值，表明对应电力检测点的电力状况无异常，则将对应分析线路o对应电力检测点标记为安全检测点，否则将对应电力检测点标记为风险检测点，获取到对应分析线路o上的风险检测点的数量和安全检测点的数量，将分析线路o上风险检测点的数量与安全检测点的数量进行比值计算获取到风险点占比值FZo，将风险点占比值FZo与预先录入存储的预设风险点占比阈值进行数值比较，若风险点占比值FZo超过预设风险点占比阈值，则将对应电力线路o标记为风险线路；
若风险点占比值FZo未超过预设风险点占比阈值，则获取到对应电力线路o的所有线点差异值，将所有线点差异值进行方差计算获取到线路偏离系数XPo，将对应分析线路o的线路偏离系数XPo与预设线路偏离系数阈值进行数值比较，若线路偏离系数XPo超过预设线路偏离系数阈值，则将对应电力线路o标记为风险线路，若线路偏离系数XPo未超过预设线路偏离系数阈值，则将对应电力线路o标记为安全线路；
获取到对应电力控制柜中风险线路的数量以及安全线路的数量，将电力控制柜中风险线路的数量与安全线路的数量进行比值计算获取到风险线路占比值FX，将风险线路的数量标记为FL，通过公式WX＝gu1*FL+gu2*FX将风险线路的数量FL与风险线路占比值FX进行数值计算，通过数值计算后获取到对应电力控制柜的线路威胁系数WX，其中，gu1、gu2为预设权重系数，1＜gu1＜gu2；
需要说明的是，线路威胁系数WX的数值大小与风险线路的数量FL与风险线路占比值FX均呈正比关系，线路威胁系数WX的数值越大，表明对应电力控制柜当前的线路安全隐患越大；将线路威胁系数WX与预先录入存储的预设线路威胁系数阈值进行数值比较，若线路威胁系数WX超过预设线路威胁系数阈值，则生成线路预警信号，若线路威胁系数WX未超过预设线路威胁系数阈值，则生成线路安全信号。
电力线路检测分析模块将对应电力控制柜的电力线路进行逐一分析，通过分析汇总生成电力控制柜的线路预警信号或线路安全信号，将线路预警信号或线路安全信号经服务器发送至控制柜预警调控模块，控制柜预警调控模块接收到线路预警信号后发出对应预警；并且，服务器将线路预警信号或线路安全信号发送至控制柜监管终端，方便对应监管人员详细了解对应电力控制柜的线路安全隐患状况，并在接收到线路预警信号时及时进行对应电力控制柜的线路排查检修，进一步保证电力控制柜的后续电力安全。
控制柜运行环境监测模块将对应电力控制柜的运行环境进行监测分析，控制柜运行环境监测模块的监测分析过程具体如下：
获取到检测时段电力控制柜内若干个检测方位的实时温度值和实时湿度值，将实时温度值和实时湿度值与预先录入存储的预设温度阈值和预设湿度阈值分别进行数值比较，若实时温度值和实时湿度值中存在至少一项超过对应预设阈值，则将对应检测方位标记为不良位点；否则，将预设温度阈值减去实时温度值获取到温度幅值WF，将预设湿度阈值减去实时湿度值获取到湿度幅值SF，通过公式FZ＝b1*WF+b2*SF将温度幅值WF和湿度幅值SF进行数值计算获取到温湿幅值FZ，其中，b1、b2为预设权重系数，b1、b2的取值均大于零且b1＞b2；将温湿幅值与预先录入存储的预设温湿幅阈值进行数值比较，若温湿幅值FZ超过预设温湿幅阈值，则将对应检测方位标记为不良位点；
获取到检测时段电力控制柜内的最高温度值和最高湿度值并分别标记为GW和GS，将所有检测方位的实时温度值和所有实时湿度值分别进行求和取平均值获取到温度平均值WJ和湿度平均值SJ，通过公式PD＝c1*GW+c2*GS+c3*WJ+c4*SJ将最高温度值GW、最高湿度值GS、温度平均值WJ和湿度平均值SJ进行数值计算后获取到温湿判断值PD；其中，c1、c2、c3、c4为预设权重系数且c1、c2、c3、c4的取值均大于零；温湿判断值PD的数值越大，表明对应电力控制柜的内部环境越差；
获取到对应电力控制柜中不良位点的数量，将不良位点的数量与预先录入存储的预设不良位点的数量阈值以及将温湿判断值PD与预先录入存储的预设温湿判断阈值分别进行数值比较，若不良位点的数量超过预设不良位点数量阈值或温湿判断值PD超过预设温湿判断阈值，则生成温湿异常信号，其余情况则生成温湿正常信号；
在生成温湿异常信号时，获取到电力控制柜所处外部环境的环境温度值和环境湿度值，将电力控制柜的温度平均值减去环境温度值获取到温度差值WC，将电力控制柜的湿度平均值减去环境湿度值获取到湿度差值SC，通过公式CZ＝kp1*WC+kp2*SC将温度差值WC和湿度差值SC进行数值计算后获取到温湿差值CZ；其中，kp1、kp2为预设权重系数，kp1＞kp2＞0；
将温湿差值CZ与预先录入存储的预设温湿差阈值进行数值比较，若温湿差值CZ未超过预设温湿差阈值，表明对应电力控制柜的内、外温湿度差异较小，电力控制柜的外部环境较差，通过内外空气交换的方式进行散热的效果较差，则生成运行预警信号；若温湿差值CZ超过预设温湿差阈值，表明对应电力控制柜的内外温湿度差异较大，应当加大对应电力控制柜中散热部件(散热风扇)的运行功率以加快内部散热除湿，则生成运行调控信号。
通过控制柜运行环境监测模块将对应电力控制柜的运行环境进行监测分析以判断是否生成运行预警信号或运行调控信号，将运行预警信号或运行调控信号经服务器发送至控制柜预警调控模块；控制柜预警调控模块接收到运行预警信号后发出对应预警，在接收到运行调控信号时使对应电力控制柜的散热部件(散热风扇)运行功率增大以加快散热除湿，保证对应电力控制柜后续的安全稳定运行；服务器将线路预警信号或线路安全信号以及运行预警信号或运行调控信号发送至控制柜监管终端，以方便对应监管人员了解电力控制柜的运行环境状况，以及方便监管人员及时进行控制柜的人工调控和检修维护。
实施例二：
本实施例与实施例1的区别在于，在生成运行调控信号时，获取到对应电力控制柜中散热部件的运行功率和所产生的平均风速并分别标记为YG和FS，将平均风速FS与运行功率YG进行比值计算获取到运行换算值HS；将运行换算值与预先录入存储的预设运行换算阈值进行数值比较，若运行换算值HS未超过预设运行换算阈值，则初步判断对应散热部件存在异常；
若运行换算值HS超过预设运行换算阈值，则将温湿差值减去预设温湿差阈值以获取到温湿幅度值WSf，通过公式TF＝f1*FS+f2*WSf将平均风速FS与温湿幅度值WSf进行数值计算，通过数值计算后获取到通风异常系数TF；其中，f1、f2为预设权重系数，f1＞f2＞0；将通风异常系数TF与预先录入存储的预设通风异常系数阈值进行数值比较，若通风异常系数TF超过预设通风异常系数阈值，则初步判断对应电力控制柜的通风口存在异常，即通风不畅；
将对应判断信息发送至服务器，服务器将对应判断信息发送至控制柜监管终端，对应控制柜监管终端的管理人员接收到散热部件存在异常或通风口存在异常的判断信息时，应当及时进行对应电力控制柜的检修维护，方便对应管理人员进行针对性的检修维护，以保证后续对应电力控制柜的安全运行，降低电力控制柜运行过程中的安全隐患。
实施例三：
如图1-2所示，本实施例与实施例1、实施例2的区别在于，服务器与控制柜能耗信息汇总模块通信连接，控制柜能耗信息汇总模块将电力控制柜的能耗状况进行分析，控制柜能耗信息汇总模块的具体分析过程如下：
设定能耗信息监测周期，优选的，能耗信息监测周期为48小时；获取到电力控制柜在能耗信息监测周期内所消耗的电量，将所消耗的电量与预先录入存储的预设周期电量阈值进行数值比较，若电力控制柜在能耗信息监测周期内所消耗的电量超过预设周期电量阈值，表明对应电力控制柜在耗能信息监测周期内的电量消耗过大，则生成能耗异常信号；
若所消耗的电量未超过预设周期电量阈值，则将能耗信息监测周期划分为若干组分析时段，将分析时段标记为e，e＝{1,2，…，j}，j表示分析时段数目且j为大于1的自然数；获取到对应分析时段e电力控制柜所消耗的电量并标记为时段耗电值，将时段耗电值与预先录入存储的预设时段耗电阈值进行数值比较，若时段耗电值超过预设时段耗电阈值，则将对应时段耗电值标记为不良耗电值；
获取到对应电力控制柜能耗信息监测周期内不良耗电值的数量，将不良耗电值的数量与数值j进行比值计算获取到不良耗电占比系数HZ，将不良耗电值与预设时段耗电阈值进行差值计算获取到不良耗电阈差值，将所有不良耗电阈差值进行均值计算获取到不良耗电阈差均值HC，通过公式ZB＝tk1*HZ+tk2*HC将不良耗电占比系数HZ与不良耗电阈差均值HC进行数值计算后获取到耗电周期表现值ZB；其中，tk1、tk2为预设权重系数且tk1＞tk2＞0；
将耗电周期表现值ZB与预先录入存储的预设耗电周期表现阈值进行数值比较，若耗电周期表现值ZB超过预设耗电周期表现阈值，则生成能耗异常信号；若耗电周期表现值ZB未超过预设耗电周期表现阈值，则将相邻两组分析时段的时段耗电值进行差值计算获取到相邻时段耗电浮动值，获取到j-1组相邻时段耗电浮动值，若相邻时段耗电浮动值超过预设耗电浮动阈值，则将对应相邻时段耗电浮动值标记为不良浮动值；
将电力控制柜在能耗信息监测周期内不良浮动值的数量与数值j-1进行比值计算获取到不良浮动占比值DZ，将不良浮动值减去预设耗电浮动阈值以获取到不良浮动阈差值，将所有不良浮动阈差值进行求和取平均值获取到不良浮动阈差均值DJ，通过公式HF＝ku1*DZ+ku2*DJ将不良浮动占比值DZ与不良浮动阈差均值DJ进行数值计算获取到耗电周期浮动值HF；其中，ku1、ku2为预设权重系数，ku1＞ku2＞0；
并且，耗电周期浮动值HF的数值大小与不良浮动占比值DZ与不良浮动阈差均值DJ均呈正比关系，耗电周期浮动值HF的数值越大，表明对应电力控制柜在能耗信息监测周期内的能耗波动状况越差，将耗电周期浮动值HF与预先录入存储的预设耗电周期浮动阈值进行数值比较，若耗电周期浮动值HF超过预设耗电周期浮动阈值，则生成能耗异常信号，否则生成能耗正常信号。
控制柜能耗信息汇总模块将电力控制柜的能耗状况进行分析以生成对应电力控制柜的耗能正常信号或耗能异常信号，将耗能正常信号或耗能异常信号经服务器发送至控制柜预警调控模块，控制柜预警调控模块接收到耗能异常信号后发出对应预警；并且，服务器将耗能正常信号或耗能异常信号发送至控制柜监管终端，对应控制柜监管终端的监管人员接收到耗能异常信号时应当及时进行电力控制柜的运行追溯，并根据需要进行对应电力控制柜的检修维护，降低对应电力控制柜运行过程中的安全隐患。
本发明的工作原理：使用时，通过电力线路检测分析模块将对应电力控制柜的电力线路进行逐一分析以判断各条电力线路的安全状况，以及通过分析汇总生成电力控制柜的线路预警信号或线路安全信号，实现电力控制柜的线路整体风险评估预警，方便监管人员详细了解对应电力控制柜的线路安全隐患状况并及时进行线路排查检修，保证电力控制柜的后续电力安全；通过控制柜运行环境监测模块将对应电力控制柜的运行环境进行监测以实现内部运行环境的全面分析评估，并基于分析结果发出对应预警或使散热部件加快散热除湿，保证对应电力控制柜后续的安全稳定运行，以及在生成运行调控信号时进行异常判断以及时反馈散热部件和通风口的异常状况，方便监管人员进行针对性的检修维护，降低电力控制柜运行过程中的安全隐患。
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。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.基于数据分析的电力控制柜在线监测系统，其特征在于，包括服务器、电力线路检测分析模块、控制柜能耗信息汇总模块、控制柜运行环境监测模块以及控制柜预警调控模块；其中，电力线路检测分析模块，用于将对应电力控制柜的电力线路进行逐一分析，通过分析汇总生成电力控制柜的线路预警信号或线路安全信号，将线路预警信号或线路安全信号经服务器发送至控制柜预警调控模块，控制柜预警调控模块接收到线路预警信号后发出对应预警；
控制柜能耗信息汇总模块，用于将电力控制柜的能耗状况进行分析，通过分析生成对应电力控制柜的耗能正常信号或耗能异常信号，将耗能正常信号或耗能异常信号经服务器发送至控制柜预警调控模块，控制柜预警调控模块接收到耗能异常信号后发出对应预警；
控制柜运行环境监测模块，用于将对应电力控制柜的运行环境进行监测分析，通过监测分析判断是否生成运行预警信号或运行调控信号，将运行预警信号或运行调控信号经服务器发送至控制柜预警调控模块；控制柜预警调控模块接收到运行预警信号后发出对应预警，在接收到运行调控信号时使对应电力控制柜的散热部件运行功率增大以加快散热除湿；服务器与控制柜监管终端通信连接，且服务器将线路预警信号或线路安全信号、耗能正常信号或耗能异常信号以及运行预警信号或运行调控信号发送至控制柜监管终端；
控制柜能耗信息汇总模块的具体运行过程包括：
设定能耗信息监测周期，获取到电力控制柜在能耗信息监测周期内所消耗的电量，将所消耗的电量与预设周期电量阈值进行数值比较，若所消耗的电量超过预设周期电量阈值，则生成能耗异常信号，若所消耗的电量未超过预设周期电量阈值，则进行分段能耗检测分析以生成能耗异常信号或能耗正常信号；
分段能耗检测分析的具体分析过程如下：
将能耗信息监测周期划分为若干组分析时段，将分析时段标记为e，e＝{1,2，…，j}，j表示分析时段数目且j为大于1的自然数；获取到对应分析时段e电力控制柜所消耗的电量并标记为时段耗电值，若时段耗电值超过预设时段耗电阈值，则将对应时段耗电值标记为不良耗电值；
将不良耗电值的数量与数值j进行比值计算获取到不良耗电占比系数，将不良耗电值与预设时段耗电阈值进行差值计算获取到不良耗电阈差值，将所有不良耗电阈差值进行均值计算获取到不良耗电阈差均值，通过公式ZB＝tk1*HZ+tk2*HC将不良耗电占比系数HZ与不良耗电阈差均值HC进行数值计算后获取到耗电周期表现值ZB；其中，tk1、tk2为预设权重系数且tk1＞tk2＞0；若耗电周期表现值超过预设耗电周期表现阈值，则生成能耗异常信号；
若耗电周期表现值未超过预设耗电周期表现阈值，则将相邻两组分析时段的时段耗电值进行差值计算获取到相邻时段耗电浮动值，获取到j-1组相邻时段耗电浮动值，若相邻时段耗电浮动值超过预设耗电浮动阈值，则将对应相邻时段耗电浮动值标记为不良浮动值；
将不良浮动值的数量与数值j-1进行比值计算获取到不良浮动占比值，将不良浮动值减去预设耗电浮动阈值以获取到不良浮动阈差值，将所有不良浮动阈差值进行求和取平均值获取到不良浮动阈差均值，通过公式HF＝ku1*DZ+ku2*DJ将不良浮动占比值DZ与不良浮动阈差均值DJ进行数值计算获取到耗电周期浮动值HF；其中，ku1、ku2为预设权重系数，ku1＞ku2＞0；若耗电周期浮动值超过预设耗电周期浮动阈值，则生成能耗异常信号，否则生成能耗正常信号；
控制柜运行环境监测模块的具体运行过程包括：
获取到检测时段电力控制柜内若干个检测方位的实时温度值和实时湿度值，若实时温度值和实时湿度值中存在至少一项超过对应预设阈值，则将对应检测方位标记为不良位点，否则，将预设温度阈值减去实时温度值获取到温度幅值，将预设湿度阈值减去实时湿度值获取到湿度幅值，通过公式FZ＝b1*WF+b2*SF将温度幅值WF和湿度幅值SF进行数值计算获取到温湿幅值FZ，其中，b1、b2为预设权重系数，b1、b2的取值均大于零且b1＞b2；若温湿幅值超过预设温湿差幅阈值，则将对应检测方位标记为不良位点；
获取到检测时段电力控制柜内的最高温度值和最高湿度值，将所有检测方位的实时温度值和所有实时湿度值分别进行求和取平均值获取到温度平均值和湿度平均值，通过公式PD＝c1*GW+c2*GS+c3*WJ+c4*SJ将最高温度值GW、最高湿度值GS、温度平均值WJ和湿度平均值SJ进行数值计算后获取到温湿判断值PD；其中，c1、c2、c3、c4为预设权重系数且c1、c2、c3、c4的取值均大于零；若不良位点的数量超过预设不良位点数量阈值或温湿判断值超过预设温湿判断阈值，则生成温湿异常信号，否则生成温湿正常信号；
在生成温湿异常信号时，获取到电力控制柜所处外部环境的环境温度值和环境湿度值，将电力控制柜的温度平均值减去环境温度值获取到温度差值，将电力控制柜的湿度平均值减去环境湿度值获取到湿度差值，通过公式CZ＝kp1*WC+kp2*SC将温度差值WC和湿度差值SC进行数值计算后获取到温湿差值CZ；其中，kp1、kp2为预设权重系数，kp1＞kp2＞0；若温湿差值未超过预设温湿差阈值，则生成运行预警信号；若温湿差值超过预设温湿差阈值，则生成运行调控信号；
在生成运行调控信号时，获取到对应电力控制柜中散热部件的运行功率和所产生的平均风速，将平均风速与运行功率进行比值计算获取到运行换算值，若运行换算值未超过预设运行换算阈值，则判断对应散热部件存在异常，若运行换算值超过预设运行换算阈值，则将温湿差值减去预设温湿差阈值以获取到温湿幅度值，通过公式TF＝f1*FS+f2*WSf将平均风速FS与温湿幅度值WSf进行数值计算，通过数值计算后获取到通风异常系数TF；其中，f1、f2为预设权重系数，f1＞f2＞0；若通风异常系数超过预设通风异常系数阈值，则判断对应电力控制柜的通风口存在异常，将对应判断信息发送至服务器，服务器将对应判断信息发送至控制柜监管终端。
2.根据权利要求1所述的基于数据分析的电力控制柜在线监测系统，其特征在于，电力线路检测分析模块的具体运行过程包括：
将电力控制柜的所接入的线路标记为分析线路o，在对应分析线路o上布设若干个电力检测点，将电力检测点标记为u；通过检测点监测反馈分析将对应分析线路o标记为风险线路或安全线路；将电力控制柜中风险线路的数量与安全线路的数量进行比值计算获取到风险线路占比值，将风险线路的数量与风险线路占比值进行数值计算获取到对应电力控制柜的线路威胁系数，若线路威胁系数超过预设线路威胁系数阈值，则生成线路预警信号，若线路威胁系数未超过预设线路威胁系数阈值，则生成线路安全信号。
3.根据权利要求2所述的基于数据分析的电力控制柜在线监测系统，其特征在于，检测点监测反馈分析的具体分析过程如下：
获取到对应分析线路o对应电力检测点u的实时电压值和实时电流值，将实时电压值与预设电压范围的中值进行差值计算获取到线压差异数据，将实时电流值与预设电流范围的中值进行差值计算获取到线流差异数据，将线压差异数据与线流差异数据进行数值计算获取到线点差异值；
若线点差异值未超过预设线点差异阈值，则将对应分析线路o对应电力检测点标记为安全检测点，否则将对应电力检测点标记为风险检测点，将分析线路o上风险检测点的数量与安全检测点的数量进行比值计算获取到风险点占比值，若风险点占比值超过预设风险点占比阈值，则将对应电力线路o标记为风险线路。
4.根据权利要求3所述的基于数据分析的电力控制柜在线监测系统，其特征在于，若风险点占比值未超过预设风险点占比阈值，则获取到对应电力线路o的所有线点差异值，将所有线点差异值进行方差计算获取到线路偏离系数，若线路偏离系数超过预设线路偏离系数阈值，则将对应电力线路o标记为风险线路，若线路偏离系数未超过预设线路偏离系数阈值，则将对应电力线路o标记为安全线路。
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