CN116581891A - 一种电力数据采集方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力数据采集技术领域，具体公开了一种电力数据采集方法及系统，所述方法包括获取电网待检区的端节点，基于端节点统计电力线路及其逻辑关系和空间关系；根据所述逻辑关系和空间关系创建电力传输模型，基于电力传输模型确定含有类型标记的采样点；由采样点处安装监测仪表，由监测仪表实时采集电力数据；基于类型标记对采集到的电力数据进行验证，当验证通过时，将电力数据上传至存储端。本发明基于端节点统计电力线路，构建电力传输模型，基于电力传输模型确定采样点及采样点之间的关系，根据所述采样点之间的关系，比对各个采样点处获取到的电力数据，选取出准确度较高的电力数据并进行存储，在原有的存储技术上提供了自检功能。
Description
技术领域
本发明涉及电力数据采集技术领域，具体是一种电力数据采集方法及系统。
背景技术
电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统，它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。
无论电力系统中的哪一环节，都离不开数据采集过程，但是，现有的数据采集过程并不具备数据自检功能，只是通过智能设备将采集到的数据存储起来，这虽然能够保证数据的全面性，但是数据的有效性难以保证，如何提供一种含有自检功能的数据采集系统是本发明技术方案想要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力数据采集方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电力数据采集方法，所述方法包括：
获取电网待检区的端节点，基于端节点统计电力线路及其逻辑关系和空间关系；
根据所述逻辑关系和空间关系创建电力传输模型，基于电力传输模型确定含有类型标记的采样点；不同类型标记含有对应的映射数值；
由采样点处安装监测仪表，由监测仪表实时采集电力数据；
基于类型标记对采集到的电力数据进行验证，当验证通过时，将电力数据上传至存储端。
作为本发明进一步的方案：所述获取电网待检区的端节点，基于端节点统计电力线路及其逻辑关系和空间关系的步骤包括：
获取电网待检区的设备分布信息，根据设备分布信息确定目标点；
遍历目标点，获取与所述目标点相连的电力线路的供电方向；
根据供电方向在目标点中选取端节点；
基于端节点统计电力线路，根据电力线路和端节点的关系确定电力线路间的逻辑关系和空间关系；
其中，所述逻辑关系用于表征电力线路之间的影响程度，空间关系用于表征电力线路的空间位置关系；所有电力线路均含有唯一编号。
作为本发明进一步的方案：所述根据所述逻辑关系和空间关系创建电力传输模型，基于电力传输模型确定含有类型标记的采样点的步骤包括：
根据所述逻辑关系创建电路模型；其中，所述电路模型中的各线段含有编号；
根据空间位置关系在电路模型中选取目标模型，作为电力传输模型；
基于预设的频率在电力传输模型中的各线段上确定采样点；
获取端节点的电流数据，根据所述电流数据和逻辑关系确定各采样点的预测电流，根据预测电流对采样点进行类型标记；所述类型标记的映射数值由预测电流确定。
作为本发明进一步的方案：所述由采样点处安装监测仪表，由监测仪表实时采集电力数据的步骤包括：
根据采样点处的映射数值选取监测仪表；
对所述监测仪表进行参数标定；其中，标定的参数用于调节电力数据的数据采集频率；
根据参数标定后的监测仪表实时采集电力数据。
作为本发明进一步的方案：所述基于类型标记对采集到的电力数据进行验证，当验证通过时，将电力数据上传至存储端的步骤包括：
基于类型标记确定不同采样点之间的理论差异度；
读取某一采样点处的电力数据，根据计算出的与其他采样点的理论差异度，计算其他采样点的理论数据；
比对其他采样点的理论数据及其电力数据，得到损失度；
统计得到的损失度，判定当前采样点的电力数据是否存在异常；
当电力数据不存在异常时，将电力数据上传至存储端。
作为本发明进一步的方案：理论差异度的计算过程包括：
根据预设的转换模型将电力数据转换为数值；其中，所述转换模型为互逆映射模型；
采用同一损失函数对数值进行运算，计算损失度；
所述损失函数为：
；
式中，为理论数据对应的数值和电力数据对应的数值之间的数值差；/>为损失度。
本发明技术方案还提供了一种电力数据采集系统，所述系统包括：
关系统计模块，用于获取电网待检区的端节点，基于端节点统计电力线路及其逻辑关系和空间关系；
采样点确定模块，用于根据所述逻辑关系和空间关系创建电力传输模型，基于电力传输模型确定含有类型标记的采样点；不同类型标记含有对应的映射数值；
数据采集模块，用于由采样点处安装监测仪表，由监测仪表实时采集电力数据；
数据验证模块，用于基于类型标记对采集到的电力数据进行验证，当验证通过时，将电力数据上传至存储端。
作为本发明进一步的方案：所述关系统计模块包括：
目标点确定单元，用于获取电网待检区的设备分布信息，根据设备分布信息确定目标点；
遍历处理单元，用于遍历目标点，获取与所述目标点相连的电力线路的供电方向；
节点选取单元，用于根据供电方向在目标点中选取端节点；
统计处理单元，用于基于端节点统计电力线路，根据电力线路和端节点的关系确定电力线路间的逻辑关系和空间关系；
其中，所述逻辑关系用于表征电力线路之间的影响程度，空间关系用于表征电力线路的空间位置关系；所有电力线路均含有唯一编号。
作为本发明进一步的方案：所述采样点确定模块包括：
模型创建单元，用于根据所述逻辑关系创建电路模型；其中，所述电路模型中的各线段含有编号；
模型选取单元，用于根据空间位置关系在电路模型中选取目标模型，作为电力传输模型；
点位确定单元，用于基于预设的频率在电力传输模型中的各线段上确定采样点；
类型标记单元，用于获取端节点的电流数据，根据所述电流数据和逻辑关系确定各采样点的预测电流，根据预测电流对采样点进行类型标记；所述类型标记的映射数值由预测电流确定。
作为本发明进一步的方案：所述数据采集模块包括：
仪表选取单元，用于根据采样点处的映射数值选取监测仪表；
参数标记单元，用于对所述监测仪表进行参数标定；其中，标定的参数用于调节电力数据的数据采集频率；
采集执行单元，用于根据参数标定后的监测仪表实时采集电力数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于端节点统计电力线路，构建电力传输模型，基于电力传输模型确定采样点及采样点之间的关系，根据所述采样点之间的关系，比对各个采样点处获取到的电力数据，根据比对结果，选取出准确度较高的电力数据并进行存储，在原有的存储技术上提供了自检功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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。
图1为电力数据采集方法的流程框图。
图2为电力数据采集方法的第一子流程框图。
图3为电力数据采集方法的第二子流程框图。
图4为电力数据采集方法的第三子流程框图。
图5为电力数据采集方法的第四子流程框图。
图6为电力数据采集系统的组成结构框图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为电力数据采集方法的流程框图，本发明实施例中，一种电力数据采集方法，所述方法包括：
步骤S100：获取电网待检区的端节点，基于端节点统计电力线路及其逻辑关系和空间关系；
电网待检区由工作人员输入，电网待检区一般只是一个电力区域，电力区域肯定会有一些总输入点和一些总输出点（一个总输入点和一个总输出点对应一条主线路），所述总输入点和所述总输出点统称为端节点；以端节点为中心，统计所有电力线路之间的逻辑关系和空间关系，所述逻辑关系主要是不同电力线路的串关联关系，空间关系是电力线路在空间中的位置关系。
步骤S200：根据所述逻辑关系和空间关系创建电力传输模型，基于电力传输模型确定含有类型标记的采样点；不同类型标记含有对应的映射数值；
根据逻辑关系和空间关系可以创建电力传输模型，所述电力传输模型可以理解为电路图，区别在于，电路图中线段长度及位置不具备物理意义，在电力传输模型中，引入了空间关系，使得电路图中的各个线段有了实际的物理意义。
电力传输模型确定后，在电力传输模型中可以确定含有类型标记的采样点。
步骤S300：由采样点处安装监测仪表，由监测仪表实时采集电力数据；
在采样点处安装监测仪表，监测仪表的功能顾名思义，就是实时的采集电力线路上的电力数据。
步骤S400：基于类型标记对采集到的电力数据进行验证，当验证通过时，将电力数据上传至存储端；
确定采样点时，本发明技术方案会对采样点进行类型标记，用于表示该采样点处经过的电流状态，它与真正的电流大小无关，其作用在于，反映不同采样点的电流差异情况，比如，同一电线线路中的两个采样点，其电流几乎是相同的（较短的电线阻抗极小，可以忽略），两个并联的电力线路，其电流是前一总电力线路的部分数值，分流能力与阻抗相关，所述阻抗属于已备案的数据。
在采集到电力数据时，根据采样点的类型标记，可以对整个电系统统的电力数据进行基于自身的数据验证，从而可以快速定位异常采样点。
图2为电力数据采集方法的第一子流程框图，所述获取电网待检区的端节点，基于端节点统计电力线路及其逻辑关系和空间关系的步骤包括：
步骤S101：获取电网待检区的设备分布信息，根据设备分布信息确定目标点；
电网待检区的电力传输过程由电力设备完成，所述电力设备包括电力线路；获取电网待检区中的设备分布信息，可以选取出一些可能作为端节点的点位，称为目标点。
步骤S102：遍历目标点，获取与所述目标点相连的电力线路的供电方向；
所述目标点与电力设备对应，电力设备上外接电力线路，进而获取电力线路的供电方向。
步骤S103：根据供电方向在目标点中选取端节点；
根据外接的电力线路中的供电方向，可以在目标点中选取得到端节点；比如，总输出点具有多个指向其他点位的供电方向。
步骤S104：基于端节点统计电力线路，根据电力线路和端节点的关系确定电力线路间的逻辑关系和空间关系；
以端节点为起点和终点统计电力线路，根据电力线路和端节点的关系，可以有顺序的清晰地确定电力线路之间的逻辑关系和空间关系。
其中，所述逻辑关系用于表征电力线路之间的影响程度，空间关系用于表征电力线路的空间位置关系；在确定逻辑关系和空间关系的过程中，可以对所有电力线路进行编号，使得所有电力线路均含有唯一编号。
图3为电力数据采集方法的第二子流程框图，所述根据所述逻辑关系和空间关系创建电力传输模型，基于电力传输模型确定含有类型标记的采样点的步骤包括：
步骤S201：根据所述逻辑关系创建电路模型；其中，所述电路模型中的各线段含有编号；
根据逻辑关系可以创建出虚拟的电路图，由于电路图中各线段的实际关系不确定，最终确定的电路图不唯一。
步骤S202：根据空间位置关系在电路模型中选取目标模型，作为电力传输模型；
在确定的多个电路模型的基础上，根据空间位置关系可以在多个电路模型中选取一个更加契合实际的电路模型，作为电力传输模型。
步骤S203：基于预设的频率在电力传输模型中的各线段上确定采样点；
在电力传输模型中的各个线段上确定采样点；其中，确定采样点的过程可以引入历史数据的影响，比如，对于容易出现问题的线段，可以选取数量更多的采样点。
步骤S204：获取端节点的电流数据，根据所述电流数据和逻辑关系确定各采样点的预测电流，根据预测电流对采样点进行类型标记；所述类型标记的映射数值由预测电流确定；
获取端节点的电流数据，基于已经确定的电力传输模型进行电力仿真，可以确定各个采样点处的预测电流；电力仿真技术采用现有的电力仿真软件即可。
比对各个采样点的预测电流，即可对不同采样点进行类型标记。
图4为电力数据采集方法的第三子流程框图，所述由采样点处安装监测仪表，由监测仪表实时采集电力数据的步骤包括：
步骤S301：根据采样点处的映射数值选取监测仪表；
采样点处的类型标记可以在一定程度上反映预测电流，由预测电流的高低，可以选取监测仪表，这么做的好处是，可以尽量的提高监测精度。
步骤S302：对所述监测仪表进行参数标定；其中，标定的参数用于调节电力数据的数据采集频率；
现有的监测仪表一般都具备示警功能，也即，当电力数据达到一定限度时，监测仪表会发出警报，在本发明技术方案的一个实例中，根据类型标记对应的预测电流，对监测仪表的示警限额进行调节，当电力数据达到示警限额时，监测仪表发出警报的同时，提高数据采集频率。
步骤S303：根据参数标定后的监测仪表实时采集电力数据；
通过参数标定后的监测仪表实时采集电力数据。
图5为电力数据采集方法的第四子流程框图，所述基于类型标记对采集到的电力数据进行验证，当验证通过时，将电力数据上传至存储端的步骤包括：
步骤S401：基于类型标记确定不同采样点之间的理论差异度；
根据类型标记可以对不同的采样点之间的电力数据进行差异预估，这一过程可以通过对历史数据进行分析，进而确定不同采样点之间的理论差异度。
步骤S402：读取某一采样点处的电力数据，根据计算出的与其他采样点的理论差异度，计算其他采样点的理论数据；
确定一个采样点，以该采样点为中心，获取与其他采样点之间的理论差异度，由理论差异度和该采样点的电力数据，可以计算出其他采样点的理论数据。
步骤S403：比对其他采样点的理论数据及其电力数据，得到损失度；
其他采样点处均安装有监测仪表，由监测仪表可以实时采集电力数据，比对理论数据和采集到的电力数据，可以得到差异程度，由损失度进行表示。
这一过程的含义是，假设选为中心的采样点的数据是正确的，由此计算出其他采样点的异常程度，如果绝大多数的损失度都较大，也即，大部分采样点的异常程度都较高，此时，就说明选取中心的采样点可能存在问题；反之，如果大部分采样点的异常程度都较低，就说明选取中心的采样点没有问题。
这种判定逻辑的好处是，可以多个采样点中选取较为相似的采样点，进而改变分析顺序，提高遍历检测效率。
步骤S404：统计得到的损失度，判定当前采样点的电力数据是否存在异常；
采用现有的数据分析技术对多个损失度进行分析，即可判断当前采样点的电力数据是否存在异常。
步骤S405：当电力数据不存在异常时，将电力数据上传至存储端；
当电力数据不存在异常时，就将电力数据上传至存储端。
值得一提的是，本发明技术方案存在这样一种情况，即，采样点中出现大面积异常，此时，少部分正常的采样点会被识别为异常采样点，大部分异常采样点会被识别为正常采样点；面对这种情况，本发明技术方案可以引入其他的判定方案，比如，当引入基于监测仪表的判定过程。
作为本发明技术方案的一个优选实施例，理论差异度的计算过程包括：
根据预设的转换模型将电力数据转换为数值；其中，所述转换模型为互逆映射模型；
采用同一损失函数对数值进行运算，计算损失度；
所述损失函数为：
；
式中，为理论数据对应的数值和电力数据对应的数值之间的数值差；/>为损失度。
理论数据是电力数据的一种特殊形式，在计算时，需要将理论数据也转换为数值；其中，转换过程中使用到的转换模型为互逆映射模型，也即，可以将数值逆转换为电力数据。
所述损失度用于表示两个数值的差异程度。
图6为电力数据采集系统的组成结构框图，本发明实施例中，一种电力数据采集系统，所述系统10包括：
关系统计模块11，用于获取电网待检区的端节点，基于端节点统计电力线路及其逻辑关系和空间关系；
采样点确定模块12，用于根据所述逻辑关系和空间关系创建电力传输模型，基于电力传输模型确定含有类型标记的采样点；不同类型标记含有对应的映射数值；
数据采集模块13，用于由采样点处安装监测仪表，由监测仪表实时采集电力数据；
数据验证模块14，用于基于类型标记对采集到的电力数据进行验证，当验证通过时，将电力数据上传至存储端。
其中，所述关系统计模块11包括：
目标点确定单元，用于获取电网待检区的设备分布信息，根据设备分布信息确定目标点；
遍历处理单元，用于遍历目标点，获取与所述目标点相连的电力线路的供电方向；
节点选取单元，用于根据供电方向在目标点中选取端节点；
统计处理单元，用于基于端节点统计电力线路，根据电力线路和端节点的关系确定电力线路间的逻辑关系和空间关系；
其中，所述逻辑关系用于表征电力线路之间的影响程度，空间关系用于表征电力线路的空间位置关系；所有电力线路均含有唯一编号。
进一步的，所述采样点确定模块12包括：
模型创建单元，用于根据所述逻辑关系创建电路模型；其中，所述电路模型中的各线段含有编号；
模型选取单元，用于根据空间位置关系在电路模型中选取目标模型，作为电力传输模型；
点位确定单元，用于基于预设的频率在电力传输模型中的各线段上确定采样点；
类型标记单元，用于获取端节点的电流数据，根据所述电流数据和逻辑关系确定各采样点的预测电流，根据预测电流对采样点进行类型标记；所述类型标记的映射数值由预测电流确定。
具体的，所述数据采集模块13包括：
仪表选取单元，用于根据采样点处的映射数值选取监测仪表；
参数标记单元，用于对所述监测仪表进行参数标定；其中，标定的参数用于调节电力数据的数据采集频率；
采集执行单元，用于根据参数标定后的监测仪表实时采集电力数据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电力数据采集方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电网待检区的端节点，基于端节点统计电力线路及其逻辑关系和空间关系；
根据所述逻辑关系和空间关系创建电力传输模型，基于电力传输模型确定含有类型标记的采样点；不同类型标记含有对应的映射数值；
由采样点处安装监测仪表，由监测仪表实时采集电力数据；
基于类型标记对采集到的电力数据进行验证，当验证通过时，将电力数据上传至存储端。
2.根据权利要求1所述的电力数据采集方法，其特征在于，所述获取电网待检区的端节点，基于端节点统计电力线路及其逻辑关系和空间关系的步骤包括：
获取电网待检区的设备分布信息，根据设备分布信息确定目标点；
遍历目标点，获取与所述目标点相连的电力线路的供电方向；
根据供电方向在目标点中选取端节点；
基于端节点统计电力线路，根据电力线路和端节点的关系确定电力线路间的逻辑关系和空间关系；
其中，所述逻辑关系用于表征电力线路之间的影响程度，空间关系用于表征电力线路的空间位置关系；所有电力线路均含有唯一编号。
3.根据权利要求1所述的电力数据采集方法，其特征在于，所述根据所述逻辑关系和空间关系创建电力传输模型，基于电力传输模型确定含有类型标记的采样点的步骤包括：
根据所述逻辑关系创建电路模型；其中，所述电路模型中的各线段含有编号；
根据空间位置关系在电路模型中选取目标模型，作为电力传输模型；
基于预设的频率在电力传输模型中的各线段上确定采样点；
获取端节点的电流数据，根据所述电流数据和逻辑关系确定各采样点的预测电流，根据预测电流对采样点进行类型标记；所述类型标记的映射数值由预测电流确定。
4.根据权利要求1所述的电力数据采集方法，其特征在于，所述由采样点处安装监测仪表，由监测仪表实时采集电力数据的步骤包括：
根据采样点处的映射数值选取监测仪表；
对所述监测仪表进行参数标定；其中，标定的参数用于调节电力数据的数据采集频率；
根据参数标定后的监测仪表实时采集电力数据。
5.根据权利要求1所述的电力数据采集方法，其特征在于，所述基于类型标记对采集到的电力数据进行验证，当验证通过时，将电力数据上传至存储端的步骤包括：
基于类型标记确定不同采样点之间的理论差异度；
读取某一采样点处的电力数据，根据计算出的与其他采样点的理论差异度，计算其他采样点的理论数据；
比对其他采样点的理论数据及其电力数据，得到损失度；
统计得到的损失度，判定当前采样点的电力数据是否存在异常；
当电力数据不存在异常时，将电力数据上传至存储端。
6.根据权利要求5所述的电力数据采集方法，其特征在于，理论差异度的计算过程包括：
根据预设的转换模型将电力数据转换为数值；其中，所述转换模型为互逆映射模型；
采用同一损失函数对数值进行运算，计算损失度；
所述损失函数为：
；
式中，为理论数据对应的数值和电力数据对应的数值之间的数值差；/>为损失度。
7.一种电力数据采集系统，其特征在于，所述系统包括：
关系统计模块，用于获取电网待检区的端节点，基于端节点统计电力线路及其逻辑关系和空间关系；
采样点确定模块，用于根据所述逻辑关系和空间关系创建电力传输模型，基于电力传输模型确定含有类型标记的采样点；不同类型标记含有对应的映射数值；
数据采集模块，用于由采样点处安装监测仪表，由监测仪表实时采集电力数据；
数据验证模块，用于基于类型标记对采集到的电力数据进行验证，当验证通过时，将电力数据上传至存储端。
8.根据权利要求7所述的电力数据采集系统，其特征在于，所述关系统计模块包括：
目标点确定单元，用于获取电网待检区的设备分布信息，根据设备分布信息确定目标点；
遍历处理单元，用于遍历目标点，获取与所述目标点相连的电力线路的供电方向；
节点选取单元，用于根据供电方向在目标点中选取端节点；
统计处理单元，用于基于端节点统计电力线路，根据电力线路和端节点的关系确定电力线路间的逻辑关系和空间关系；
其中，所述逻辑关系用于表征电力线路之间的影响程度，空间关系用于表征电力线路的空间位置关系；所有电力线路均含有唯一编号。
9.根据权利要求7所述的电力数据采集系统，其特征在于，所述采样点确定模块包括：
模型创建单元，用于根据所述逻辑关系创建电路模型；其中，所述电路模型中的各线段含有编号；
模型选取单元，用于根据空间位置关系在电路模型中选取目标模型，作为电力传输模型；
点位确定单元，用于基于预设的频率在电力传输模型中的各线段上确定采样点；
类型标记单元，用于获取端节点的电流数据，根据所述电流数据和逻辑关系确定各采样点的预测电流，根据预测电流对采样点进行类型标记；所述类型标记的映射数值由预测电流确定。
10.根据权利要求7所述的电力数据采集系统，其特征在于，所述数据采集模块包括：
仪表选取单元，用于根据采样点处的映射数值选取监测仪表；
参数标记单元，用于对所述监测仪表进行参数标定；其中，标定的参数用于调节电力数据的数据采集频率；
采集执行单元，用于根据参数标定后的监测仪表实时采集电力数据。
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