CN116933108A - 变电站设备运行状态监测方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents

变电站设备运行状态监测方法、系统、设备及存储介质 Download PDF

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CN116933108A CN202310974250.4A CN202310974250A CN116933108A CN 116933108 A CN116933108 A CN 116933108A CN 202310974250 A CN202310974250 A CN 202310974250A CN 116933108 A CN116933108 A CN 116933108A
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刘万开
陈伟郴
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Abstract

本发明提供一种变电站设备运行状态监测方法、系统、设备及存储介质，涉及变电站设备监测技术领域，包括：获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。本发明通过对变电站设备状态监测的多源数据进行融合分析和深度挖掘，可全面、及时、准确地掌握变电站设备中关键性能的运行状态。实现变电站设备运行状态的自动化检测，从而无需人工巡检，提高了变电站设备运行状态检测的效率，并且避免了漏检情况的发生。

Description

变电站设备运行状态监测方法、系统、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及变电站设备监测技术领域，尤其涉及一种变电站设备运行状态监测方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
现代化建设进程的不断推进使得社会发展对能源应用的需求量越来越大。而电力资源作为能源系统中的重要组成部分，无论是对工业生产还是日常生活都有着重要的意义和影响。在变电站的电力系统组成中，变电站设备作为整个系统中的基础要素，是电力输送和系统运行的坚实基础和先决条件。因此为了保障系统正常运行，需要对变电站设备的运行状态进行监测，通过定期设备检查和维护为变电站的运行提供安全保障，降低故障风险，提高电力系统稳定性。
目前，传统变电站设备运行状态监测主要采用人工巡检和停电预试的方式，人工巡视和停电预试具有一定的局限性，往往只是通过对电器外表的换观察，难以及时发现设备的内在问题等，容易出现遗漏，存在漏检的隐患，且巡检的效率较低。
发明内容
本发明提供一种变电站设备运行状态监测方法、系统、设备及存储介质，旨在解决在对变电站设备运行状态进行监测的过程中，容易出现漏检隐患，且巡检的效率较低。
本发明提供一种变电站设备运行状态监测方法，包括：
获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；
对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；
基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。
根据本发明提供的一种变电站设备运行状态监测方法，所述对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果，包括：
对各所述运行监测数据进行清洗以及预处理，得到各个数据处理结果；
对各所述数据处理结果进行聚类分析，得到所述数据分析结果。
根据本发明提供的一种变电站设备运行状态监测方法，所述对各所述数据处理结果进行聚类分析，得到所述数据分析结果，包括：
针对任一所述运行监测数据，基于所述运行监测数据的数据类型，提取与所述数据类型相同的预设时间段内的历史运行数据；
基于所述运行监测数据和所述历史运行数据，确定所述数据分析结果。
根据本发明提供的一种变电站设备运行状态监测方法，所述基于所述运行监测数据和所述历史运行数据，确定所述数据分析结果，包括：
计算各所述历史运行数据之间的平均值；
计算所述运行监测数据与所述平均值之间的差值；
基于所述差值，确定所述数据分析结果。
根据本发明提供的一种变电站设备运行状态监测方法，所述基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测，包括：
基于所述数据分析结果，判定所述待监测变电站设备是否处于异常工作状态；
若是，则确定异常运行数据，并对所述异常运行数据进行预警。
根据本发明提供的一种变电站设备运行状态监测方法，所述获取待监测变电站设备的各个运行监测数据，包括：
向各个数据采集设备发送数据采集指令，以供各所述数据检测设备在接收所述数据采集指令时，对所述待监测变电站设备的运行状态进行检测，获得所述待监测变电站设备的运行监测数据。
根据本发明提供的一种变电站设备运行状态监测方法，所述运行监测数据至少包括电压、电流、功率、温度和湿度中的一种。
本发明还提供一种变电站设备运行状态监测系统，包括：
获取模块，用于获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；
数据分析模块，用于对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；
预警监测模块，用于基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述变电站设备运行状态监测方法。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述变电站设备运行状态监测方法。
本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述变电站设备运行状态监测方法。
本发明提供的变电站设备运行状态监测方法、系统、设备及存储介质，包括：获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。本发明通过对变电站设备状态监测的多源数据进行融合分析和深度挖掘，可全面、及时、准确地掌握关键性能的健康状态。实现变电站设备运行状态的自动化检测，从而无需人工巡检，提高了设备运行状态监测的效率，并且避免了漏检情况的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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逐一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的变电站设备运行状态监测方法的流程示意图；
图2是本发明提供的变电站设备运行状态监测系统的结构示意图；
图3是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明一个或多个实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明一个或多个实施例。在本发明一个或多个实施例中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本发明一个或多个实施例中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本发明一个或多个实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明一个或多个实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”。
现代化建设进程的不断推进使得社会发展对能源应用的需求量越来越大。而电力资源作为能源系统中的重要组成部分，无论是对工业生产还是日常生活都有着重要的意义和影响。在变电站的电力系统组成中，变电站设备作为整个系统中的基础要素，是电力输送和系统运行的坚实基础和先决条件。因此为了保障系统正常运行，需要对变电站设备的运行状态进行监测，通过定期设备检查和维护为变电站的运行提供安全保障，降低故障风险，提高电力系统稳定性。
目前，传统变电站设备运行状态监测主要采用人工巡检和停电预试的方式，人工巡视和停电预试具有一定的局限性，往往只是通过对电器外表的换观察，难以及时发现设备的内在问题等，容易出现遗漏，存在漏检的隐患，且巡检的效率较低。
针对上述问题，本发明提出了以下实施例。具体地，图1是本发明提供的变电站设备运行状态监测方法的流程示意图。如图1所示，该变电站设备运行状态监测方法包括：
步骤S11，获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；
需要说明的是，本实施例的检测对象为变电站的关键设备，包括变压器、套管、开关柜、电流互感器和电压互感器等设备。
需要说明的是，所述运行监测数据是由预先设置的数据检测设备采集得到，可选地，所述数据检测设备包括频谱仪、超声检测仪、红外检测仪、温度传感器、电压表和电流表等采集设备。
在一实施例中，具体地，向各个数据采集设备发送数据采集指令，以供各所述数据检测设备在接收所述数据采集指令时，对所述待监测变电站设备的运行状态进行检测，获得所述待监测变电站设备的运行监测数据，并将各个运行监测数据返回至监测系统中(本实施例中的执行主体)，可选地，为了提高数据出书的安全性，在数据传输过程中，在对各个运行监测数据进行加密传输。
在另一实施例中，具体地，每一所述待监测变电站设备中还可设置有时间继电器，所述时间继电器与各所述数据检测设备连接，进而所述时间继电器在达到预设定时时长后，将所述监测系统中的控制模块与所述数据检测设备之间的控制电路闭合，从而使得所述控制模块能够向各所述数据采集设备发送数据采集指令，进而获得所述待监测变电站设备的运行监测数据。例如，可提前设定所述时间继电器的定期运行设定时间为24小时，那么从开始计时至到达24小时后，时间继电器闭合控制模块与各数据检测设备之间的控制电路，此时通过控制模块向各个数据检测设备发送数据采集指令，各个数据检测设备在接收到数据采集指令后开始采集运行监测数据。
步骤S12，对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；
其中，所述对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果，包括：对各所述运行监测数据进行清洗以及预处理，得到各个数据处理结果；对各所述数据处理结果进行聚类分析，得到所述数据分析结果。
具体地，为了确保监测数据的质量和可用性，在本实施例中，分别对各所述运行监测数据进行清洗以及预处理，从而去除无用数据和异常运行数据，得到各个数据处理结果。需要说明的是，所述数据清洗和预处理可以采用异常检测、数据插值和数据平滑等算法。进一步地，为了提取有价值的数据信息和规律，对各所述数据处理结果进行数据分析处理，得到所述数据分析结果，所述分析处理包括聚类分析和首末关联等处理方式。
在其他实施例中，也可预先构建各种运行状态下的设备状态预测模型，更为具体地，预先收集变电站设备运行的各个历史运行参数样本，并且人工标注变电站设备的设备标签，所述设备标签表示变电站设备处于正常运行状态或是处于异常运行状态，进而根据所述历史运行参数样本以及设备标签，迭代训练得到各种运行状态下的设备状态预测模型。进而将当前监测到的各个运行监测数据输入至对应的所述设备状态预测模型中，得到所述设备状态预测模型输出的待监测变电站设备的数据分析结果。
步骤S13，基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。
需要说明的是，变电站设备的运行状态为正常运行状态和异常运行状态，异常运行状态又可以分为各种异常原因，包括重载、过载、线路偏差等问题。
具体地，基于所述数据分析结果，判断所述待监测变电站设备是否处于异常工作状态；进一步地，若是处于异常工作状态，则确定异常运行数据，例如，电流值、功率过大导致线路过载等问题。进而对所述异常运行数据进行预警，使得管理人员能够及时对异常数据进行管控修复。
当变电站设备的运行状态为正常运行状态时，将变电站设备的各个运行监测数据在运维展示屏中进行展示，并将变电站设备的运行监测数据存储至历史数据库中，以便于为下一时刻的监测时间提供数据分析的历史数据。
在其他实施例中，在确定待监测变电站设备的运行状态后，生成设备状态信息，然后通过无线通信模块发送至用户终端，例如当待监测变电站设备处于疑似故障状态时，该设备状态信息可以为“设备处于疑似故障状态，请检查是否排查是否存在异常”，用户根据用户终端所提示的信息，即可获悉待监测变电站设备的运行状态，然后根据不同的状态采取不同的措施，从而提高变电站的安全性和稳定性，减少设备停电预试的工作。
本发明实施例通过上述方案，也即：获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。本发明通过对变电站设备状态监测的多源数据进行融合分析和深度挖掘，可全面、及时、准确地掌握关键性能的健康状态。实现变电站设备运行状态的自动化检测，从而无需人工巡检，提高了设备运行状态监测的效率，并且避免了漏检情况的发生。
在本发明的一个实施例中，对各所述数据处理结果进行聚类分析，得到所述数据分析结果，包括：
步骤S21，针对任一所述运行监测数据，基于所述运行监测数据的数据类型，提取与所述数据类型相同的预设时间段内的历史运行数据；
步骤S22，基于所述运行监测数据和所述历史运行数据，确定所述数据分析结果。
具体地，针对任一所述运行监测数据均执行以下步骤：首先确定所述运行监测数据的数据类型，例如，电流值、电压值，进而在预设数据库中提取与所述数据类型相同的预设时间段内的历史运行数据，需要说明的是，所述预设时间段可根据实际情况设置，在此不做具体限制，进一步地，计算各所述历史运行数据之间的平均值，进而计算所述运行监测数据与所述平均值之间的差值，进一步地，将所述差值和预设监测阈值进行比较，从而根据比较结果，确定所述数据分析结果。
例如，获取的运行监测数据为电压数据，则归为电压一类。紧接着从预设数据库中提取预先设置的历史检测时期所存储的数据(即上述历史运行数据)，例如，设置为过去3个月内的电压值。然后计算历史运行数据中所有数据对应的平均值，进而在计算出平均值后，将当前监测到的运行监测数据与平均值进行作差，得到一个差值A，假设预设监测阈值为B；如果A＜B，那么判定此时待监测变电站设备处于正常波动状态，即在正常工作范围内，处于正常工作状态。如果B≤A，那么说明当前所检测的运行监测数据的数据值有点异常，判定此时待监测变电站设备可能出现了故障，设备处于疑似故障状态。
本发明实施例通过获取预设时间段内的历史运行数据，进而对当前监测到的运行监测数据和所述历史运行数据进行分析，确定所述数据分析结果。能够实现对变电站设备各项运行参数的监测和分析，从而提高电力系统的安全稳定运行水平，降低电力事故发生的风险。
下面对本发明提供的变电站设备运行状态监测系统进行描述，下文描述的变电站设备运行状态监测系统与上文描述的变电站设备运行状态监测方法可相互对应参照。
图2是本发明提供的变电站设备运行状态监测系统的结构示意图，如图2所示，本发明实施例的一种变电站设备运行状态监测系统，该系统包括：
获取模块21，用于获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；
数据分析模块22，用于对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；
预警监测模块23，用于基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。
所述变电站设备运行状态监测系统还包括：
对各所述运行监测数据进行清洗以及预处理，得到各个数据处理结果；
对各所述数据处理结果进行聚类分析，得到所述数据分析结果。
所述变电站设备运行状态监测系统还包括：
针对任一所述运行监测数据，基于所述运行监测数据的数据类型，提取与所述数据类型相同的预设时间段内的历史运行数据；
基于所述运行监测数据和所述历史运行数据，确定所述数据分析结果。
所述变电站设备运行状态监测系统还包括：
计算各所述历史运行数据之间的平均值；
计算所述运行监测数据与所述平均值之间的差值；
基于所述差值，确定所述数据分析结果。
所述变电站设备运行状态监测系统还包括：
基于所述数据分析结果，判断所述待监测变电站设备是否处于异常工作状态；
若是，则确定异常运行数据，并对所述异常运行数据进行预警。
所述变电站设备运行状态监测系统还包括：
向各个数据采集设备发送数据采集指令，以供各所述数据检测设备在接收所述数据采集指令时，对所述待监测变电站设备的运行状态进行检测，获得所述待监测变电站设备的运行监测数据。
所述变电站设备运行状态监测系统还包括，所述运行监测数据至少包括电压、电流、功率、温度和湿度中的一种。
在此需要说明的是，本发明实施例提供的上述系统，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同部分及有益效果进行具体赘述。
图3是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、存储器(memory)320、通信接口(CommunicationsInterface)330和通信总线340，其中，处理器310，存储器320，通信接口330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器320中的逻辑指令，以执行变电站设备运行状态监测方法，该方法包括：获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。
此外，上述的存储器320中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的变电站设备运行状态监测方法，该方法包括：获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在非暂态计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的变电站设备运行状态监测方法，该方法包括：获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。
以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种变电站设备运行状态监测方法，其特征在于，包括：
获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；
对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；
基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。
2.根据权利要求1所述的变电站设备运行状态监测方法，其特征在于，所述对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果，包括：
对各所述运行监测数据进行清洗以及预处理，得到各个数据处理结果；
对各所述数据处理结果进行聚类分析，得到所述数据分析结果。
3.根据权利要求2所述的变电站设备运行状态监测方法，其特征在于，所述对各所述数据处理结果进行聚类分析，得到所述数据分析结果，包括：
针对任一所述运行监测数据，基于所述运行监测数据的数据类型，提取与所述数据类型相同的预设时间段内的历史运行数据；
基于所述运行监测数据和所述历史运行数据，确定所述数据分析结果。
4.根据权利要求3所述的变电站设备运行状态监测方法，其特征在于，所述基于所述运行监测数据和所述历史运行数据，确定所述数据分析结果，包括：
计算各所述历史运行数据之间的平均值；
计算所述运行监测数据与所述平均值之间的差值；
基于所述差值，确定所述数据分析结果。
5.根据权利要求1所述的变电站设备运行状态监测方法，其特征在于，所述基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测，包括：
基于所述数据分析结果，判断所述待监测变电站设备是否处于异常工作状态；
若是，则确定异常运行数据，并对所述异常运行数据进行预警。
6.根据权利要求1所述的变电站设备运行状态监测方法，其特征在于，所述获取待监测变电站设备的各个运行监测数据，包括：
向各个数据采集设备发送数据采集指令，以供各所述数据检测设备在接收所述数据采集指令时，对所述待监测变电站设备的运行状态进行检测，获得所述待监测变电站设备的运行监测数据。
7.根据权利要求1所述的变电站设备运行状态监测方法，其特征在于，所述运行监测数据至少包括电压、电流、功率、温度和湿度中的一种。
8.一种变电站设备运行状态监测系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取待监测变电站设备的各个运行监测数据；
数据分析模块，用于对各所述运行监测数据进行数据分析，得到数据分析结果；
预警监测模块，用于基于所述数据分析结果，对所述待监测变电站设备的运行状态进行预警监测。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述变电站设备运行状态监测方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述变电站设备运行状态监测方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117633592A (zh) * 2023-11-29 2024-03-01 宁夏京银智慧新能源有限公司 一种新能源电站智能监盘系统

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