CN117268588B - 一种远程监控电力柜环境的监测系统 - Google Patents

一种远程监控电力柜环境的监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种远程监控电力柜环境的监测系统，包括：环境采集模块，获取到电力柜的环境数据，并得到电力柜的环境故障值；监测优化模块，基于每个监测区域的温度故障信号和温度正常信号，进行监控区域的优化，得到电力柜不合格区域和电力柜合格区域；监测管理平台，获取到配电柜的电力柜不合格区域，获取到监测系数，生成监测信号；整合不合格信号的监测系数是：将每个监测区域的环境故障值进行相加求和，再除以整合不合格区域的面积得到，本发明不仅可以对电力柜整体进行故障区域的提取，可以有效减少监测的范围，完成针对性监测；还可以对电力柜的故障区域进行重点监测，并根据其表现情况，分配以不同的监测频率，保证监测的适配性。

Description

一种远程监控电力柜环境的监测系统
技术领域
本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种远程监控电力柜环境的监测系统。
背景技术
中国专利CN110989476A公开了一种远程监控电力柜环境的监测系统，当温度高于定值时启动风机加快散热，定时将温湿度及图像信息传输到远程终端，远程终端通过对比分析温湿度及图像信息监测接线头及接线组件，及时发现生锈的接线头及接线组件，达到远程监测电力通信机柜的目的；
现有技术，实现远程监测电力通信机柜，利于发现及维护生锈的接线头和接线组件，避免接线开关损毁及输电不稳；通过各个传感器与采集器能够实时采集电力柜内部的工作环境指标，便于监控人员及时了解到电力柜内部的环境情况；通过监控中心与监控终端连接，能够实现远程监控；监控中心报警模块能够及时告知监控人员电力柜内部的环境问题；
但是，其在监测过程中，当电力柜内部分区域存在故障时，其不能对部分的故障区域进行提取识别，难以达到对电力柜的故障区域进行针对性监测的效果；同时也达不到对电力柜的故障区域进行重点监测，并根据其表现情况，分配以不同的监测频率，保证监测的适配性的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种远程监控电力柜环境的监测系统，解决以下技术问题：
当电力柜内部分区域存在故障时，其不能对部分的故障区域进行提取识别，难以达到对电力柜的故障区域进行针对性监测的效果；同时也达不到对电力柜的故障区域进行重点监测，并根据其表现情况，分配以不同的监测频率，保证监测的适配性的目的。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种远程监控电力柜环境的监测系统，包括：
环境采集模块，获取到电力柜的环境数据，并得到电力柜的环境故障值；
监测优化模块，基于每个监测区域的温度故障信号和温度正常信号，进行监控区域的优化，得到电力柜不合格区域和电力柜合格区域；其中，监控区域的优化过程包括：根据每个监测区域的温度故障信号和温度正常信号，将相同信号的监测区域整合；
监测管理平台，获取到配电柜的电力柜不合格区域，基于监测优化模块得到由一个温度故障信号的监测区域组成的电力柜不合格区域，和由相邻温度故障信号的监测区域组成的电力柜不合格区域，并分别标记独立不合格区域和整合不合格区域，获取到监测系数，生成监测信号；其中，监测信号包括监测高频信号和监测低频信号；
独立不合格区域的监测系数是：将独立不合格区域的环境故障值除以对应的独立不合格区域的面积得到；
整合不合格区域的监测系数是：将每个监测区域的环境故障值进行相加求和，再除以整合不合格区域的面积得到；
若监测系数大于等于监测系数阈值时，则生成监测高频信号；
若监测系数小于监测系数阈值时，则生成监测低频信号；
再将监测系数与监测系数阈值做差值计算，得到监测系数差值CJ；利用公式，计算得到传感器数据采集频率值Pc；其中，CJy为监测系数阈值，Pp为传感器历史时间内的平均采集频率。
作为本发明进一步的方案：环境故障值的获取过程：
获取到每个监测区域的温度故障信号，统计在监测周期内，每个监测区域的温度故障信号的次数和温度故障信号的持续时间；
将温度故障信号的次数除以监测周期，计算得到温度故障次数频率值，将温度故障信号的持续时间除以监测周期，计算得到温度故障次数概率值；
将得到温度故障次数频率值和温度故障次数概率值相加求和，得到电力柜内每个监测区域的环境故障值。
作为本发明进一步的方案：将电力柜按照矩形网格的方式划分i个矩形的监测区域，获取到每个监测区域的实时温度值；
将得到的每个监测区域的实时温度值分别与对应的每个监测区域的实时温度阈值进行比较；
若实时温度值大于等于实时温度阈值时，则生成温度故障信号；
若实时温度值小于实时温度阈值时，则生成温度正常信号。
作为本发明进一步的方案：获取到每个监测区域的温度正常信号，将相邻的且均生成温度正常信号的监测区域进行合并，标记电力柜合格区域。
作为本发明进一步的方案：获取到每个监测区域的温度故障信号，将独立的且生成温度故障信号的监测区域，标记电力柜不合格区域；
将相邻的且生成温度故障信号的监测区域进行合并，标记电力柜不合格区域。
作为本发明进一步的方案：监测布局模块，获取到电力柜整合不合格区域，同时获取到电力柜整合不合格区域内每个监测区域的环境故障值；
提取电力柜整合不合格区域内每个监测区域的环境故障值，将相邻的监测区域的环境故障值进行差值计算，得到环境故障差值；
将环境故障差值与环境故障差阈值进行比较；
若环境故障差值大于等于环境故障差阈值时，则表示两个监测区域环境存在较大差异，生成区域不合并信号；
若环境故障差值小于环境故障差阈值时，则表示两个监测区域存在环境较小差异，生成区域合并信号；
当得到区域合并信号时，此时将生成新的区域，再将新的区域与相邻区域按照上述的差值计算得到环境故障差值，并与环境故障差阈值进行比较，做进一步合并工作；
从而将电力柜整合不合格区域分成合并区域和不合并区域。
作为本发明进一步的方案：提取该整合不合格区域的中心点位置，以及整合不合格区域的环境故障值最高点位置，将中心点位置与最高点位置连线，得到连线长度和水平方向夹角，并标记为偏移值和偏移角度;
将电力柜整合不合格区域内所有传感器，按照偏移值和偏移角度进行移动，其中合并区域保留一个传感器，将合并区域内其他的传感器都停止运行工作，而保留一个传感器的规则为：针对所有传感器移动后，合并区域内只选择一个传感器进行环境监测，传感器选择位于合并区域中心点最近距离的传感器。
作为本发明进一步的方案：环境故障值最高点位置的提取过程为：选择整合不合格区域的环境故障值最大值所对应的监测区域，并将该监测区域的中心点标记为环境故障值最高点。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过环境采集模块，获取到电力柜的环境数据，并得到电力柜的环境故障值；监测优化模块，基于每个监测区域的环境故障值，进行监控区域的优化，得到电力柜不合格区域和电力柜合格区域；监测管理平台，获取到配电柜的电力柜不合格区域，获取到监测系数，生成监测信号；本发明实施例通过对电力柜先小区域划分采集温度的环境数据，其分析各自区域环境情况，得到相应信号和环境故障值，再根据信号对监控区域进行重新整合，得到合格区域和不合格区域，从而便于对电力柜进行监测，再在重新整合的基础上，对不合格区域根据环境故障值进行监测频率设置；
所以本发明不仅可以对电力柜整体进行故障区域的提取，可以有效减少监测的范围，完成针对性监测；还可以对电力柜的故障区域进行重点监测，并根据其表现情况，分配以不同的监测频率，保证监测的适配性；
（2）本发明实施例的技术方案：监测布局模块，获取到电力柜整合不合格区域和每个监测区域的环境故障值，对传感器进行布局，本发明实施例在实施例一中环境采集模块和监测管理平台的电力柜整合不合格区域和每个监测区域的环境故障值相互配合下，对该不合格区域的传感器数量和位置进行调整，可以有效减少传感器的工作数量，并保证其监测数据准确性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施例一提供的一种远程监控电力柜环境的监测系统的系统框图；
图2为本发明实施例二提供的一种远程监控电力柜环境的监测系统的系统框图。
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、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种远程监控电力柜环境的监测系统的系统框图，可以执行本发明提供的远程监控电力柜环境的监测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果：
请参阅图1所示，本发明为一种远程监控电力柜环境的监测系统，包括：
环境采集模块，获取到电力柜的环境数据，并得到电力柜的环境故障值；
其中，环境数据包括电力柜内若干个监测区域的环境温度值，该监测区域的划分规则为：将电力柜按照矩形网格的方式划分i个矩形的监测区域；
在一些实施例中，将电力柜按照矩形网格的方式划分i个矩形的监测区域，获取到每个监测区域的实时温度值；
将得到的每个监测区域的实时温度值分别与对应的每个监测区域的实时温度阈值进行比较；
若实时温度值大于等于实时温度阈值时，则生成温度故障信号；
若实时温度值小于实时温度阈值时，则生成温度正常信号；
设置监测周期为T，获取到每个监测区域的温度故障信号，统计在监测周期内，每个监测区域的温度故障信号的次数和温度故障信号的持续时间；
将温度故障信号的次数除以监测周期，计算得到温度故障次数频率值，将温度故障信号的持续时间除以监测周期，计算得到温度故障次数概率值；
将得到温度故障次数频率值和温度故障次数概率值相加求和，得到电力柜内每个监测区域的环境故障值；
监测优化模块，基于每个监测区域的温度故障信号和温度正常信号，进行监控区域的优化，得到电力柜不合格区域和电力柜合格区域；
其中，监控区域的优化过程包括：根据每个监测区域的温度故障信号和温度正常信号，将相同信号的监测区域整合；
在一些实施例中，监测优化模块，首先获取到每个监测区域的温度正常信号，将相邻的且均生成温度正常信号的监测区域进行合并，标记电力柜合格区域；
再获取到每个监测区域的温度故障信号，将独立的且生成温度故障信号的监测区域，标记电力柜不合格区域；将相邻的且生成温度故障信号的监测区域进行合并，标记电力柜不合格区域；
基于每个监测区域的温度故障信号和温度正常信号，将配电柜的监控区域重新划分成电力柜合格区域和电力柜不合格区域；
监测管理平台，获取到配电柜的电力柜不合格区域，获取到监测系数，生成监测信号；
其中，监测信号包括监测高频信号和监测低频信号；
在一些实施例中，监测管理平台，基于监测优化模块可以得到由一个温度故障信号的监测区域组成的电力柜不合格区域，和由相邻温度故障信号的监测区域组成的电力柜不合格区域，并分别标记独立不合格区域和整合不合格区域；
将独立不合格区域的环境故障值除以对应的独立不合格区域的面积，得到监测系数；而整合不合格区域的监测系数是：将每个监测区域的环境故障值进行相加求和，再除以整合不合格区域的面积，得到监测系数；
将监测系数与对应的监测系数阈值进行比较；
若监测系数大于等于监测系数阈值时，则生成监测高频信号；
若监测系数小于监测系数阈值时，则生成监测低频信号；
再将监测系数与监测系数阈值做差值计算，得到监测系数差值CJ；利用公式，计算得到传感器数据采集频率值Pc，从而得到监测高频信号和监测低频信号所对应的频率值；其中，CJy为监测系数阈值，Pp为传感器历史时间内的平均采集频率，其中，传感器可以为环境采集模块的温度传感器，还可以为配电柜内的湿度传感器；
本发明的实施例技术方案：环境采集模块，获取到电力柜的环境数据，并得到电力柜的环境故障值；监测优化模块，基于每个监测区域的环境故障值，进行监控区域的优化，得到电力柜不合格区域和电力柜合格区域；监测管理平台，获取到配电柜的电力柜不合格区域，获取到监测系数，生成监测信号；本发明实施例通过对电力柜先小区域划分采集温度的环境数据，其分析各自区域环境情况，得到相应信号和环境故障值，再根据信号对监控区域进行重新整合，得到合格区域和不合格区域，从而便于对电力柜进行监测，再在重新整合的基础上，对不合格区域根据环境故障值进行监测频率设置；
所以本发明的实施例一，不仅可以对电力柜整体进行故障区域的提取，可以有效减少监测的范围，完成针对性监测；还可以对电力柜的故障区域进行重点监测，并根据其表现情况，分配以不同的监测频率，保证监测的适配性。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种远程监控电力柜环境的监测系统的系统框图，请参阅图2，该监测系统还包括：
监测布局模块，获取到电力柜整合不合格区域和每个监测区域的环境故障值，对传感器进行布局；
在一些实施例中，监测布局模块，获取到电力柜整合不合格区域，同时获取到电力柜整合不合格区域内每个监测区域的环境故障值；
提取电力柜整合不合格区域内每个监测区域的环境故障值，将相邻的监测区域的环境故障值进行差值计算，得到环境故障差值；
将环境故障差值与环境故障差阈值进行比较；
若环境故障差值大于等于环境故障差阈值时，则表示两个监测区域环境存在较大差异，生成区域不合并信号；
若环境故障差值小于环境故障差阈值时，则表示两个监测区域存在环境较小差异，生成区域合并信号；
当得到区域合并信号时，此时将生成新的区域，再将新的区域与相邻区域按照上述的差值计算得到环境故障差值，并与环境故障差阈值进行比较，做进一步合并工作；
从而将电力柜整合不合格区域分成合并区域和不合并区域；
提取该整合不合格区域的中心点位置，以及整合不合格区域的环境故障值最高点位置（环境故障值最高点位置的提取过程为：选择整合不合格区域的环境故障值最大值所对应的监测区域，并将该监测区域的中心点标记为环境故障值最高点），将中心点位置与最高点位置连线，得到连线长度和水平方向夹角，并标记为偏移值和偏移角度；
将电力柜整合不合格区域内所有传感器，按照偏移值和偏移角度进行移动，其中合并区域保留一个传感器，将合并区域内其他的传感器都停止运行工作，而保留一个传感器的规则为：针对所有传感器移动后，合并区域内只选择一个传感器进行环境监测，传感器选择位于合并区域中心点最近距离的传感器；
监测系统与监控中心通信连接，监控中心用于接收监测系统产生的信号和数据，并进行可视化显示，可到达远程监控目的。
本发明实施例的技术方案：监测布局模块，获取到电力柜整合不合格区域和每个监测区域的环境故障值，对传感器进行布局，本发明实施例在实施例一中环境采集模块和监测管理平台的电力柜整合不合格区域和每个监测区域的环境故障值相互配合下，对该不合格区域的传感器数量和位置进行调整，可以有效减少传感器的工作数量，并保证其监测数据准确性。
实施例三
基于上述实施例一和实施例二，本发明为一种远程监控电力柜环境的监测系统的监测方法，包括以下步骤：
步骤1：获取到电力柜的环境数据，并得到电力柜的环境故障值；
步骤2：基于每个监测区域的温度故障信号和温度正常信号，进行监控区域的优化，得到电力柜不合格区域和电力柜合格区域；
步骤3：获取到配电柜的电力柜不合格区域，获取到监测系数，生成监测信号；
步骤4：获取到电力柜整合不合格区域和每个监测区域的环境故障值，对传感器进行布局；
其执行方法完成相应的功能模块的工作，并达到相应的有益效果。
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。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种远程监控电力柜环境的监测系统，其特征在于，包括：
环境采集模块，获取到电力柜的环境数据，并得到电力柜的环境故障值；
环境故障值的获取过程：
获取到每个监测区域的温度故障信号，统计在监测周期内，每个监测区域的温度故障信号的次数和温度故障信号的持续时间；
将温度故障信号的次数除以监测周期，计算得到温度故障次数频率值，将温度故障信号的持续时间除以监测周期，计算得到温度故障次数概率值；
将得到温度故障次数频率值和温度故障次数概率值相加求和，得到电力柜内每个监测区域的环境故障值；
将电力柜按照矩形网格的方式划分i个矩形的监测区域，获取到每个监测区域的实时温度值；
将得到的每个监测区域的实时温度值分别与对应的每个监测区域的实时温度阈值进行比较；
若实时温度值大于等于实时温度阈值时，则生成温度故障信号；
若实时温度值小于实时温度阈值时，则生成温度正常信号；
监测优化模块，基于每个监测区域的温度故障信号和温度正常信号，进行监控区域的优化，得到电力柜不合格区域和电力柜合格区域；其中，监控区域的优化过程包括：根据每个监测区域的温度故障信号和温度正常信号，将相同信号的监测区域整合；
获取到每个监测区域的温度故障信号，将独立的且生成温度故障信号的监测区域，标记电力柜不合格区域；
将相邻的且生成温度故障信号的监测区域进行合并，标记电力柜不合格区域；
监测管理平台，获取到配电柜的电力柜不合格区域，基于监测优化模块得到由一个温度故障信号的监测区域组成的电力柜不合格区域，和由相邻温度故障信号的监测区域组成的电力柜不合格区域，并分别标记独立不合格区域和整合不合格区域，获取到监测系数，生成监测信号；其中，监测信号包括监测高频信号和监测低频信号；
独立不合格区域的监测系数是：将独立不合格区域的环境故障值除以对应的独立不合格区域的面积得到；
整合不合格区域的监测系数是：将每个监测区域的环境故障值进行相加求和，再除以整合不合格区域的面积得到；
若监测系数大于等于监测系数阈值时，则生成监测高频信号；
若监测系数小于监测系数阈值时，则生成监测低频信号；
再将监测系数与监测系数阈值做差值计算，得到监测系数差值CJ；利用公式，计算得到传感器数据采集频率值Pc；其中，CJy为监测系数阈值，Pp为传感器历史时间内的平均采集频率。
2.根据权利要求1所述的一种远程监控电力柜环境的监测系统，其特征在于，监测布局模块，获取到电力柜整合不合格区域，同时获取到电力柜整合不合格区域内每个监测区域的环境故障值；
提取电力柜整合不合格区域内每个监测区域的环境故障值，将相邻的监测区域的环境故障值进行差值计算，得到环境故障差值；
将环境故障差值与环境故障差阈值进行比较；
若环境故障差值大于等于环境故障差阈值时，则表示两个监测区域环境存在较大差异，生成区域不合并信号；
若环境故障差值小于环境故障差阈值时，则表示两个监测区域存在环境较小差异，生成区域合并信号；
当得到区域合并信号时，此时将生成新的区域，再将新的区域与相邻区域按照上述的差值计算得到环境故障差值，并与环境故障差阈值进行比较，做进一步合并工作；
从而将电力柜整合不合格区域分成合并区域和不合并区域。
3.根据权利要求2所述的一种远程监控电力柜环境的监测系统，其特征在于，提取该整合不合格区域的中心点位置，以及整合不合格区域的环境故障值最高点位置，将中心点位置与最高点位置连线，得到连线长度和水平方向夹角，并标记为偏移值和偏移角度；
将电力柜整合不合格区域内所有传感器，按照偏移值和偏移角度进行移动，其中合并区域保留一个传感器，将合并区域内其他的传感器都停止运行工作，而保留一个传感器的规则为：针对所有传感器移动后，合并区域内只选择一个传感器进行环境监测，传感器选择位于合并区域中心点最近距离的传感器。
4.根据权利要求3所述的一种远程监控电力柜环境的监测系统，其特征在于，环境故障值最高点位置的提取过程为：选择整合不合格区域的环境故障值最大值所对应的监测区域，并将该监测区域的中心点标记为环境故障值最高点。
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