CN117458711B - 一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统 - Google Patents

一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，属于电网调度工作监测管理技术领域，包括调度识别模块、采集模块和监测模块；所述调度识别模块用于对接调度系统，实时识别应用的调度指令，设置调度指令对应的影响区域，并标记影响区域对应的各监测项，根据获得的影响区域和各监测项建立调度监测图；所述采集模块用于进行调度数据采集，获取调度监测图，基于调度监测图进行实时调度数据采集，将采集的调度数据在调度监测图中进行实时显示；所述监测模块用于根据采集的调度数据进行异常监测，判断是否符合电网调度预设监测要求，当判断符合监测要求时，不进行预警操作；当判断不符合监测要求时，进行相应的预警。

Description

一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统
技术领域
本发明属于电网调度工作监测管理技术领域，具体是一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统。
背景技术
电网是一个庞大而复杂的系统，而电网调度工作又具有很高的复杂性，需要对电力负荷、电压、电流等参数进行实时监测和调度。传统的电网调度工作需要调度员在现场进行操作和管理，存在人力和物力资源的浪费；而且传统的人工监测和管理方式存在效率低下、容易出错的问题；而电网安全和稳定性对社会经济运行至关重要；因此为了提高电网调度工作的效率和准确性，提高电网的安全性和稳定性，本发明提供了一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，通过基于物联网的电网调度工作监测管理系统实现对电网调度的智能监测。
发明内容
为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，包括调度识别模块、采集模块和监测模块；
所述调度识别模块用于对接调度系统，实时识别应用的调度指令，设置调度指令对应的影响区域，并标记影响区域对应的各监测项，根据获得的影响区域和各监测项建立调度监测图。
进一步地，影响区域的设置方法包括：
确定具有的各待选指令，获取各待选指令的历史调度数据，根据历史调度数据确定对应的影响设施；汇总各待选指令对应的影响设施，根据汇总的影响设施确定用户对应的全局影响覆盖范围；
识别应用的调度指令，获取调度指令对应的影响设施信息，将获得的影响设施信息在全局影响覆盖范围中进行相应的标记，形成调度指令对应的影响区域。
进一步地，监测项的设置方法包括：
识别影响区域中的各影响设施，根据识别的各影响设施确定需要进行监测的影响设施以及对应的监测内容，将需要进行监测的影响设施标记为目标设施；根据各监测内容设置对应的监测项。
进一步地，调度监测图的设置方法包括：
标记相应的影响区域，影响区域内包括各对应的影响设施；形成影响区域对应的区域图谱，在区域图谱中标记各目标设施对应的监测项；将当前的区域图谱标记为调度监测图。
所述采集模块用于进行调度数据采集，获取调度监测图，基于调度监测图进行实时调度数据采集，将采集的调度数据在调度监测图中进行实时显示。
进一步地，在进行调度数据采集前，根据调度监测图进行采集设备补充完善。
进一步地，采集设备的补充完善方法包括：
识别调度监测图中的各目标设施以及对应的各监测项，获取目标设施对应的采集设备，评估获得采集设备能否实现各监测项的调度数据采集；
当评估能够实现各监测项的调度数据采集时，判断所述目标设施不用进行采集设备补充；
当评估不能实现各监测项的调度数据采集时，识别对应不能实现的监测项，标记为补充项，根据目标设施和补充项补充对应的采集设备；直到全部评估合格为止。
进一步地，采集设备的另一种补充完善方法包括：
对调度监测图中影响区域进行采集分割，形成若干个采集单元区域，并在采集单元区域内标记对应的采集目标；
识别采集单元区域内的采集设备，根据采集目标对各采集设备进行评估，获得评估结果，根据获得的评估结果进行该采集单元区域的采集设备补充。
进一步地，根据采集目标对各采集设备进行评估的方法包括：
将采集目标标记为i，i＝1、2、……、n，n为采集目标数量；将采集设备与各采集目标进行比较评估，判断能否实现采集目标；获得对应的比较评估结果；将获得的比较评估结果标记为xi；
根据监测评估公式计算对应的监测值，其中GXS为监测值，X1为阈值；/>A表示能够实现采集目标；xi表示第i个采集目标的比较评估结果；
当监测值大于0时，评估结果为该采集单元区域需要进行采集设备补充；并识别采集单元区域内不能实现的采集目标，补充到评估结果中；
当监测值不大于0时，评估结果为该采集单元区域不需要进行采集设备补充。
所述监测模块用于根据采集的调度数据进行异常监测，进行影响区域分割，获得若干个监测区域，获取调度监测图，识别调度监测图中对应的调度数据，获得监测区域内各监测项的监测数据，并标记各监测数据对应的采集设备；
获取监测项对应的采集设备的历史监测数据，根据获得的历史监测数据建立对应的异常识别模型；
通过建立的异常识别模型对对应的监测数据进行实时分析，获得对应的异常数据，根据监测区域具有的各监测项设置对应的矩阵模板，将各监测项的异常数据输入到矩阵模板中，获得监测矩阵；
对获得的监测矩阵进行分析，判断是否符合电网调度预设监测要求，当判断符合监测要求时，不进行预警操作；当判断不符合监测要求时，进行相应的预警。
进一步地，异常数据yj＝f(xj)+σj；j＝1、2、……、m，m为正整数；
其中，xj是采集设备的第j个监测数据，yj是对应的异常数据，f(xj)是异常识别模型，σj是随机误差项；
f(xj)为孤立森林算法，表达式为输入是采集设备的第j个监测数据xj，它的输出是对应的异常数据yj。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过调度识别模块、采集模块和监测模块之间的相互配合，实现基于物联网对电网调度的智能监测；同时为了避免因为监测数据不全面而导致分析不精准，通过多种方式完善现有的监测体系，保障监测数据的全面性；为调度指令的精准监管提供数据支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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作简单的介绍，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，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为本发明原理框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。
如图1所示，一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，包括调度识别模块、采集模块和监测模块；
所述调度识别模块用于对接调度系统，实时识别应用的调度指令，设置调度指令对应的影响区域，并标记影响区域对应的各监测项，根据获得的影响区域和各监测项建立调度监测图。
其中，影响区域的设置方法包括：
获取用户具有的能够实现的各种调度指令，标记为待选指令，获取各待选指令的历史调度数据，根据历史调度数据确定对应的影响设施，根据该历史调度数据的实施过程等相关记录可以识别对应的影响设施；汇总各待选指令对应的影响设施，根据汇总的影响设施确定用户对应的全局影响覆盖范围；全局影响覆盖范围根据各影响设施的位置、连接关系等进行确定。
识别应用的调度指令，获取调度指令对应的影响设施信息，将获得的影响设施信息在全局影响覆盖范围中进行相应的标记，形成调度指令对应的影响区域；因为全局影响覆盖范围中具有详细的各设施的连接等关系，可以对调度指令对应的影响设施进行关联补充，避免遗漏。
监测项的设置方法包括：
识别影响区域中的各影响设施，根据识别的各影响设施确定需要进行监测的影响设施以及对应的监测内容，将需要进行监测的影响设施标记为目标设施；根据各监测内容设置对应的监测项。根据调度监测需求可以确定需要进行监测的影响设施以及对应的监测内容。
调度监测图的设置方法包括：
标记相应的影响区域，影响区域内包括各对应的影响设施；形成影响区域对应的区域图谱，在区域图谱中标记各目标设施对应的监测项；将当前的区域图谱标记为调度监测图。
所述采集模块用于进行调度数据采集，获取调度监测图，基于调度监测图进行实时调度数据采集，将采集的调度数据在调度监测图中各目标设施对应的监测项中进行实时显示。
在一个实施例中，直接基于调度监测图进行数据采集，在实际应用中极易出现某些监测项因为缺乏相应的采集设备而无法进行数据采集，因此在本实施中，对现有的采集设备进行分析，补充完善影响区域的采集设备。
一种补充完善方式为：
识别调度监测图中的各目标设施以及对应的各监测项，获取目标设施对应的采集设备，评估获得采集设备能否实现各监测项的调度数据采集，当评估能够实现各监测项的调度数据采集时，判断该目标设施不用进行采集设备补充；当评估不能实现各监测项的调度数据采集时，识别对应不能实现的监测项，标记为补充项，根据目标设施和补充项设置对应的采集设备；直到全部评估合格为止。
另一种补充完善方式为：
获取影响区域内各目标设施对应的采集设备，将获得的采集设备在调度监测图中进行相应标记；
对调度监测图中影响区域进行采集分割，形成若干个采集单元区域，并在采集单元区域内标记对应的采集目标；采集分割是根据相应的采集需求和各监测项进行分割，将可以共同评估监测情况的区域切割为一个采集单元区域，不再进行各个目标设施对应监测项逐一检核，如电流、电压等相关参数，某些部分区域内的各目标设施并不需要每个都要设置相应的采集设备，能够进行共用的；采集目标根据该采集单元区域内对应的各监测项进行设置的，用于表明该采集单元区域需要实现的采集要求；因此，根据实际情况进行分割，不能判定的以对应目标设施进行单独分割；具体的可以基于CNN网络或DNN网络建立对应的分割模型，通过人工的方式建立对应的训练集进行训练，训练集包括各种模拟设置的调度监测图以及对应在调度监测图中标记的各个采集单元区域和采集目标，通过训练成功后的分割模型进行分析，获得对应的采集单元区域和采集目标；
识别采集单元区域内的采集设备，根据采集目标对各采集设备进行评估，获得评估结果，根据获得的评估结果进行该采集单元区域的采集设备补充。
其中，根据采集目标对各采集设备进行评估的方法包括：
将采集目标标记为i，i＝1、2、……、n，n为采集目标数量；将采集设备与各采集目标进行比较评估，判断能否实现该采集目标，如实现采集单元区域内目标设施1、目标设施2、目标设施3的电流采集，而采集设备仅能实现目标设施1、目标设施2的电流采集，不能实现对应采集目标；根据对应采集设备的采集能力可以进行直接判断；获得对应的比较评估结果，将获得的比较评估结果标记为xi，表示第i个采集目标的比较评估结果；
根据监测评估公式计算对应的监测值，其中GXS为监测值，X1为阈值；/>A表示能够实现采集目标；
当监测值大于0时，评估结果为该采集单元区域需要进行采集设备补充；并识别采集单元区域内不能实现的采集目标，补充到评估结果中；
当监测值不大于0时，评估结果为该采集单元区域不需要进行采集设备补充。
当需要进行采集设备补充时，根据对应需要进行补充的采集目标进行补充。
所述监测模块用于根据采集的调度数据进行异常监测，进行影响区域分割，获得若干个监测区域，与上述采集单元区域的分割方式相同，即采集单元区域；若分割有采集单元区域，则直接将采集单元区域视为监测区域；获取调度监测图，识别调度监测图中对应的调度数据，获得监测区域内各监测项的监测数据，并标记各监测数据对应的采集设备；
获取监测项对应的采集设备的历史监测数据，根据获得的历史监测数据建立对应的异常识别模型；
通过建立的异常识别模型对对应的监测数据进行实时分析，获得对应的异常数据yj，yj与xj之间的关系如下式：
yj＝f(xj)+σj；j＝1、2、……、m，m为正整数；
其中，xj是采集设备的第j个监测数据，yj是对应的异常数据，f(xj)是异常识别模型，σj是随机误差项；
f(xj)为孤立森林算法，表达式为输入是采集设备的第j个监测数据xj，它的输出是对应的异常数据yj。
根据监测区域具有的各监测项设置对应的矩阵模板，通过人工的方式进行设置，用于后续直接输入对应的数值；将各监测项的异常数据输入到矩阵模板中，获得监测矩阵。
对获得的监测矩阵进行分析，判断是否符合电网调度预设监测要求，当判断符合监测要求时，不进行预警操作；当判断不符合监测要求时，进行相应的预警，具体的预警方式由用户根据自身需求进行相应设置。
对获得的监测矩阵进行分析，可以采用现有的分析方法进行，如利用现有的相关技术判断监测矩阵是否符合监测要求；还可以基于CNN网络或DNN网络建立对应的监测分析模型，通过人工的方式建立对应的训练集进行训练，训练集包括模拟设置的各种监测矩阵、监测要求以及对应的分析结果；通过训练成功后的监测分析模型进行分析，获得对应的分析结果。
通过调度识别模块、采集模块和监测模块之间的相互配合，实现基于物联网对电网调度的智能监测；同时为了避免因为监测数据不全面而导致分析不精准，通过多种方式完善现有的监测体系，保障监测数据的全面性；为调度指令的精准监管提供数据支撑。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，其特征在于，包括调度识别模块、采集模块和监测模块；
所述调度识别模块用于对接调度系统，实时识别应用的调度指令，设置调度指令对应的影响区域，并标记影响区域对应的各监测项，根据获得的影响区域和各监测项建立调度监测图；
所述采集模块用于进行调度数据采集，获取调度监测图，基于调度监测图进行实时调度数据采集，将采集的调度数据在调度监测图中进行实时显示；
所述监测模块用于根据采集的调度数据进行异常监测，进行影响区域分割，获得若干个监测区域，获取调度监测图，识别调度监测图中对应的调度数据，获得监测区域内各监测项的监测数据，并标记各监测数据对应的采集设备；
获取监测项对应的采集设备的历史监测数据，根据获得的历史监测数据建立对应的异常识别模型；
通过建立的异常识别模型对对应的监测数据进行实时分析，获得对应的异常数据，根据监测区域具有的各监测项设置对应的矩阵模板，将各监测项的异常数据输入到矩阵模板中，获得监测矩阵；
对获得的监测矩阵进行分析，判断是否符合电网调度预设监测要求，当判断符合监测要求时，不进行预警操作；当判断不符合监测要求时，进行相应的预警。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，其特征在于，影响区域的设置方法包括：
确定具有的各待选指令，获取各待选指令的历史调度数据，根据历史调度数据确定对应的影响设施；汇总各待选指令对应的影响设施，根据汇总的影响设施确定用户对应的全局影响覆盖范围；
识别应用的调度指令，获取调度指令对应的影响设施信息，将获得的影响设施信息在全局影响覆盖范围中进行相应的标记，形成调度指令对应的影响区域。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，其特征在于，监测项的设置方法包括：
识别影响区域中的各影响设施，根据识别的各影响设施确定需要进行监测的影响设施以及对应的监测内容，将需要进行监测的影响设施标记为目标设施；根据各监测内容设置对应的监测项。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，其特征在于，调度监测图的设置方法包括：
标记相应的影响区域，影响区域内包括各对应的影响设施；形成影响区域对应的区域图谱，在区域图谱中标记各目标设施对应的监测项；将当前的区域图谱标记为调度监测图。
5.根据权利要求3所述的一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，其特征在于，采集模块中在进行调度数据采集前，根据调度监测图进行采集设备补充完善。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，其特征在于，采集设备的补充完善方法包括：
识别调度监测图中的各目标设施以及对应的各监测项，获取目标设施对应的采集设备，评估获得采集设备能否实现各监测项的调度数据采集；
当评估能够实现各监测项的调度数据采集时，判断所述目标设施不用进行采集设备补充；
当评估不能实现各监测项的调度数据采集时，识别对应不能实现的监测项，标记为补充项，根据目标设施和补充项补充对应的采集设备；直到全部评估合格为止。
7.根据权利要求5所述的一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，其特征在于，采集设备的补充完善方法包括：
对调度监测图中影响区域进行采集分割，形成若干个采集单元区域，并在采集单元区域内标记对应的采集目标；
识别采集单元区域内的采集设备，根据采集目标对各采集设备进行评估，获得评估结果，根据获得的评估结果进行该采集单元区域的采集设备补充。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，其特征在于，根据采集目标对各采集设备进行评估的方法包括：
将采集目标标记为i，i=1、2、……、n，n为采集目标数量；将采集设备与各采集目标进行比较评估，判断能否实现采集目标；获得对应的比较评估结果；将获得的比较评估结果标记为xi；
根据监测评估公式计算对应的监测值，其中GXS为监测值，X1为阈值；/>，A表示能够实现采集目标；xi表示第i个采集目标的比较评估结果；
当监测值大于0时，评估结果为该采集单元区域需要进行采集设备补充；并识别采集单元区域内不能实现的采集目标，补充到评估结果中；
当监测值不大于0时，评估结果为该采集单元区域不需要进行采集设备补充。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电网调度工作监测管理系统，其特征在于，异常数据yj=f(xj)+σj；j=1、2、……、m，m为正整数；
其中，xj是采集设备的第j个监测数据，yj是对应的异常数据，f(xj)是异常识别模型，σj是随机误差项；
f(xj)为孤立森林算法，表达式为，输入是采集设备的第j个监测数据xj，它的输出是对应的异常数据yj。
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