CN117713357A - 一种具备风险预警的电力监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具备风险预警的电力监控系统及方法，涉及电力监控技术领域，所述具备风险预警的电力监控系统包括监测模块、计时模块、分析模块、警示模块和储存模块；分析模块能够根据温度、电流和电压的数值及对应时间，分析出温度的变化速率值，若变化速率值在系统预设的变化速率值范围之外，则输出速率预警；并分析出电流和电压的波动值，若波动值在系统预设的波动值范围之外，则输出波动预警；当分析模块输出速率预警、电流波动预警或电压波动预警时，说明电力系统的运行不稳定，从而及时发现电力系统的隐性风险，有效的对隐性风险进行预警。
Description
技术领域
本发明涉及电力监控技术领域，更具体地说，它涉及一种具备风险预警的电力监控系统及方法。
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，为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、优质的电能。
电力系统的主体结构有电源(水电站、火电厂、核电站等发电厂)，变电所(升压变电所、负荷中心变电所等)，输电、配电线路和负荷中心，各电源点还互相连接以实现不同地区之间的电能交换和调节，从而提高供电的安全性和经济性，输电线路与变电所构成的网络通常称电力网络，电力系统的信息与控制系统由各种监测设备、通信设备、安全保护装置、自动控制装置以及监控自动化、调度自动化系统组成，电力系统的结构应保证在先进的技术装备和高经济效益的基础上，实现电能生产与消费的合理协调。
其中，各种监测设备需要对电力系统的各种数据进行监测，例如温度、电流、电压等，这些数据可以帮助管理人员了解电力系统的运行状态，并能够及时采取措施，但是，现有的电力系统大多是当监测数据到达阈值后，才对管理人员发出警报，此时的电力系统已出现明显故障，缺乏对隐性风险的评估手段，导致现有的大多电力系统对风险进行预警的效果较差。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种具备风险预警的电力监控系统及方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种具备风险预警的电力监控系统，包括监测模块、计时模块、分析模块、警示模块和储存模块；
所述监测模块用于对电力系统的各种数据进行监测；
所述计时模块用于记录各种数据的对应时间；
所述分析模块用于接收监测模块所监测到的各种数据，所述分析模块还用于接收计时模块记录各种数据的对应时间，所述分析模块还用于根据各种数据和对应时间分析出各种数据的波动值和变化速率值；所述分析模块还用于将各种数据的波动值与系统预设的波动值范围进行对比，当波动值在系统预设的波动值范围之外时，输出波动预警；所述分析模块还用于将各种数据的变化速率值与系统预设的变化速率值范围进行对比，当变化速率值在系统预设的变化速率值范围之外时，输出速率预警；
所述警示模块用于在分析模块输出波动预警和速率预警时，分别对波动预警和速率预警进行警示；
所述储存模块用于接收波动预警和速率预警，并对波动预警和速率预警进行储存。
本申请再进一步的技术方案：所述监测模块包括温度传感器、电流传感器和电压传感器，所述温度传感器用于对电力系统的温度T进行监测，所述电流传感器用于对电力系统的电流I进行监测，所述电压传感器用于对电力系统的电压U进行监测。
本申请再进一步的技术方案：所述计时模块包括计时器，所述计时器用于记录监测模块监测温度T、电流I和电压U时的对应时间。
本申请再进一步的技术方案：所述分析模块包括数据接收单元和分析单元；
所述数据接收单元用于接收监测模块对电力系统监测到的温度T、电流I和电压U，所述数据接收单元还用于接收计时模块所记录的对应时间；
所述分析单元每间隔时长t分别分析一次电力系统温度T的变化速率值；所述分析单元每间隔时长t分别分析一次电力系统电流I和电压U的波动值；
通过公式SLZ＝|Ta-Tb|÷t×i计算出温度T在时长t内的变化速率值SLZ，其中Ta为温度T在时长t内的起始温度值，Tb为温度T在时长t内的最终温度值，i为影响因子且大于零；并将SLZ与系统预设的变化速率值范围进行对比，若SLZ在系统预设的变化速率值范围之外，则分析单元判断电力系统出现故障，并输出速率预警；
通过公式BDZ＝(Gmax-Gmin)÷2×k计算出电流I或电压U在时长t内的波动值BDZ，其中Gmax为电流I或电压U在时长t内的最高值，Gmin为电流I或电压U在时长t内的最低值，k为影响因子且大于零；
将BDZ与系统预设的波动值范围进行对比，若电流I的BDZ在系统预设的波动值范围之外，则分析单元判断电力系统出现故障，并输出电流波动预警；
若电压U的BDZ在系统预设的波动值范围之外，则分析单元判断电力系统出现故障，并输出电压波动预警。
本申请再进一步的技术方案：所述警示模块包括速率指示灯、电流波动指示灯、电压波动指示灯和蜂鸣器；
当所述分析单元输出速率预警时，所述速率指示灯闪烁，所述电流波动指示灯和电压波动指示灯均不闪烁；
当所述分析单元输出电流波动预警时，所述电流波动指示灯闪烁，所述速率指示灯和电压波动指示灯均不闪烁；
当所述分析单元输出电压波动预警时，所述电压波动指示灯闪烁，所述速率指示灯和电流波动指示灯均不闪烁；
当所述分析单元输出速率预警、电流波动预警或电压波动预警时，所述蜂鸣器均发出警报。
本申请再进一步的技术方案：所述警示模块还包括通信单元，所述通信单元用于将速率预警、电流波动预警和电压波动预警发送至上位机。
本申请再进一步的技术方案：所述储存模块包括预警接收单元和预警储存单元；
所述预警接收单元用于接收分析单元输出的速率预警、电流波动预警和电压波动预警；
所述预警储存单元用于储存速率预警、电流波动预警和电压波动预警。
本申请还提供一种具备风险预警的电力监控方法，应用于上述所述的一种具备风险预警的电力监控系统，所述具备风险预警的电力监控方法包括以下步骤：
S1：监测模块对电力系统的温度、电流和电压进行监测，计时模块同时记录监测模块监测温度、电流和电压的对应时间；
S2：分析模块根据温度、电流和电压的数值及对应时间，分析出温度的变化速率值，若变化速率值在系统预设的变化速率值范围之外，则输出速率预警；并分析出电流和电压的波动值，若电流的波动值在系统预设的波动值范围之外，则输出电流波动预警，若电压的波动值在系统预设的波动值范围之外，则输出电压波动预警；
S3：警示模块在分析模块输出速率预警、电流波动预警或电压波动预警时，分别进行警示，并将速率预警、电流波动预警和电压波动预警发送至上位机；
S4：储存模块对速率预警、电流波动预警和电压波动预警进行储存。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明中的分析模块根据温度、电流和电压的数值及对应时间，分析出温度的变化速率值，若变化速率值在系统预设的变化速率值范围之外，则输出速率预警；并分析出电流和电压的波动值，若电流的波动值在系统预设的波动值范围之外，则输出电流波动预警，若电压的波动值在系统预设的波动值范围之外，则输出电压波动预警；当分析模块输出速率预警、电流波动预警或电压波动预警时，说明电力系统的运行不稳定，即将出现或已经出现故障，从而及时发现电力系统的隐性风险，有效的对隐性风险进行预警，便于管理人员在电力系统出现重大故障前及时处理，减小故障损失。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例中一种具备风险预警的电力监控系统的模块示意图；
图2为本发明实施例中监测模块的模块示意图；
图3为本发明实施例中警示模块的模块示意图。
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。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1，本申请的一个实施例中，一种具备风险预警的电力监控系统，包括监测模块、计时模块、分析模块、警示模块和储存模块；
所述监测模块用于对电力系统的各种数据进行监测；
所述计时模块用于记录各种数据的对应时间；
所述分析模块用于接收监测模块所监测到的各种数据，所述分析模块还用于接收计时模块记录各种数据的对应时间，所述分析模块还用于根据各种数据和对应时间分析出各种数据的波动值和变化速率值；所述分析模块还用于将各种数据的波动值与系统预设的波动值范围进行对比，当波动值在系统预设的波动值范围之外时，说明电力系统的运行不稳定，即将出现或已经出现故障，输出波动预警；所述分析模块还用于将各种数据的变化速率值与系统预设的变化速率值范围进行对比，当变化速率值在系统预设的变化速率值范围之外时，说明电力系统的运行不稳定，即将出现或已经出现故障，输出速率预警；
通过对电力系统的波动值和变化速率值进行分析，能够发现电力系统的不稳定，从而及时发现电力系统的隐性风险，有效的对隐性风险进行预警，便于管理人员在电力系统出现重大故障前及时处理，减小故障损失；
所述警示模块用于在分析模块输出波动预警和速率预警时，分别对波动预警和速率预警进行警示；
所述储存模块用于接收波动预警和速率预警，并对波动预警和速率预警进行储存。
参照图2，作为本申请一个优选的实施例，所述监测模块包括温度传感器、电流传感器和电压传感器，所述温度传感器用于对电力系统的温度T进行监测，所述电流传感器用于对电力系统的电流I进行监测，所述电压传感器用于对电力系统的电压U进行监测；
当然，本实施例不对传感器的种类和数量进行限制，在实际应用中，也可使用其中种类的传感器对所需数据进行监测。
参照图1，作为本申请一个优选的实施例，所述计时模块包括计时器，所述计时器用于记录监测模块监测温度T、电流I和电压U时的对应时间。
参照图1，作为本申请一个优选的实施例，所述分析模块包括数据接收单元和分析单元；
所述数据接收单元用于接收监测模块对电力系统监测到的温度T、电流I和电压U，所述数据接收单元还用于接收计时模块所记录的对应时间；
所述分析单元每间隔时长t分别分析一次电力系统温度T的变化速率值；所述分析单元每间隔时长t分别分析一次电力系统电流I和电压U的波动值；
通过公式SLZ＝|Ta-Tb|÷t×i计算出温度T在时长t内的变化速率值SLZ，其中Ta为温度T在时长t内的起始温度值，Tb为温度T在时长t内的最终温度值，i为影响因子且大于零；并将SLZ与系统预设的变化速率值范围进行对比，若SLZ在系统预设的变化速率值范围之外，说明电力系统的升温或降温速度过快，电力系统的运行不稳定，例如用于对电力系统进行散热的装置可能运行不稳定，散热装置即将出现或已经出现故障，则分析单元判断电力系统出现故障，并输出速率预警，便于管理人员在电力系统出现重大故障前及时处理，减小故障损失；
通过公式BDZ＝(G max-G min)÷2×k计算出电流I或电压U在时长t内的波动值BDZ，其中Gmax为电流I或电压U在时长t内的最高值，Gmin为电流I或电压U在时长t内的最低值，k为影响因子且大于零；
将BDZ与系统预设的波动值范围进行对比，若电流I的BDZ在系统预设的波动值范围之外，则分析单元判断电力系统出现故障，并输出电流波动预警；
若电压U的BDZ在系统预设的波动值范围之外，则分析单元判断电力系统出现故障，并输出电压波动预警；
同理，当电流或电压的波动值在系统预设的波动值范围之外时，说明电力系统的运行不稳定，输出电流波动预警或电压波动预警，能够便于管理人员在电力系统出现重大故障前及时处理，减小故障损失；
参照图3，作为本申请一个优选的实施例，所述警示模块包括速率指示灯、电流波动指示灯、电压波动指示灯和蜂鸣器；
当所述分析单元输出速率预警时，所述速率指示灯闪烁，所述电流波动指示灯和电压波动指示灯均不闪烁；
当所述分析单元输出电流波动预警时，所述电流波动指示灯闪烁，所述速率指示灯和电压波动指示灯均不闪烁；
当所述分析单元输出电压波动预警时，所述电压波动指示灯闪烁，所述速率指示灯和电流波动指示灯均不闪烁；
根据不同的指示灯，便于管理人员有针对地检修，有助于缩小检修范围；
当所述分析单元输出速率预警、电流波动预警或电压波动预警时，所述蜂鸣器均发出警报。
参照图3，作为本申请一个优选的实施例，所述警示模块还包括通信单元，所述通信单元用于将速率预警、电流波动预警和电压波动预警发送至上位机，便于管理人员能够第一时间了解到预警信息。
参照图1，作为本申请一个优选的实施例，所述储存模块包括预警接收单元和预警储存单元；
所述预警接收单元用于接收分析单元输出的速率预警、电流波动预警和电压波动预警；
所述预警储存单元用于储存速率预警、电流波动预警和电压波动预警，便于后续查阅。
在本申请的另一个实施例中，还提出了一种具备风险预警的电力监控方法，包括以下步骤：
S1：监测模块对电力系统的温度、电流和电压进行监测，计时模块同时记录监测模块监测温度、电流和电压的对应时间；
S2：分析模块根据温度、电流和电压的数值及对应时间，分析出温度的变化速率值，若变化速率值在系统预设的变化速率值范围之外，则输出速率预警；并分析出电流和电压的波动值，若电流的波动值在系统预设的波动值范围之外，则输出电流波动预警，若电压的波动值在系统预设的波动值范围之外，则输出电压波动预警；
S3：警示模块在分析模块输出速率预警、电流波动预警或电压波动预警时，分别进行警示，并将速率预警、电流波动预警和电压波动预警发送至上位机；
S4：储存模块对速率预警、电流波动预警和电压波动预警进行储存。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种具备风险预警的电力监控系统，其特征在于，包括监测模块、计时模块、分析模块、警示模块和储存模块；
所述监测模块用于对电力系统的各种数据进行监测；
所述计时模块用于记录各种数据的对应时间；
所述分析模块用于接收监测模块所监测到的各种数据，所述分析模块还用于接收计时模块记录各种数据的对应时间，所述分析模块还用于根据各种数据和对应时间分析出各种数据的波动值和变化速率值；所述分析模块还用于将各种数据的波动值与系统预设的波动值范围进行对比，当波动值在系统预设的波动值范围之外时，输出波动预警；所述分析模块还用于将各种数据的变化速率值与系统预设的变化速率值范围进行对比，当变化速率值在系统预设的变化速率值范围之外时，输出速率预警；
所述警示模块用于在分析模块输出波动预警和速率预警时，分别对波动预警和速率预警进行警示；
所述储存模块用于接收波动预警和速率预警，并对波动预警和速率预警进行储存。
2.根据权利要求1所述的一种具备风险预警的电力监控系统，其特征在于：所述监测模块包括温度传感器、电流传感器和电压传感器，所述温度传感器用于对电力系统的温度T进行监测，所述电流传感器用于对电力系统的电流I进行监测，所述电压传感器用于对电力系统的电压U进行监测。
3.根据权利要求2所述的一种具备风险预警的电力监控系统，其特征在于：所述计时模块包括计时器，所述计时器用于记录监测模块监测温度T、电流I和电压U时的对应时间。
4.根据权利要求1所述的一种具备风险预警的电力监控系统，其特征在于：所述分析模块包括数据接收单元和分析单元；
所述数据接收单元用于接收监测模块对电力系统监测到的温度T、电流I和电压U，所述数据接收单元还用于接收计时模块所记录的对应时间；
所述分析单元每间隔时长t分别分析一次电力系统温度T的变化速率值；所述分析单元每间隔时长t分别分析一次电力系统电流I和电压U的波动值；
通过公式SLZ＝|Ta-Tb|÷t×i计算出温度T在时长t内的变化速率值SLZ，其中Ta为温度T在时长t内的起始温度值，Tb为温度T在时长t内的最终温度值，i为影响因子且大于零；并将SLZ与系统预设的变化速率值范围进行对比，若SLZ在系统预设的变化速率值范围之外，则分析单元判断电力系统出现故障，并输出速率预警；
通过公式BDZ＝(G max-G min)÷2×k计算出电流I或电压U在时长t内的波动值BDZ，其中Gmax为电流I或电压U在时长t内的最高值，Gmin为电流I或电压U在时长t内的最低值，k为影响因子且大于零；
将BDZ与系统预设的波动值范围进行对比，若电流I的BDZ在系统预设的波动值范围之外，则分析单元判断电力系统出现故障，并输出电流波动预警；
若电压U的BDZ在系统预设的波动值范围之外，则分析单元判断电力系统出现故障，并输出电压波动预警。
5.根据权利要求4所述的一种具备风险预警的电力监控系统，其特征在于：所述警示模块包括速率指示灯、电流波动指示灯、电压波动指示灯和蜂鸣器；
当所述分析单元输出速率预警时，所述速率指示灯闪烁，所述电流波动指示灯和电压波动指示灯均不闪烁；
当所述分析单元输出电流波动预警时，所述电流波动指示灯闪烁，所述速率指示灯和电压波动指示灯均不闪烁；
当所述分析单元输出电压波动预警时，所述电压波动指示灯闪烁，所述速率指示灯和电流波动指示灯均不闪烁；
当所述分析单元输出速率预警、电流波动预警或电压波动预警时，所述蜂鸣器均发出警报。
6.根据权利要求5所述的一种具备风险预警的电力监控系统，其特征在于：所述警示模块还包括通信单元，所述通信单元用于将速率预警、电流波动预警和电压波动预警发送至上位机。
7.根据权利要求4所述的一种具备风险预警的电力监控系统，其特征在于：所述储存模块包括预警接收单元和预警储存单元；
所述预警接收单元用于接收分析单元输出的速率预警、电流波动预警和电压波动预警；
所述预警储存单元用于储存速率预警、电流波动预警和电压波动预警。
8.一种具备风险预警的电力监控方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的一种具备风险预警的电力监控系统，其特征在于：所述具备风险预警的电力监控方法包括以下步骤：
S1：监测模块对电力系统的温度、电流和电压进行监测，计时模块同时记录监测模块监测温度、电流和电压的对应时间；
S2：分析模块根据温度、电流和电压的数值及对应时间，分析出温度的变化速率值，若变化速率值在系统预设的变化速率值范围之外，则输出速率预警；并分析出电流和电压的波动值，若电流的波动值在系统预设的波动值范围之外，则输出电流波动预警，若电压的波动值在系统预设的波动值范围之外，则输出电压波动预警；
S3：警示模块在分析模块输出速率预警、电流波动预警或电压波动预警时，分别进行警示，并将速率预警、电流波动预警和电压波动预警发送至上位机；
S4：储存模块对速率预警、电流波动预警和电压波动预警进行储存。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN118566791A (zh) * | 2024-08-05 | 2024-08-30 | 山东康润电气股份有限公司 | 一种基于电力扰动多维特征刻画的电气隐患预警方法 |
| CN118566791B (zh) * | 2024-08-05 | 2024-10-15 | 山东康润电气股份有限公司 | 一种基于电力扰动多维特征刻画的电气隐患预警方法 |
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