CN117787664B - 一种基于大数据的智慧企业管理平台 - Google Patents
一种基于大数据的智慧企业管理平台 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及大数据领域，本发明公开了一种基于大数据的智慧企业管理平台，具体涉及电力数据采集模块、电力数据预处理模块、电力参数获取模块、电流负载处理模块、电压波动处理模块、负荷功率处理模块、综合分析模块，以及监测预警模块，电力数据采集模块采集相关电力数据，电力数据预处理模块对数据进行预处理，去除不符合数据规范和超出合理范围的异常值，电力参数获取模块获取影响电力数据的参数，电流负载处理模块、电压波动处理模块、负荷功率处理模块分别计算得出电流负载系数、电压波动系数和负荷功率系数，综合分析模块计算得出综合用电质量指数，监测预警模块监测用电情况是否符合标准。
Description
技术领域
本发明涉及大数据领域，更具体地涉及一种基于大数据的智慧企业管理平台。
背景技术
智慧企业管理平台通过大数据、云计算、物联网、移动互联网等信息技术手段，将企业的各种资源进行整合和优化，使企业的各项业务能够协同运作，提高企业的整体效率和竞争力，电力企业是一个庞大而复杂的系统，由火力发电厂、输电网和配电网三部分组成，通过对电力企业数据的管理实时监测和分析电力数据，通过数据采集设备，将传感器采集到的电力数据进行数字化，并通过各种通信技术将数据传输到监测系统中，电力系统涉及的数据量庞大，包括电力负荷数据、设备运行数据、天气数据，其中，数据的获取和质量对于大数据分析的准确性和可靠性至关重要，然而，由于数据来源的多样性和数据质量的差异性，可能存在数据不完整、数据丢失、数据错误等问题。
然而，传统的电力数据管理系统存在着一些不足：数据质量问题：缺少数据处理过程，在数据采集过程中存在传感器的故障、数据漂移、丢失和噪声等问题，会导致监测数据的不准确或不完整；故障检测和预警：系统对于电力设备故障的检测和预警能力有限，通过单一数据的观察无法及时发现问题并采取相应的措施；人工判断有误差：通过经验判断电力的供应是否安全缺乏科学依据和数据支持，判断结果不具备科学性。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种基于大数据的智慧企业管理平台，以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的智慧企业管理平台，包括：电力数据采集模块、电力数据预处理模块、电力参数获取模块、电流负载处理模块、电压波动处理模块、负荷功率处理模块、综合分析模块，以及监测预警模块；
所述电力数据采集模块，用于安装智能电表实时获取居民用电数据，并通过数据采集设备采集相关电力数据，将采集到的电力数据传输至电力数据预处理模块；
所述电力数据预处理模块，接收电力数据采集模块采集到的数据，对数据进行预处理，并将预处理后的数据传输至电力参数获取模块；
所述电力参数获取模块，接收电力数据预处理模块中预处理过后的数据，获取影响电力数据的参数，参数包括电流负载参数、电压波动参数和负荷功率参数；
所述电流负载处理模块，基于电力参数获取模块中获取的电流负载参数，通过电流负载数学模型计算得出居民用电电流负载系数；
所述电压波动处理模块，基于电力参数获取模块中获取的电压波动参数，通过电压检测数学模型计算得出居民用电电压波动系数；
所述负荷功率处理模块，基于电力参数获取模块中获取的负荷功率参数，通过功率检测数学模型计算得出居民用电负荷功率系数；
所述综合分析模块，基于电流负载系数、电压波动系数和负荷功率系数计算得出综合用电质量指数，并将计算得出的综合用电质量指数传输至监测预警模块；
所述监测预警模块，接收综合分析模块传输的综合用电质量指数，将综合用电质量指数与预设的用电标准阈值进行对比，监测用电情况是否符合标准，并及时进行预警显示。
优选的，所述电力数据采集模块中数据采集设备包括电力监测仪，电力监测仪是一种专门用于采集电力数据的仪器，通过接入电力设备的电路来实时监测电流、电压和功率的变化情况，并将采集到的数据传输到采集系统中。
优选的，所述电力数据预处理模块中去除不符合数据规范和超出合理范围的异常值，通过对电力数据进行归一化处理，使输入的数据在[0，1]之间，数据可用下面的公式进行归一化处理：，式中：L表示归一化处理后的数值，Lt表示数据规范值，Lmax、Lmin分别为采集到的电力数据的最大和最小值。
优选的，所述电力参数获取模块中电流负载参数包括负载电流值、通过电流值、电流损耗值、电阻大小、电流内环比例系数以及电流内环积分系数，电压波动参数包括电压平均值和电压偏离值，其中电压平均值包括电压的取样次数和每次取样对应的电压值，电压偏离值包括每组电压数据和电压平均值，负荷功率参数包括有功功率和无功功率，其中有功功率包括最大系数和各用电设备组平均负荷的有功功率之和，无功功率包括最大系数和各用电设备组平均负荷的无功功率之和。
优选的，所述电流负载处理模块中计算得出居民用电电流负载系数的计算公式
为：，其中表示电流负载系数，表示负载电流值，
ΔL表示电流损耗值，rL表示电阻大小，kP表示电流内环比例系数，表示电流内环积分系
数，表示通过电流值。
优选的，所述电压波动处理模块中计算得出的居民用电电压波动系数的计算步骤如下：
步骤S01：计算电压平均值，计算公式为：，其中/>表示电压平均值，n表示电压的取样次数，v1、v2、v3，...，vn表示每次取样对应的电压值；
步骤S02：计算电压偏离值，计算公式为：，其中/>表示每组数据的电压偏离值，/>表示每组电压数据，/>表示电压平均值；
步骤S03：计算电压波动系数，计算公式为：，其中/>表示电压波动系数，/>表示对电压偏离值求和数值，n表示电压的取样次数，/>表示电压平均值。
优选的，所述负荷功率处理模块中计算得出的居民用电负荷功率系数的计算步骤如下：
步骤S01：居民用电有功功率计算公式表示为：，其中/>表示有功功率，/>表示最大系数，/>表示各用电设备组平均负荷的有功功率之和；
步骤S02：居民用电无功功率计算公式表示为：，其中/>表示无功功率，/>表示最大系数，/>表示各用电设备组平均负荷的无功功率之和；
步骤S03：居民用电负荷功率系数计算公式表示为：，其中/>表示负荷功率系数，P表示额定功率，/>表示用电设备利用系数，/>表示有功功率，表示无功功率。
优选的，所述综合分析模块中计算得出的综合用电质量指数的计算公式为：，其中D表示综合用电质量指数，/>表示电流负载系数，/>表示电压波动系数，/>表示负荷功率系数。
优选的，所述监测预警模块中将综合用电质量指数D与预设的用电标准阈值进行对比，若综合用电质量指数D大于或等于预设的用电标准阈值/>，则说明用电符合标准，电力供应在安全范围内，若综合用电质量指数D小于预设的用电标准阈值/>，则说明用电不符合标准，电力供应超出安全范围，系统自动预警显示，并合理规划供电路线。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过设有电力数据采集模块、电力数据预处理模块、电力参数获取模块、电流负载处理模块、电压波动处理模块、负荷功率处理模块、综合分析模块，以及监测预警模块，电力数据采集模块采集相关电力数据，电力数据预处理模块对数据进行预处理，去除不符合数据规范和超出合理范围的异常值，电力参数获取模块获取影响电力数据的参数，电流负载处理模块、电压波动处理模块、负荷功率处理模块分别计算得出电流负载系数、电压波动系数和负荷功率系数，综合分析模块计算得出综合用电质量指数，监测预警模块监测用电情况是否符合标准，总之，一种基于大数据的智慧企业管理平台，能够实时监测电力设备的参数，可以对电力负载进行分析和优化，电力监控系统可以提供精细的数据分析，它可以监测电力负载、电压、电流、功率，同时能够记录运行数据，电力监控系统可以提高安全性，它可以实时监控电力设施的运行状况，并发现异常现象，防止电力设备的安全事故的发生。
附图说明
图1为一种基于大数据的智慧企业管理平台的流程图。
具体实施方式
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，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的一种基于大数据的智慧企业管理平台并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图1所示，本发明提供了一种基于大数据的智慧企业管理平台，包括：电力数据采集模块、电力数据预处理模块、电力参数获取模块、电流负载处理模块、电压波动处理模块、负荷功率处理模块、综合分析模块，以及监测预警模块；
所述电力数据采集模块，用于安装智能电表实时获取居民用电数据，并通过数据采集设备采集相关电力数据，将采集到的电力数据传输至电力数据预处理模块；
所述电力数据预处理模块，接收电力数据采集模块采集到的数据，对数据进行预处理，去除不符合数据规范和超出合理范围的异常值，并将预处理后的数据传输至电力参数获取模块；
所述电力参数获取模块，接收电力数据预处理模块中预处理过后的数据，对预处理后的数据进行整理获取影响电力数据的参数，参数包括电流负载参数、电压波动参数和负荷功率参数；
所述电流负载处理模块，基于电力参数获取模块中获取的电流负载参数，通过电流负载数学模型计算得出居民用电电流负载系数，并将计算得出的电流负载系数传输至综合分析模块；
所述电压波动处理模块，基于电力参数获取模块中获取的电压波动参数，通过电压检测数学模型计算得出居民用电电压波动系数，并将计算得出的电压波动系数传输至综合分析模块；
所述负荷功率处理模块，基于电力参数获取模块中获取的负荷功率参数，通过功率检测数学模型计算得出居民用电负荷功率系数，并将计算得出的负荷功率系数传输至综合分析模块；
所述综合分析模块，基于电流负载系数、电压波动系数和负荷功率系数计算得出综合用电质量指数，并将计算得出的综合用电质量指数传输至监测预警模块；
所述监测预警模块，接收综合分析模块传输的综合用电质量指数，将综合用电质量指数与预设的用电标准阈值进行对比，监测用电情况是否符合标准，并及时进行预警显示。
本实施例中，需要具体说明的是，所述电力数据采集模块中数据采集设备包括电力监测仪，电力监测仪是一种专门用于采集电力数据的仪器，通过接入电力设备的电路来实时监测电流、电压和功率的变化情况，并将采集到的数据传输到采集系统中。
本实施例中，需要具体说明的是，所述电力数据预处理模块中去除不符合数据规范和超出合理范围的异常值，通过对电力数据进行归一化处理，使输入的数据在[0，1]之间，数据可用下面的公式进行归一化处理：，式中：L表示归一化处理后的数值，Lt表示数据规范值，Lmax、Lmin分别为采集到的电力数据的最大和最小值。
本实施例中，需要具体说明的是，所述电力参数获取模块中电流负载参数包括负载电流值、通过电流值、电流损耗值、电阻大小、电流内环比例系数以及电流内环积分系数，电压波动参数包括电压平均值和电压偏离值，其中电压平均值包括电压的取样次数和每次取样对应的电压值，电压偏离值包括每组电压数据和电压平均值，负荷功率参数包括有功功率和无功功率，其中有功功率包括最大系数和各用电设备组平均负荷的有功功率之和，无功功率包括最大系数和各用电设备组平均负荷的无功功率之和。
本实施例中，需要具体说明的是，所述电流负载处理模块中计算得出居民用电电
流负载系数的计算公式为：，其中表示电流负载系
数，表示负载电流值，ΔL表示电流损耗值，rL表示电阻大小，kP表示电流内环比例系数，表示电流内环积分系数，表示通过电流值。
本实施例中，需要具体说明的是，所述电压波动处理模块中计算得出的居民用电电压波动系数的计算步骤如下：
步骤S01：计算电压平均值，计算公式为：，其中/>表示电压平均值，n表示电压的取样次数，v1、v2、v3，...，vn表示每次取样对应的电压值；
步骤S02：计算电压偏离值，计算公式为：，其中/>表示每组数据的电压偏离值，/>表示每组电压数据，/>表示电压平均值；
步骤S03：计算电压波动系数，计算公式为：，其中/>表示电压波动系数，/>表示对电压偏离值求和数值，n表示电压的取样次数，/>表示电压平均值。
本实施例中，需要具体说明的是，所述负荷功率处理模块中计算得出的居民用电负荷功率系数的计算步骤如下：
步骤S01：居民用电有功功率计算公式表示为：，其中/>表示有功功率，/>表示最大系数，/>表示各用电设备组平均负荷的有功功率之和；
步骤S02：居民用电无功功率计算公式表示为：，其中/>表示无功功率，/>表示最大系数，/>表示各用电设备组平均负荷的无功功率之和；
步骤S03：居民用电负荷功率系数计算公式表示为：，其中/>表示负荷功率系数，P表示额定功率，/>表示用电设备利用系数，/>表示有功功率，表示无功功率。
本实施例中，需要具体说明的是，所述综合分析模块中计算得出的综合用电质量指数的计算公式为：，其中D表示综合用电质量指数，/>表示电流负载系数，/>表示电压波动系数，/>表示负荷功率系数。
本实施例中，需要具体说明的是，所述监测预警模块中将综合用电质量指数D与预设的用电标准阈值进行对比，若综合用电质量指数D大于或等于预设的用电标准阈值，则说明用电符合标准，电力供应在安全范围内，若综合用电质量指数D小于预设的用电标准阈值/>，则说明用电不符合标准，电力供应超出安全范围，系统自动预警显示，并合理规划供电路线。
实施例2：本实施例与实施例1的具体区别在于综合用电质量指数D的影响因素还包括谐波干扰系数，所述谐波干扰系数具体的计算过程如下：
步骤S01：收集谐波电流数据：使用谐波分析仪或数据采集设备，采集电力系统中的电流数据；
步骤S02：对于采集到的电流数据，计算得出谐波干扰系数，计算公式为，其中，表示谐波干扰系数，/>表示基波电流的大小，K1、K2、K3...Km表示各个谐波电流的系数，表示基波频率，t表示时间，m表示谐波次数。
本发明通过设有电力数据采集模块、电力数据预处理模块、电力参数获取模块、电流负载处理模块、电压波动处理模块、负荷功率处理模块、综合分析模块，以及监测预警模块，电力数据采集模块采集相关电力数据，电力数据预处理模块对数据进行预处理，去除不符合数据规范和超出合理范围的异常值，电力参数获取模块获取影响电力数据的参数，电流负载处理模块、电压波动处理模块、负荷功率处理模块分别计算得出电流负载系数、电压波动系数和负荷功率系数，综合分析模块计算得出综合用电质量指数，监测预警模块监测用电情况是否符合标准，总之，一种基于大数据的智慧企业管理平台，能够实时监测电力设备的参数，可以对电力负载进行分析和优化，电力监控系统可以提供精细的数据分析，它可以监测电力负载、电压、电流、功率，同时能够记录运行数据，电力监控系统可以提高安全性，它可以实时监控电力设施的运行状况，并发现异常现象，防止电力设备的安全事故的发生。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种基于大数据的智慧企业管理平台，其特征在于：包括：电力数据采集模块、电力数据预处理模块、电力参数获取模块、电流负载处理模块、电压波动处理模块、负荷功率处理模块、综合分析模块，以及监测预警模块；
所述电力数据采集模块，用于安装智能电表实时获取居民用电数据，并通过数据采集设备采集相关电力数据，将采集到的电力数据传输至电力数据预处理模块；
所述电力数据预处理模块，接收电力数据采集模块采集到的数据，对数据进行预处理，并将预处理后的数据传输至电力参数获取模块；
所述电力参数获取模块，接收电力数据预处理模块中预处理过后的数据，获取影响电力数据的参数，参数包括电流负载参数、电压波动参数和负荷功率参数；
所述电流负载处理模块，基于电力参数获取模块中获取的电流负载参数，通过电流负载数学模型计算得出居民用电电流负载系数；
所述电流负载处理模块中计算得出居民用电电流负载系数的计算公式为：其中Is表示电流负载系数，Ls表示负载电流值，ΔL表示电流损耗值，rL表示电阻大小，kP表示电流内环比例系数，ki表示电流内环积分系数，I表示通过电流值；
所述电压波动处理模块，基于电力参数获取模块中获取的电压波动参数，通过电压检测数学模型计算得出居民用电电压波动系数；
所述电压波动处理模块中计算得出的居民用电电压波动系数的计算步骤如下：
步骤S01：计算电压平均值，计算公式为：其中/>表示电压平均值，n表示电压的取样次数，v1、v2、v3，...，vn表示每次取样对应的电压值；
步骤S02：计算电压偏离值，计算公式为：其中ωn表示每组数据的电压偏离值，vn表示每组电压数据，/>表示电压平均值；
步骤S03：计算电压波动系数，计算公式为：其中Vp表示电压波动系数，∑ωn表示对电压偏离值求和数值，n表示电压的取样次数，/>表示电压平均值；
所述负荷功率处理模块，基于电力参数获取模块中获取的负荷功率参数，通过功率检测数学模型计算得出居民用电负荷功率系数；
所述负荷功率处理模块中计算得出的居民用电负荷功率系数的计算步骤如下：
步骤S01：居民用电有功功率计算公式表示为：Ps＝Km∑Pp，其中Ps表示有功功率，Km表示最大系数，∑Pp表示各用电设备组平均负荷的有功功率之和；
步骤S02：居民用电无功功率计算公式表示为：Qs＝Km∑Qp，其中Qs表示无功功率，Km表示最大系数，∑Qp表示各用电设备组平均负荷的无功功率之和；
步骤S03：居民用电负荷功率系数计算公式表示为：其中Pl表示负荷功率系数，P表示额定功率，α表示用电设备利用系数，ps表示有功功率，Qs表示无功功率；
所述综合分析模块，基于电流负载系数、电压波动系数和负荷功率系数计算得出综合用电质量指数，并将计算得出的综合用电质量指数传输至监测预警模块；
所述综合分析模块中计算得出的综合用电质量指数的计算公式为：其中D表示综合用电质量指数，Is表示电流负载系数，Vp表示电压波动系数，Pl表示负荷功率系数；
所述监测预警模块，接收综合分析模块传输的综合用电质量指数，将综合用电质量指数与预设的用电标准阈值进行对比，监测用电情况是否符合标准，并及时进行预警显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智慧企业管理平台，其特征在于：所述电力数据采集模块中数据采集设备包括电力监测仪，电力监测仪是一种专门用于采集电力数据的仪器，通过接入电力设备的电路来实时监测电流、电压和功率的变化情况，并将采集到的数据传输到采集系统中。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智慧企业管理平台，其特征在于：所述电力数据预处理模块中去除不符合数据规范和超出合理范围的异常值，通过对电力数据进行归一化处理，使输入的数据在[0，1]之间，数据可用下面的公式进行归一化处理：式中：L表示归一化处理后的数值，Lt表示数据规范值，Lmax、Lmin分别为采集到的电力数据的最大和最小值。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智慧企业管理平台，其特征在于：所述电力参数获取模块中电流负载参数包括负载电流值、通过电流值、电流损耗值、电阻大小、电流内环比例系数以及电流内环积分系数，电压波动参数包括电压平均值和电压偏离值，其中电压平均值包括电压的取样次数和每次取样对应的电压值，电压偏离值包括每组电压数据和电压平均值，负荷功率参数包括有功功率和无功功率，其中有功功率包括最大系数和各用电设备组平均负荷的有功功率之和，无功功率包括最大系数和各用电设备组平均负荷的无功功率之和。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的智慧企业管理平台，其特征在于：所述监测预警模块中将综合用电质量指数D与预设的用电标准阈值ΔD进行对比，若综合用电质量指数D大于或等于预设的用电标准阈值ΔD，则说明用电符合标准，电力供应在安全范围内，若综合用电质量指数D小于预设的用电标准阈值ΔD，则说明用电不符合标准，电力供应超出安全范围，系统自动预警显示，并合理规划供电路线。
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