CN117856453A - 智能电网监控及管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能电网技术领域，具体涉及智能电网监控及管理系统，包括节点标记模块、节点网络创建模块、第一数据采集模块、第一数据传输模块、第一数据处理模块、第一数据分析模块和控制管理终端。根据重要性程度建立不同层级网络，控制管理终端对第一层级网络进行控制和管理，第一层级网络实现对第二层级网络的节点设备进行管理和控制，第二层级网络实现对第三层级网络的节点设备进行管理和控制，进而整个电网中的各节点设备的数据不需要全部传输至控制管理终端进行处理分析。一方面大大减小了各种数据信息的传输量，降低对数据传输能力的要求；另一方面，有效提升了整个电网的监控管理效率；再一方面，提升了整个电网监控和管理的安全性。

Description

智能电网监控及管理系统

技术领域

本发明属于智能电网技术领域，尤其涉及智能电网监控及管理系统。

背景技术

智能电网其实就是传统电网的智能化，是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过传感和测量技术、设备技术、控制方法以及决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。智能电网能够监控和控制每个用户和电网节点，实现从电厂到终端用户整个输配电过程中所有节点之间的信息和电能的双向流动。

智能电网能够正常高效地实现对整个电网的监控及管理，必须基于良好的通信技术以及信息或者数据处理技术。因为智能电网的整个工作过程必然会产生大量以及不同种类的数据，首先这些数据要通过电网的通信系统进行传输，实现监控系统与数据处理系统之间的数据交互，并且还需要计算机或者服务器对传输的数据进行处理，以充分掌握整个电网的运行情况，并且对整个电网的运行进行管理和控制。

而由于整个电网中存在非常多的电力设备，监控相关电力设备的监控点就非常多，如何实现大量的监控点以及数据处理终端之间的安全高效地通信，是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供智能电网监控及管理系统，用以解决现有的电网中的存在的大量监控点以及数据处理终端之间通信的安全性低以及通信效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

智能电网监控及管理系统，包括节点标记模块、节点网络创建模块、第一数据采集模块、第一数据传输模块、第一数据处理模块、第一数据分析模块和控制管理终端；

所述节点标记模块，用于对电网中的各个设备节点进行重要性程度标记；

所述节点网络创建模块，用于对已标记重要性程度的设备节点创建节点网络，所述节点网络至少包括第一级层级网络，第二层级网络和第三层级网络，所述第一层级网络中的设备节点为最重要的设备节点，所述第二层级网络中的设备节点为次重要的设备节点，所述第三层级网络为非重要的设备节点；

所述第一数据采集模块，用于对节点网络中的各层级网络的设备节点分别进行数据采集；

所述第一数据传输模块，用于将采集的数据传输至第一数据处理模块；

所述第一数据处理模块，用于对获取的数据进行实时处理，包括数据过滤和数据分类；

所述第一数据分析模块，用于对处理的数据进行分析，判断电网中是否存在异常设备节点或者事故设备节点；

所述控制管理终端，用于根据判断结果进行电网中各设备的控制和管理。

优选的，所述点标记模块的信号输出端与所述节点网络创建模块的信号输入端连接，所述第一数据采集模块设置于第一层级网络中的设备上，所述数据采集模块的信号输出端与所述第一数据传输模块的信号输入端连接，所述第一数据传输模块的信号输出端与所述第一数据处理模块的信号输入端连接，所述第一数据处理模块的信号输出端与所述第一数据分析模块的信号输入端连接，所述第一数据分析模块的信号输出端与所述控制管理终端的信号输入端连接。

优选的，所述节点标记模块在进行重要性程度标记过程中，根据设备节点的位置、功能以及在整个电网中的作用进行综合判断，其重要性程度至少包括最重要、次重要和非重要。

优选的，所述节点网络创建模块在进行节点网络创建的过程中，首先创建第一层级网络，第一层级网络将电网中的最重要的设备进行互联，数据采集模块首先采集第一层级网络中设备的数据信息，并且第一数据传输模块的传输通道供采集的第一层级网络中的设备数据的传输。

优选的，所述第二层级网络设有第二数据采集模块，所述第二数据采集模块用于采集第二层级网络中各设备节点的数据信息；

所述第一层级网络中的各设备节点中设有第二数据处理模块和第二数据分析模块；所述第二数据处理模块用于对第二层级网络中各设备节点的数据信息进行处理，第二数据分析模块用于对处理后的第二层级网络中各设备节点的数据信息进行分析，并判断第二层级网络中是否存在异常设备节点或者事故设备节点。

优选的，所述第三层级网络设有第三数据采集模块，所述第三数据采集模块用于采集第三层级网络中各设备节点的数据信息；

所述第二层级网络中的各设备节点中设有第三数据处理模块和第三数据分析模块；所述第三数据处理模块用于对第三层级网络中各设备节点的数据信息进行处理，第三数据分析模块用于对处理后的第三层级网络中各设备节点的数据信息进行分析，并判断第三层级网络中是否存在异常设备节点或者事故设备节点。

优选的，还包括实时节点更新模块，所述实时节点更新模块用于根据各层级网络中的实时状态进行更新，整个电网中的各设备节点可以根据其实际状态调整至第一层级网络中的设备节点，或者第二层级网络中的设备节点，或者第三层级网络中的设备节点。

优选的，所述第一数据分析模块、第二数据分析模块和第三数据分析模块均使用FP-growth算法进行数据分析。

优选的，所述第一层级网络还设有第一控制端，所述第二层级网络还有第二控制端，所述第一控制端用于实现对第二层级网络中各设备节点的控制和管理，所述第二控制端用于实现对第三层级网络中各设备节点的控制和管理。

本发明的有益效果包括：

本发明提供的智能电网监控及管理系统，通过点标记模块对电网中各设备进行重要性程度标记，并根据重要性程度建立不同层级网络，控制管理终端对第一层级网络进行控制和管理，第一层级网络实现对第二层级网络的节点设备进行管理和控制，第二层级网络实现对第三层级网络的节点设备进行管理和控制，进而整个电网中的各节点设备的数据不需要全部传输至控制管理终端进行处理分析。一方面大大减小了各种数据信息的传输量，降低对数据传输能力的要求；另一方面，有效提升了整个电网的监控管理效率；再一方面，提升了整个电网监控和管理的安全性。

附图说明

图1为本发明的智能电网监控及管理系统的组成结构图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域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例，都属于本申请保护的范围。

本申请将围绕可包括多个设备、组件、模块等的系统来呈现各个方面、实施例或特征。应当理解和明白的是，各个系统可以包括另外的设备、组件、模块等，并且/或者可以并不包括结合附图讨论的所有设备、组件、模块等。此外，还可以使用这些方案的组合。

另外，在本申请实施例中，“示例地”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方法呈现概念。

本申请实施例中，“信息（information）”，“信号（signal）”，“消息（message）”，“信道（channel）”、“信令（singaling）”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。“的(of)”，“相应的（corresponding，relevant）”和“对应的(corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。

下面结合附图1对本发明作进一步的详细说明：

参见附图1所示，智能电网监控及管理系统，包括节点标记模块、节点网络创建模块、第一数据采集模块、第一数据传输模块、第一数据处理模块、第一数据分析模块和控制管理终端；节点标记模块，用于对电网中的各个设备节点进行重要性程度标记；节点网络创建模块，用于对已标记重要性程度的设备节点创建节点网络，节点网络至少包括第一级层级网络，第二层级网络和第三层级网络，第一层级网络中的设备节点为最重要的设备节点，第二层级网络中的设备节点为次重要的设备节点，所述第三层级网络为非重要的设备节点；所述第一数据采集模块，用于对节点网络中的各层级网络的设备节点分别进行数据采集；第一数据传输模块，用于将采集的数据传输至第一数据处理模块；第一数据处理模块，用于对获取的数据进行实时处理，包括数据过滤和数据分类；第一数据分析模块，用于对处理的数据进行分析，判断电网中是否存在异常设备节点或者事故设备节点；控制管理终端，用于根据判断结果进行电网中各设备的控制和管理。第一数据处理模块和第一数据分析模块集成于控制管理终端的服务器上。

监控管理系统在工作过程中，首先通过节点标记模块对整个电网中需要进行监控和管理的设备进行重要性程度标记，然后通过节点网络创建模块根据每个设备的标记的重要性程度进行不同层级的节点网络的建立，至少建立三个层级的节点网络，包括第一层级网络、第二层级网络和第三层级网络。再通过第一数据采集模块对第一层级中的节点设备进行数据采集，并将采集的数据通过第一数据传输模块传输至第一数据处理进行数据处理，再通过第一数据分析模块实现对处理后的数据的分析，以判断第一层级网络中节点设备是否存在异常或者事故。最后通过控制管理终端进行控制和管理，实现了整个电网的智能化监控、控制和管理。

上述方案中，节点标记模块的信号输出端与节点网络创建模块的信号输入端连接，第一数据采集模块设置于第一层级网络中的设备上，数据采集模块的信号输出端与第一数据传输模块的信号输入端连接，第一数据传输模块的信号输出端与第一数据处理模块的信号输入端连接，第一数据处理模块的信号输出端与第一数据分析模块的信号输入端连接，第一数据分析模块的信号输出端与控制管理终端的信号输入端连接。

节点标记模块在进行重要性程度标记过程中，根据设备节点的位置、功能以及在整个电网中的作用进行综合判断，其重要性程度至少包括最重要、次重要和非重要。由于电网中的设备对于整个电网来说可能存在不同的重要性，对于不同重要程度的设备，其需要采集的数据也可能不同，并且对于控制管理终端也不需要对电网中的所有设备进行控制和管理，因为通过对所有的设备进行数据采集后传输至控制管理终端需要庞大的传输系统，并且对整个传输系统的传输量和传输安全的要求也非常高，很难保证整个数据传输过程中的安全、效率以及准确性，并且后续的数据处理和数据分析过程中的数据量也相当大，对数据处理和分析的模块的要求也非常高，最后控制管理终端对所有的设备的控制个管理也变得复杂，并且难度非常大，很可能导致电网中的一些设备出现漏监控或者出现异常或者故障后不能及时地进行控制管理，进而可能导致电网的某区域甚至整个电网出现异常或者瘫痪的情况发生，造成严重的事故或者经济损失。

因此标记了每个设备的重要性后根据设备的重要性程度后，节点网络创建模块在进行节点网络创建的过程中，首先创建第一层级网络，第一层级网络将电网中的最重要的设备进行互联，第一数据采集模块首先采集第一层级网络中设备的数据信息，并且第一数据传输模块的传输通道供采集的第一层级网络中的设备数据的传输。

第一数据处理模块和第一数据分析模块只需要对第一层级网络中的设备进行的数据进行处理和分析，即仅仅实现了对电网中最重要的设备的数据进行处理和分析，而不是对电网中的所有设备的数据进行处理和分析，大大降低了数据处理和分析量以及要求。通过控制管理终端实现对电网中最重要的设备的控制和管理。

第二层级网络设有第二数据采集模块，第二数据采集模块用于采集第二层级网络中各设备节点的数据信息；第一层级网络中的各设备节点中设有第二数据处理模块和第二数据分析模块；第二数据处理模块用于对第二层级网络中各设备节点的数据信息进行处理，第二数据分析模块用于对处理后的第二层级网络中各设备节点的数据信息进行分析，并判断第二层级网络中是否存在异常设备节点或者事故设备节点。第二层级网络还设有第二数据传输模块，实现将采集的第二层级网络中节点设备的数据传输给第一层级网络中的节点。

第三层级网络设有第三数据采集模块，第三数据采集模块用于采集第三层级网络中各设备节点的数据信息；第二层级网络中的各设备节点中设有第三数据处理模块和第三数据分析模块；第三数据处理模块用于对第三层级网络中各设备节点的数据信息进行处理，第三数据分析模块用于对处理后的第三层级网络中各设备节点的数据信息进行分析，并判断第三层级网络中是否存在异常设备节点或者事故设备节点。第三层级网络还设有第三数据传输模块，实现将采集的第三层级网络中节点设备的数据传输给第二层级网络中的节点。

第一层级网络还设有第一控制端，第二层级网络还有第二控制端，第一控制端用于实现对第二层级网络中各设备节点的控制和管理，第二控制端用于实现对第三层级网络中各设备节点的控制和管理。

第二层级网络是通过次重要的设备建立的网络，第二数据采集模块对第二层级网络中的节点设备的数据进行采集，并将数据通过第二数据传输模块传输给第一层级网络，第一层级网络中的第二数据处理模块和第二数据分析模块依次对第二数据采集模块采集的数据进行处理和分析，判断第二层级网络中是否存在异常或者故障节点，第一层级网络中的第一控制端根据分析判断结果实现对第二层级网络中的节点设备进行过控制管理；

第三层级网络是通过非重要的设备建立的网络，第三数据采集模块对第三层级网络的节点设备的数据进行采集，并将数据通过第三数据传输模块传输给第二层级网络，第二层级网络中的第三数据处理模块和第三数据分析模块依次对第完数据采集模块采集的数据进行处理和分析，判断第三层级网路中是否存在异常或者故障节点，第二层级网络中的第二控制端根据分析判断结果实现对第三层级网络的节点设备进行过控制管理。

因此整个电网监控及管理系统在工作过程中，电网中的所有设备的数据信息不需要完全采集传输到控制管理终端进行处理和分析，控制管理终端对重要的设备组成的第一层级网络的数据进行处理和分析，并进行控制和管理，其他次重要的第二层级网络的数据通过第一层级网络节点上的第二数据处理模块和第二数据分析模块进行处理和分析，非重要的第三层级网络的数据通过第二层级网络节点上的第三数据处理模块和第三数据分析模块进行处理和分析。使得他次重要的第二层级网络和非重要的第三层级网络的数据均不需要传输至控制管理终端进行处理和分析。

第二层级网络的数据传输到离其更近的第一层级网络上的模块进行处理和分析，第三层级网络的数据传输到离其更近的第二层级网络上的模块进行处理和分析，大大减小了第二层级网络和第三层级网络中数据的传输距离，并且与第一层级网络数据传输到控制管理终端使用的传输通道完全不同，即第一数据传输模块、第二传输模块和第三传输模块的传输通道不相同，三个传输通道可以同时进行，避免在大量的数据时，数据传输效率低。因此本申请的电网监控和管理系统一方面大大减小了各种数据信息的传输量，降低对数据传输能力的要求；另一方面，有效提升了整个电网的监控管理效率；再一方面，提升了整个电网监控和管理的安全性。

该智能电网监控及管理系统还包括实时节点更新模块，实时节点更新模块用于根据各层级网络中的实时状态进行更新，整个电网中的各设备节点可以根据其实际状态调整至第一层级网络中的设备节点，或者第二层级网络中的设备节点，或者第三层级网络中的设备节点。整个电网中的各层级网络的中的设备节点并不是一成不变的，其中的设备节点可以根据其在电网中的服役时间的延长以及功能作用的改变而进行重要性程度的调整，进而实现对其所属的层级进行调整，并且还会根据数据处理和分析结果出现异常和故障时进行调整。比如当设备的服役时间长了以后，需要降低其重要程度，进而将其调整下一级层级网络中，避免电网运行出现异常。

上述方案中的第一数据分析模块、第二数据分析模块和第三数据分析模块均使用FP-growth算法进行数据分析。

综上所述，本发明提供的智能电网监控及管理系统，通过点标记模块对电网中各设备进行重要性程度标记，并根据重要性程度建立不同层级网络，控制管理终端对第一层级网络进行控制和管理，第一层级网络实现对第二层级网络的节点设备进行管理和控制，第二层级网络实现对第三层级网络的节点设备进行管理和控制，进而整个电网中的各节点设备的数据不需要全部传输至控制管理终端进行处理分析。一方面大大减小了各种数据信息的传输量，降低对数据传输能力的要求；另一方面，有效提升了整个电网的监控管理效率；再一方面，提升了整个电网监控和管理的安全性。

以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方法，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (9)

1.智能电网监控及管理系统，其特征在于，包括节点标记模块、节点网络创建模块、第一数据采集模块、第一数据传输模块、第一数据处理模块、第一数据分析模块和控制管理终端；

所述节点标记模块，用于对电网中的各个设备节点进行重要性程度标记；

所述节点网络创建模块，用于对已标记重要性程度的设备节点创建节点网络，所述节点网络至少包括第一层级网络，第二层级网络和第三层级网络，所述第一层级网络中的设备节点为最重要的设备节点，所述第二层级网络中的设备节点为次重要的设备节点，所述第三层级网络为非重要的设备节点；

所述第一数据采集模块，用于对节点网络中的各层级网络的设备节点分别进行数据采集；

所述第一数据传输模块，用于将采集的数据传输至第一数据处理模块；

所述第一数据处理模块，用于对获取的数据进行实时处理，包括数据过滤和数据分类；

所述第一数据分析模块，用于对处理的数据进行分析，判断电网中是否存在异常设备节点或者事故设备节点；

所述控制管理终端，用于根据判断结果进行电网中各设备的控制和管理。

2.根据权利要求1所述的智能电网监控及管理系统，其特征在于，所述点标记模块的信号输出端与所述节点网络创建模块的信号输入端连接，所述第一数据采集模块设置于第一层级网络中的设备上，所述数据采集模块的信号输出端与所述第一数据传输模块的信号输入端连接，所述第一数据传输模块的信号输出端与所述第一数据处理模块的信号输入端连接，所述第一数据处理模块的信号输出端与所述第一数据分析模块的信号输入端连接，所述第一数据分析模块的信号输出端与所述控制管理终端的信号输入端连接。

3.根据权利要求1所述的智能电网监控及管理系统，其特征在于，所述节点标记模块在进行重要性程度标记过程中，根据设备节点的位置、功能以及在整个电网中的作用进行综合判断，其重要性程度至少包括最重要、次重要和非重要。

4.根据权利要求1所述的智能电网监控及管理系统，其特征在于，所述节点网络创建模块在进行节点网络创建的过程中，首先创建第一层级网络，第一层级网络将电网中的最重要的设备进行互联，第一数据采集模块首先采集第一层级网络中设备的数据信息，并且第一数据传输模块的传输通道供采集的第一层级网络中的设备数据的传输。

5.根据权利要求4所述的智能电网监控及管理系统，其特征在于，所述第二层级网络设有第二数据采集模块，所述第二数据采集模块用于采集第二层级网络中各设备节点的数据信息；

所述第一层级网络中的各设备节点中设有第二数据处理模块和第二数据分析模块；所述第二数据处理模块用于对第二层级网络中各设备节点的数据信息进行处理，第二数据分析模块用于对处理后的第二层级网络中各设备节点的数据信息进行分析，并判断第二层级网络中是否存在异常设备节点或者事故设备节点。

6.根据权利要求5所述的智能电网监控及管理系统，其特征在于，所述第三层级网络设有第三数据采集模块，所述第三数据采集模块用于采集第三层级网络中各设备节点的数据信息；

所述第二层级网络中的各设备节点中设有第三数据处理模块和第三数据分析模块；所述第三数据处理模块用于对第三层级网络中各设备节点的数据信息进行处理，第三数据分析模块用于对处理后的第三层级网络中各设备节点的数据信息进行分析，并判断第三层级网络中是否存在异常设备节点或者事故设备节点。

7.根据权利要求6所述的智能电网监控及管理系统，其特征在于，还包括实时节点更新模块，所述实时节点更新模块用于根据各层级网络中的实时状态进行更新，整个电网中的各设备节点可以根据其实际状态调整至第一层级网络中的设备节点，或者第二层级网络中的设备节点，或者第三层级网络中的设备节点。

8.根据权利要求6所述的智能电网监控及管理系统，其特征在于，所述第一数据分析模块、第二数据分析模块和第三数据分析模块均使用FP-growth算法进行数据分析。

9.根据权利要求1所述的智能电网监控及管理系统，其特征在于，所述第一层级网络还设有第一控制端，所述第二层级网络还有第二控制端，所述第一控制端用于实现对第二层级网络中各设备节点的控制和管理，所述第二控制端用于实现对第三层级网络中各设备节点的控制和管理。