基于海量数据趋势变化的在线监测数据预警方法及系统与流程

1.本发明涉及电气设备状态监测技术领域，特别是一种基于海量数据趋势变化的在线监测数据预警方法及系统。


背景技术：

2.随着电力系统数字化的转型，需要对越来越多的电气设备实施状态进行监测，因此很多电气设备都安装了在线监测装置，在线监测装置的应用，能够实时反应电气设备的运行状态，提早发现设备安全隐患，可以降低设备的故障率，有效地保障了设备的安全稳定运行，提高了电网运行可靠性。
3.目前主要针对在线监测装置的运行稳定性、数据采集准确性以及数据传输及时性展开研究，对于预警仅仅只是采用简单的阈值法，但是现在随着在线监测装置应用越来越多，其数据量也呈指数级别的增长，缺少一种针对海量数据的在线监测数据预警方法，以往采用的阈值法导致在线监测误报频发，误报率居高不下，极大地影响了在线监测装置的实用性，制约了在线监测装置的发展。
4.基于此，提出一种基于海量数据趋势变化的在线监测数据预警方法及系统来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
6.鉴于上述和/或现有的数据在线监测装置采用的阈值法导致在线监测误报频发，误报率居高不下，极大地影响了在线监测装置的实用性的问题，提出了本发明。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于海量数据趋势变化的在线监测数据预警方法及系统，包括海量实时采集数据并进行存储，所述数据包括末屏电流、电容量、介质损耗、系统电压相位和系统频率；筛选存储的海量数据中的坏点数据，所述坏点数据包括末屏电流、电容量、介质损耗数据；对筛选得到的坏点数据进行数据平均值计算；进行海量数据趋势分析，并根据趋势分析结果发布预警信息。
8.作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述筛选存储的海量数据中的坏点数据包括：对当天所有采集的末屏电流数据进行统计，得出末屏电流最大值和末屏电流最小值，采用如下公式进行筛选：
[0009][0010]
当ai大于等于第一预设值时，剔除末屏电流最大值。
[0011]
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述筛选存储的海量数据中的坏点数据还包括：对当天所有采集的电容量数据进行统计，得出电容量最大值和电容量最小值，采用
如下公式筛选：
[0012][0013]
当ac大于等于第二预设值时，剔除电容量最大值。
[0014]
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述筛选存储的海量数据中的坏点数据还包括：对当天所有采集的介质损耗数据进行统计，得出介质损耗最大值和介质损耗最小值，采用如下公式筛选：
[0015][0016]
当a
t
大于等于第三预设值时，剔除介质损耗最大值。
[0017]
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述对筛选得到的坏点数据进行数据平均值计算包括：
[0018]
末屏电流平均值计算公式如下：
[0019][0020]
其中，iv为末屏电流平均值，in为末屏电流，n1为采集到的末屏电流数据的数量；
[0021]
电容量平均值计算公式如下：
[0022][0023]
其中，cv为电容量平均值，cn为电容量，n2为采集到的电容量数据的数量；
[0024]
介质损耗平均值计算公式如下：
[0025][0026]
其中，tv为介质损耗平均值，tn为介质损耗，n3为采集到的介质损耗数据的数量。
[0027]
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述进行海量数据趋势分析包括：第一时间段内取若干组末屏电流数据、电容量数据以及介质损耗数据进行分析，当前末屏电流数据、电容量数据、介质损耗数据分别为in、cn、tn，则上一末屏电流数据、电容量数据、介质损耗数据分别为i
n-1
、c
n-1
、t
n-1
，若i
n-1-in、c
n-1-cn、t
n-1-tn的任一数值大于0且n大于次数阈值时，则发布关注预警。
[0028]
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述根据趋势分析结果发布预警信息包括：第二时间段内间隔一固定天数进行m次趋势分析，所述趋势分析包括每次趋势分析结果是否存在一定天数的数据相较前一天呈增长趋势，根据趋势分析结果发布预警信息。
[0029]
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述根据趋势分析结果发布预警信息还包括：对末屏电流、电容量、介质损耗数据进行预警信息发布包括：
[0030]
若第二时间段内第一次趋势分析时，第一次趋势分析截止时间内存在大于等于预设天数的当日数据相较前一天呈增长趋势，则发布重点关注预警；
[0031]
若第二时间段内第二次趋势分析时，第二次趋势分析截止时间内存在大于等于预
设天数的当日数据相较前一天呈增长趋势，则发布现场检查关注预警；
[0032]
若第二时间段内第m次趋势分析时，第m次趋势分析截止时间内存在大于等于预设天数的当日数据相较前一天呈增长趋势，则发布停电检查预警。
[0033]
一种基于海量数据趋势变化的在线监测数据预警系统，包括数据采集模块、数据存储模块、数据变化计算模块以及预警信息显示发布模块；
[0034]
所述数据采集模块包括容性设备末屏电流实时采集单元、容性设备电容量实时采集单元、容性设备介质损耗实时采集单元、系统电压相位实时采集单元以及系统频率实时采集单元，分别对容性设备末屏电流、电容量、介质损耗、系统电压相位以及频率数据进行实时采集；
[0035]
所述数据存储模块包括容性设备末屏电流存储单元、容性设备电容量存储单元、容性设备介质损耗存储单元、系统电压相位存储单元以及系统频率存储单元，分别对容性设备末屏电流、电容量、介质损耗、系统电压相位以及频率数据进行存储；
[0036]
所述数据变化计算模块包括容性设备末屏电流变化计算单元、容性设备电容量数据变化计算单元、容性设备介质损耗数据变化计算单元、系统电压相位数据变化计算单元以及系统频率数据变化单元，分别对容性设备末屏电流、电容量、介质损耗、系统电压相位以及频率数据的变化进行计算。
[0037]
作为本发明所述的一种优选方案，其中：所述预警信息发布模块包括图标闪烁单元、声音提醒单元以及信息发送单元，实现预警信息的声光显示和发送。
[0038]
本发明的有益效果：本发明对海量在线监测数据进行存储，并通过算法对坏点数据进行剔除，可以剔除外界因素对数据的干扰，并且，通过算法对海量数据进行趋势分析，得出不同级别的预警信息并进行信息发布，由此可以实现从在线监测海量数据中准确提取出有效、关键数据，通过预警方法准确预警，大大减少了误报率，本方法具有实时、高效、准确等优点，提高了在线监测装置运行可靠性。
附图说明
[0039]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0040]
图1为本发明在线监测数据预警方法的流程图。
[0041]
图2为本发明在线监测数据预警触发流程图。
[0042]
图3为本发明在线监测数据预警系统结构图。
具体实施方式
[0043]
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
[0044]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0045]
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0046]
实施例1
[0047]
参照图1，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种基于海量数据趋势变化的在线监测数据预警方法，包括：
[0048]
s1、海量实时采集数据并进行存储，数据包括末屏电流、电容量、介质损耗、系统电压相位和系统频率。
[0049]
s2、筛选存储的海量数据中的坏点数据，坏点数据包括末屏电流、电容量、介质损耗数据，受外界因素干扰，可能导致某一时刻数据为干扰所致，不能真实反应设备状态，因此需要先对数据进行筛选。
[0050]
s3、对筛选得到的坏点数据进行数据平均值计算，平均值计算方法可以采用两种，一是对一个小时内的数据进行平均值计算，得出每小时的平均值，二是对当天数据进行平均值计算，得到每天的平均值。
[0051]
s4、进行海量数据趋势分析，并根据趋势分析结果发布预警信息。
[0052]
本实施例通过对实时采集数据储存，然后进行数据筛选，接着对筛选后的数据进行平均值计算，以小时和天为单位对数据进行海量数据趋势分析，最后对预警信息进行发布，由此实现了从在线监测海量数据中准确提取出有效、关键数据，通过预警方法准确预警，大大减少了误报率，本发明具有实时、高效、准确等优点，提高了在线监测装置运行可靠性。
[0053]
实施例2
[0054]
参照图1、2，为本发明第二个实施例，该实施例基于上一个实施例。
[0055]
s2、筛选存储的海量数据中的坏点数据包括：
[0056]
s11、对当天所有采集的末屏电流数据进行统计，得出末屏电流最大值和末屏电流最小值，采用如下公式进行筛选：
[0057][0058]
当ai大于等于第一预设值时，剔除末屏电流最大值，第一预设值为0.4。
[0059]
s12、对当天所有采集的电容量数据进行统计，得出电容量最大值和电容量最小值，采用如下公式筛选：
[0060][0061]
当ac大于等于第二预设值时，剔除电容量最大值，第二预设值为0.4。
[0062]
s13、对当天所有采集的介质损耗数据进行统计，得出介质损耗最大值和介质损耗最小值，采用如下公式筛选：
[0063][0064]
当a
t
大于等于第三预设值时，剔除介质损耗最大值，第三预设值为1。
[0065]
s3、对筛选得到的坏点数据进行数据平均值计算：
[0066]
s31、末屏电流平均值计算公式如下：
[0067][0068]
其中，iv为末屏电流平均值，in为末屏电流，n1为采集到的末屏电流数据的数量；
[0069]
s32、电容量平均值计算公式如下：
[0070][0071]
其中，cv为电容量平均值，cn为电容量，n2为采集到的电容量数据的数量；
[0072]
s33、介质损耗平均值计算公式如下：
[0073][0074]
其中，tv为介质损耗平均值，tn为介质损耗，n3为采集到的介质损耗数据的数量。
[0075]
s41、进行海量数据趋势分析包括：第一时间段内取若干组末屏电流数据、电容量数据以及介质损耗数据进行分析，当前末屏电流数据、电容量数据、介质损耗数据分别为in、cn、tn，则上一末屏电流数据、电容量数据、介质损耗数据分别为i
n-1
、c
n-1
、t
n-1
，若i
n-1-in、c
n-1-cn、t
n-1-tn的任一数值大于0且n大于次数阈值时，则发布关注预警。
[0076]
s42、根据趋势分析结果发布预警信息包括：第二时间段内间隔一固定天数进行m次趋势分析，趋势分析包括每次趋势分析结果是否存在一定天数的数据相较前一天呈增长趋势，根据趋势分析结果发布预警信息。
[0077]
其中，对末屏电流、电容量、介质损耗数据进行预警信息发布包括：
[0078]
若第二时间段内第一次趋势分析时，第一次趋势分析截止时间内存在大于等于预设天数的当日数据相较前一天呈增长趋势，则发布重点关注预警；
[0079]
若第二时间段内第二次趋势分析时，第二次趋势分析截止时间内存在大于等于预设天数的当日数据相较前一天呈增长趋势，则发布现场检查关注预警；
[0080]
若第二时间段内第m次趋势分析时，第m次趋势分析截止时间内存在大于等于预设天数的当日数据相较前一天呈增长趋势，则发布停电检查预警。
[0081]
本实施例中，对进行平均值计算后的末屏电流、电容量以及介质损耗进行海量数据趋势分析，对末屏电流数据、电容量数据以及介质损耗数据进行24小时海量数据趋势分析和3天、5天以及7天内海量数据趋势分析。
[0082]
对每天的24组末屏电流数据进行趋势分析：当前数值为in，前一数值为i
n-1
，如果i
n-1-in＞0数量是否超过18次；对3天、5天以及7天内的末屏电流数据进行趋势分析：分析是否存在3天内有2天数据相比前一天增长，5天内有3天数据相比前一天增长，7天内有5天数据相比前一天增长。
[0083]
对每天的24组电容量数据进行趋势分析：当前数值为cn，前一数值为c
n-1
，如果c
n-1-cn＞0数量是否超过18次；对3天、5天以及7天内的电容量数据进行趋势分析：分析是否存在3天内有2天数据相比前一天增长，5天内有3天数据相比前一天增长，7天内有5天数据相比前一天增长。
[0084]
对每天的24组介质损耗数据进行趋势分析：当前数值为tn，前一数值为t
n-1
，如果t
n-1-tn＞0数量是否超过18次；对3天、5天以及7天内的介质损耗数据进行趋势分析：分析是否存在3天内有2天数据相比前一天增长，5天内有3天数据相比前一天增长，7天内有5天数据相比前一天增长。
[0085]
对末屏电流数据进行预警信息发布：
[0086]
如果i
n-1-in＞0量超过18次，发布关注预警
[0087]
如果3天内有2天数据相比前一天增长，发布重点关注预警；
[0088]
如果5天内有3天数据相比前一天增长，发布现场检查关注预警；
[0089]
如果7天内有5天数据相比前一天增长，发布停电检查预警。
[0090]
对电容量数据进行预警信息发布：
[0091]
如果c
n-1-cn＞0数量超过18次，发布关注预警
[0092]
如果3天内有2天数据相比前一天增长，发布重点关注预警；
[0093]
如果5天内有3天数据相比前一天增长，发布现场检查关注预警；
[0094]
如果7天内有5天数据相比前一天增长，发布停电检查预警。
[0095]
对介质损耗数据进行预警信息发布：
[0096]
如果t
n-1-tn＞0数量超过18次，发布关注预警
[0097]
如果3天内有2天数据相比前一天增长，发布重点关注预警；
[0098]
如果5天内有3天数据相比前一天增长，发布现场检查关注预警；
[0099]
如果7天内有5天数据相比前一天增长，发布停电检查预警。
[0100]
实施例3
[0101]
参照图3，为本发明第三个实施例，该实施例为一种基于海量数据趋势变化的在线监测数据预警系统：包括数据采集模块100、数据存储模块200、数据变化计算模块300以及预警信息显示发布模块400。
[0102]
数据采集模块100包括容性设备末屏电流实时采集单元101、容性设备电容量实时采集单元102、容性设备介质损耗实时采集单元103、系统电压相位实时采集单元104以及系统频率实时采集单元105，分别对容性设备末屏电流、电容量、介质损耗、系统电压相位以及频率数据进行实时采集。
[0103]
数据存储模块200包括容性设备末屏电流存储单元201、容性设备电容量存储单元202、容性设备介质损耗存储单元203、系统电压相位存储单元204以及系统频率存储单元205，分别对容性设备末屏电流、电容量、介质损耗、系统电压相位以及频率数据进行存储。
[0104]
数据变化计算模块300包括容性设备末屏电流变化计算单元301、容性设备电容量数据变化计算单元302、容性设备介质损耗数据变化计算单元303、系统电压相位数据变化计算单元304以及系统频率数据变化单元305，分别对容性设备末屏电流、电容量、介质损耗、系统电压相位以及频率数据的变化进行计算。
[0105]
预警信息发布模块400包括图标闪烁单元401、声音提醒单元402以及信息发送单元403，实现预警信息的声光显示和发送。
[0106]
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，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案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发
明的权利要求范围当中。