一种用于监测电网运行情况的用电负荷地图系统

1.本发明涉及电能传输系统领域，具体涉及一种用于监测电网运行情况的用电负荷地图系统。


背景技术：

2.城市用电通过电网进行运输，电网是城市进行正常运作的动脉，但由于不合理用电，往往会使电网中的部分网络出现故障，影响人们的生活，如何更好的掌握电网的运行情况，并及时地发现电网中潜在的危险是当前的电网监测系统需要解决的问题。
3.背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。
4.现在已经开发出了很多授电网监测系统，经过我们大量的检索与参考，发现现有的监测系统有如公开号为cn104951486b所公开的系统，这些系统一般包括步骤(1)：数据采集；采集需要进行数据上报的行政区划单位；将行政区划单位信息存储到第一缓冲区；步骤(2)：接收用户在电网gis地图上标注的行政区划单位的区域坐标信息，建立与第一缓冲区有对应关系的第二缓冲区，将接收的区域坐标信息逐一存储到第二缓冲区；步骤(3)：利用分类器划分数据报送范围：利用分类器针对数据报送情况进行划分，数据报送情况划分为未上报、已经上报且未通过审核和已经上报且通过审核，定义数据上报情况结果展示图例，用不同的颜色标注不同的数据上报状态；步骤(4)：数据报送。但该系统只能简单地体现各区域的用电情况，并不能基于用电情况作出安全性分析。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种用于监测电网运行情况的用电负荷地图系统。
6.本发明采用如下技术方案：
7.一种用于监测电网运行情况的用电负荷地图系统，包括监测模块、处理模块、显示模块、存储模块、分析模块和交互模块，所述监测模块用于对电网中的网点负荷进行检测，所述处理模块基于所述检测值以及网点的位置信息处理得到实时用电负荷信息，所述显示模块用于将实时用电负荷信息以地图形式进行显示，所述存储模块用于保存所有网点的历史用电负荷信息，所述分析模块基于所述历史用电负荷信息进行计算任务的处理，所述交互模块用于提供查询任务；
8.所述所述监测模块包括负荷检测器、监测点分布存储器和网络通讯器，所述监测点分布存储器用于保存监测点的位置信息以及监测点的连接关系，所述负荷检测器安装于监测点上对用电负荷进行检测，所述网络通讯器用于将检测数据上传至所述处理模块；
9.所述监测点包括终端监测点和传输监测点，所述显示模块通过长方体的形式显示终端监测点的实时功率，所述显示模块通过管道的形式显示两个监测点的连接关系；
10.所述分析模块包括任务管理单元、数据输入单元、数据输出单元和计算单元，所述
任务管理单元用于配置任务信息，所述数据输入单元用于接收从所述互动模块发送的数据以及从所述存储模块调用数据，所述数据输出单元用于向所述互动模块输出弹窗信息，所述计算单元包括至少一个计算器，每个计算器内配置有专用程序，所述专用程序用于处理特定的计算任务；
11.所述查询任务包括区域安全查询，所述区域安全查询对应的计算器根据下式计算出一个传输监测点的区域安全指数q1：
[0012][0013]
其中，p
′
为当前实时功率，p
max
为最大可达功率，pk为第k个时间段的功率，m为采用的时间段的数量，为采用的m个时间段功率的平均值；
[0014]
进一步的，所述处理模块计算出每个传输监测点的传输损耗率，所述传输损耗率的计算公式为：
[0015][0016]
其中，wj表示编号为j的传输监测点检测出的用电量，w
j_i
为与传输监测点j具有向下连接关系的第i个监测点检测出的用电量；
[0017]
进一步的，所述分析模块对历史数据进行分析计算得到管道的传输耗损率，传输损耗模型公式为：
[0018][0019]
其中，η
j_i
对应的是管道的传输损耗率；
[0020]
所述分析模块从所述历史数据中获取至少n组对应连接关系网中的数据代入模型公式后，能够计算得到η
j_i
；
[0021]
进一步的，所述显示模块的管道包括实体部分和虚体部分，所述管道内任意位置的截面都相同，而截面上虚体部分占整个截面的比例为该管道的传输耗损率；
[0022]
进一步的，所述查询任务包括终端安全查询，所述终端安全查询对应的计算器根据下式计算出一个终端监测点的终端安全指数q2：
[0023][0024]
其中，p
′
max
为该终端监测点所处的连接关系网中的上游监测点的最大可达功率，pi′
为该终端监测点所处的连接关系网中的其余下游监测点的实时功率。
[0025]
本发明所取得的有益效果是：
[0026]
本系统用地图的形式显示电网的用电情况，其中，长方体用于表示终端的实时功率，管道用于表示电网的网络结构，同时用管道的虚实结合来表现损耗率，通过该地图信息能够直观地了解到电网运行情况，同时，该系统还能根据历史数据对区域内的用电安全情
况和终端的用电安全情况进行分析，及时地发现潜在的危险。
[0027]
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
[0028]
图1为本发明整体结构框架示意图；
[0029]
图2为本发明监测模块构成示意图；
[0030]
图3为本发明连接关系网示意图；
[0031]
图4为本发明分析模块构成示意图；
[0032]
图5为本发明分析模块工作流程示意图。
具体实施方式
[0033]
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
[0034]
实施例一。
[0035]
本实施例提供了一种用于监测电网运行情况的用电负荷地图系统，结合图1，包括监测模块、处理模块、显示模块、存储模块、分析模块和交互模块，所述监测模块用于对电网中的网点负荷进行检测，所述处理模块基于所述检测值以及网点的位置信息处理得到实时用电负荷信息，所述显示模块用于将实时用电负荷信息以地图形式进行显示，所述存储模块用于保存所有网点的历史用电负荷信息，所述分析模块基于所述历史用电负荷信息进行计算任务的处理，所述交互模块用于提供查询任务；
[0036]
所述所述监测模块包括负荷检测器、监测点分布存储器和网络通讯器，所述监测点分布存储器用于保存监测点的位置信息以及监测点的连接关系，所述负荷检测器安装于监测点上对用电负荷进行检测，所述网络通讯器用于将检测数据上传至所述处理模块；
[0037]
所述监测点包括终端监测点和传输监测点，所述显示模块通过长方体的形式显示终端监测点的实时功率，所述显示模块通过管道的形式显示两个监测点的连接关系；
[0038]
所述分析模块包括任务管理单元、数据输入单元、数据输出单元和计算单元，所述任务管理单元用于配置任务信息，所述数据输入单元用于接收从所述互动模块发送的数据以及从所述存储模块调用数据，所述数据输出单元用于向所述互动模块输出弹窗信息，所述计算单元包括至少一个计算器，每个计算器内配置有专用程序，所述专用程序用于处理特定的计算任务；
[0039]
所述查询任务包括区域安全查询，所述区域安全查询对应的计算器根据下式计算出一个传输监测点的区域安全指数q1：
[0040][0041]
其中，p
′
为当前实时功率，p
max
为最大可达功率，pk为第k个时间段的功率，m为采用的时间段的数量，p为采用的m个时间段功率的平均值；
[0042]
所述处理模块计算出每个传输监测点的传输损耗率，所述传输损耗率的计算公式为：
[0043][0044]
其中，wj表示编号为j的传输监测点检测出的用电量，w
j_i
为与传输监测点j具有向下连接关系的第i个监测点检测出的用电量；
[0045]
所述分析模块对历史数据进行分析计算得到管道的传输耗损率，传输损耗模型公式为：
[0046][0047]
其中，η
j_i
对应的是管道的传输损耗率；
[0048]
所述分析模块从所述历史数据中获取至少n组对应连接关系网中的数据代入模型公式后，能够计算得到η
j_i
；
[0049]
所述显示模块的管道包括实体部分和虚体部分，所述管道内任意位置的截面都相同，而截面上虚体部分占整个截面的比例为该管道的传输耗损率；
[0050]
所述查询任务包括终端安全查询，所述终端安全查询对应的计算器根据下式计算出一个终端监测点的终端安全指数q2：
[0051][0052]
其中，p
′
max
为该终端监测点所处的连接关系网中的上游监测点的最大可达功率，pi′
为该终端监测点所处的连接关系网中的其余下游监测点的实时功率。
[0053]
实施例二。
[0054]
本实施例包含了实施例一中的全部内容，提供了一种用于监测电网运行情况的用电负荷地图系统，包括监测模块、处理模块、显示模块、存储模块、分析模块和交互模块，所述监测模块用于对电网中的网点负荷进行检测，所述处理模块基于所述检测值以及网点的位置信息处理得到实时用电负荷信息，所述显示模块用于将实时用电负荷信息以地图形式进行显示，所述存储模块用于保存所有网点的历史用电负荷信息，所述分析模块基于所述历史用电负荷信息进行计算任务的处理，所述交互模块用于提供查询任务；
[0055]
结合图2，所述监测模块包括负荷检测器、监测点分布存储器和网络通讯器，所述监测点分布存储器用于保存监测点的位置信息以及监测点的连接关系，所述负荷检测器安装于监测点上对用电负荷进行检测，所述网络通讯器用于将检测数据上传至所述处理模
块，所述监测点包括终端监测点和传输监测点，所述终端监测点只与另一个传输监测点连接，所述传输监测点至少与两个监测点连接，所述监测点为单向连接，连接方向与电流传输方向一致；
[0056]
所述处理模块对终端监测点上负荷检测器上传的数据计算出实时功率，所述处理模块计算出每个传输监测点的传输损耗率，所述实时功率的计算公式为：
[0057][0058]
其中，δt为一个微量时间，δw为负荷检测器在δt时间内检测出的用电量；
[0059]
所述传输损耗率的计算公式为：
[0060][0061]
其中，wj表示编号为j的传输监测点检测出的用电量，w
j_i
为与传输监测点j具有向下连接关系的第i个监测点检测出的用电量；
[0062]
每个传输监测点具有各自的编号j，而每个监测点在一段向下连接关系网中具有在该连接关系网中的序号i，i和j属于不同识别体系中的号码；
[0063]
所述显示模块根据所述终端监测点的位置信息在地图中设置一个显示区域，并根据所述处理模块计算得到的实时功率在对应的显示区域内创建一个或多个长方体，所述长方体的高度与功率对应，所述长方体的最大高度与所述终端监测点的监测对象相关，当一个长方体的最大高度对应的功率小于实时功率时，通过创建多个长方体使得长方体的总高度与实时功率对应，所述显示模块通过创建管道来表示两个监测点的连接关系，所述管道内包括实体部分和虚体部分，所述管道内任意位置的截面都相同，而截面上虚体部分占整个截面的比例为该管道的传输耗损率；
[0064]
所述管道的传输耗损率通过所述分析模块对历史数据进行分析计算得到，传输损耗模型公式为：
[0065][0066]
其中，η
j_i
对应的是管道的传输损耗率；
[0067]
所述分析模块从所述历史数据中获取至少n组对应连接关系网中的数据代入模型公式后，能够计算得到η
j_i
；
[0068]
结合图3，所述连接关系网由一个上游监测点和n个下游监测点构成，连接方向为上游监测点指向下游监测点；
[0069]
通过所述显示模块中的长方体信息和管道信息能够了解到电网的实时运行情况；
[0070]
所述存储模块为每个监测点的负荷检测器分配了一个存储区域，所述负荷检测器每隔一个时间段的检测数据保存在对应的存储区域中，对于所述传输检测点，其存储区域中还保存由所述处理模块计算得到的监测点传输损耗率η；
[0071]
结合图4，所述分析模块包括任务管理单元、数据输入单元、数据输出单元和计算单元，所述任务管理单元用于配置任务信息，所述数据输入单元用于接收从所述互动模块
发送的数据以及从所述存储模块调用数据，所述数据输出单元用于向所述互动模块输出弹窗信息，所述计算单元包括至少一个计算器，每个计算器内配置有专用程序，所述专用程序用于处理特定的计算任务；
[0072]
结合图5，所述分析模块的工作流程包括如下步骤：
[0073]
s1、所述数据输入单元接收任务信息，并将任务信息发送至所述任务管理单元；
[0074]
s2、所述任务管理单元根据任务信息中的任务类别确定对应的计算器地址，根据任务信息中的监测点信息确定对应的存储区域地址；
[0075]
s3、所述任务管理单元将计算器地址和存储区域地址反馈给所述数据输入单元，所述任务管理单元激活对应的计算器；
[0076]
s4、所述数据输入单元根据所述存储区域地址从所述存储模块调用数据，并根据所述计算器地址将调用的数据发送至对应的计算器；
[0077]
s5、被激活的计算器接收调用数据后开始计算处理，将计算结果发送至所述数据输出单元；
[0078]
s6、所述数据输出单元将计算结果整理成弹窗数据后发送至所述互动模块；
[0079]
所述互动模块包括一个选择组件、一个查询任务生成组件和一个弹窗组件，所述选择组件能够将显示模块中的长方体模型拖入到所述查询任务生成组件中，所述查询任务生成组件根据所述长方体模型确定监测点信息，在所述查询任务生成组件中能够选择任务类型，当任务类型和监测点信息确认后，所述查询任务生成组件将生成任务信息，并将所述任务信息发送至所述数据输入单元，所述弹窗组件能够接收弹窗信息并在显示模块的对应位置处显示弹窗；
[0080]
所述互动模块与所述显示模块集成于一台电子设备中；
[0081]
所述查询任务包括区域安全查询和终端安全查询，所述区域安全查询对应的计算器根据下式计算出一个传输监测点的区域安全指数q1：
[0082][0083]
其中，p
′
为当前实时功率，p
max
为最大可达功率，pk为第k个时间段的功率，m为采用的时间段的数量，p为采用的m个时间段功率的平均值；
[0084]
所述终端安全查询对应的计算器根据下式计算出一个终端监测点的终端安全指数q2：
[0085][0086]
其中，p
′
max
为该终端监测点所处的连接关系网中的上游监测点的最大可达功率，pi′
为该终端监测点所处的连接关系网中的其余下游监测点的实时功率；
[0087]
所述查询任务不止上述两个类型，通过给计算器配置专有程序能够添加新的查询任务，本实施例不再举例赘述。
[0088]
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护
范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。