一种基于大数据的电气自动化管理系统的制作方法

本发明涉及电气自动化，尤其涉及一种基于大数据的电气自动化管理系统。

背景技术：

1、在当今的电气系统中，随着科技的迅猛发展和工业化进程的加速，电气设备的数量呈爆发式增长，其类型和功能也日益多样化和复杂化。同时，对于电气系统运行稳定性和效率的要求也达到了前所未有的高度。然而，传统的电气管理方式在应对这些变化时，逐渐暴露出诸多难以克服的挑战。

2、传统管理方式在数据采集方面往往不够全面，无法涵盖各类电气设备的关键运行参数，导致对电气系统的整体运行状态把握不准确，在数据处理方面，缺乏深度分析手段，难以对设备运行数据进行有效的预警分析、故障检测和成本效益评估。因此我们提出一种基于大数据的电气自动化管理系统，来解决上述中遇到的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于大数据的电气自动化管理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：包括电气数据采集模块、数据处理中心、智能控制模块；

3、电气数据采集模块，用于负责收集电气系统中各类设备的运行数据；其中，各类设备包括发电设备、输电设备、配电设备、用电设备、控制与保护设备、储能设备；

4、数据处理中心，包括设备监控模块、故障检测模块、成本效益分析模块；

5、设备监控模块，用于对电气系统中各类设备的运行数据进行预警分析，得到各类设备对应的设备分析结果；其中，设备分析结果包括运行数据中参数的标准偏离值、斜波值、标偏均值、标偏波动值、异时波动值、设备评估值以及对应的变化折线图；

6、故障检测模块，用于根据设备分析结果结合设备的历史运行数据进行故障分析，得到故障分析结果；其中，故障分析结果包括运行数据中参数对应的折线相似影响值、历史分析评估差值以及故障预测值；

7、成本效益分析模块，用于对电气系统中各类设备进行成本效益分析，得到效益分析结果；其中，效益分析结果包括成本影响值、设备使用时长、设备维护次数、维频影响值以及设备效益值；

8、智能控制模块，用于接收数据处理中心输出的分析结果，分析结果包括设备、故障以及效益分析结果；为分析结果中任一结果设定异常阈值，将每个分析结果与相应的异常阈值进行比较，若任一结果大于或等于异常阈值，生成结果对应的异常信令；依据结果对应的信令执行相应的操作。

9、作为优选的，对电气系统中各类设备的运行数据进行预警分析，具体为：

10、设定电气系统中各类设备中对应设备运行数据中任一参数的标准参数值；将对应设备的运行数据中的任一参数数值减去其参数对应的标准参数值得到参数对应的标准偏离值；

11、根据各类设备设定对应设备的监控时区，构建参数对应的变化折线图，将监控时区内参数的标准偏离值与其对应的采集时刻输入到对应的变化折线图中，将标准偏离值在变化折线图中的位置标记为参数偏离点；连接相邻的参数偏离点得到参数偏离线；将相邻的参数偏离线连接得到参数偏离折线；

12、计算参数偏离线的斜率，将取值为正的斜率标记为正斜值，将取值为负的斜率标记为负斜值；将监控时区内所有的正斜值、负斜值分别进行求和计算，得到正斜总值、负斜总值；将正斜总值、负斜总值进行加权计算得到斜波值；

13、对监控时区内的标准偏离值进行均值、标准差计算，得到标偏均值f3、标偏波动值；

14、设定标准偏离允许范围，将参数的标准偏离值与标准偏离允许范围进行匹配，若参数的标准偏离值不处于标准偏离允许范围内，将该参数的生成时刻标记为异常时刻；对监控时区内相邻的异常时刻进行时刻差计算得到异常间隔时长；对监控时区内的异常间隔时长进行标准差计算得到异时波动值；

15、将标准偏离值、斜波值、标偏均值、标偏波动值与异时波动值进行加权处理，得到设备评估值；

16、将标准偏离值、斜波值、标偏均值、标偏波动值、异时波动值、设备评估值以及对应的变化折线图标记为设备分析结果。

17、作为优选的，根据设备分析结果结合设备的历史运行数据进行故障分析，具体为：

18、识别历史运行数据获取任一设备在任一次故障前监控时区的运行数据，将故障前监控时区的运行数据标记为历史故障监控时区；

19、识别设备当前监控时区的运行数据中参数的变化折线图中的参数偏离折线，将当前监控时区的参数偏离折线与任一次历史故障监控时区中的参数偏离折线进行相似性计算得到折线相似值；将所有次历史故障监控时区的折线相似值进行加权处理得到折线相似影响值；

20、将设备当前的设备分析结果与任一次历史故障监控时区所对应的设备分析结果之间对应的参数进行差值计算，得到参数对应的历史分析评估差值；

21、将运行数据中所有参数的折线相似影响值、历史分析评估差值进行加权计算得到故障预测值；

22、将参数对应的折线相似影响值、历史分析评估差值以及故障预测值标记为故障分析结果。

23、作为优选的，对电气系统中各类设备进行成本效益分析，具体为：

24、获取任一设备的成本信息，包括购置成本、日常运行成本、日常维护成本；

25、设定当前设备对应的上位升级设备，获取升级设备的成本信息，将升级设备的成本信息与当前设备的成本信息中的对应参数进行差值计算，得到参数对应的成本差值；将成本信息中所有参数的成本差值进行加权计算得到升级设备对应的成本影响值；

26、获取当前设备的安装时刻，将安装时刻与当前时刻进行差值计算得到设备使用时长；将安装时刻与当前时刻之间的时间区域标记为设备使用时区，记录设备使用时区内的设备维护次数；

27、记录每次设备维护次数的维护时刻，将相邻的维护时刻进行时刻差计算，得到维邻时差值；对设备使用时区内的维邻时差值进行标准差计算得到维频影响值；

28、将成本影响值、设备使用时长、设备维护次数、维频影响值进行加权处理，得到升级设备对应的设备效益值；

29、将成本影响值、设备使用时长、设备维护次数、维频影响值以及设备效益值标记为效益分析结果。

30、作为优选的，依据结果对应的信令执行相应的操作，具体为：在接收到设备分析结果对应的异常信令时，依据设备分析结果中的设备评估值调整设备运行参数；

31、在接收到故障分析结果对应的异常信令时，触发预警通知，将对应的故障分析结果及设备的编号、位置发送给故障维护团队；

32、在接受效益分析结果对应的异常信令时，则将效益分析结果、建议更换或升级设备通知发送给维护团队。

33、作为优选的，数据处理中心还包括远程通信模块、数据存储模块、显示访问模块、用户注册模块；

34、远程通信模块用于实现系统中各个模块之间的数据交换，并允许与外部的设备、软件平台或用户终端进行交互；

35、数据存储模块，用于接收并存储电气数据采集模块输出的运行数据及数据处理中心输出的分析结果；

36、显示访问模块，用于显示和访问数据存储模块中存储的数据；

37、用户注册模块，用于提交用户的注册信息，为注册成功的注册信息生成授权登录账号；授权登录账号用于登录数据处理中心。

38、作为优选的，显示访问模块包括交互式报告生成器，用于允许用户根据需求定制和生成报告；交互式报告生成器具备拖放界面，拖放界面用于特定数据字段、预定义时间段或自定义日期范围，以及报告的格式和布局。

39、与现有技术相比，本发明的有益效果：

40、1、本发明通过多维度指标分析设备运行数据，构建变化折线图直观呈现参数变化，相比传统方式，不再依赖单一参数判断，综合多个指标能更准确识别设备异常，且结合设备的历史运行数据和实时数据，预测潜在的故障并提供详细的故障分析结果，能快速识别与历史故障相似情况，准确判断设备状态变化和性能衰退趋势，有助于快速定位问题并采取预防或修复措施，减少维修时间和成本。

41、2、本发明通过成本效益分析，考虑设备购置、运行和维护成本，评估设备的全生命周期的成本效益，注重分析设备使用时长、维护次数和频率等因素，提供升级或更换设备的建议，降低成本提高可用性和生产效率，帮助企业实现成本节约和投资回报的最大化。