一种基于物联网的电网数据智能化监管系统及方法与流程

本发明涉及信息管理，具体为一种基于物联网的电网数据智能化监管系统及方法。

背景技术：

1、随着用电需求增大，电网处于不断发展和扩容的阶段，日益增大的电网规模对电网系统中的电力设备的故障检测产生了重大影响。为了减轻电网维保的工作压力，现有技术中将电力设备接入电网设备的物联网系统，通过计算机网络对电力设备进行远程管理。

2、在现有技术中，通常采用采集电网系统的故障记录，提取故障相关的电力设备的运行特征，对有关故障进行预警的方法，在现有的电力设备管理系统中往往采用故障数据与故障特征一一对应的管理方法，这种方法需要对于每一种故障对应电力设备进行记录，无法应对没有故障记录的电力设备，例如新增加的电力设备出现某种与已有记录相似运行特征时，无法判断电力系统是否会出现故障。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于物联网的电网数据智能化监管系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的电网数据智能化监管方法：

3、步骤s100：在一个由若干个电力设备组成的电力系统中，建立电力设备运行参数项集合，将电力系统中的某一种故障设为目标故障，将目标故障发生前，电力设备的某一种运行状态作为目标状态，根据运行状态的历史记录，计算目标故障的故障参考值；

4、步骤s200：从电力系统中，获取两个运行参数项不同的电力设备，分别记为第一目标设备和第二目标设备，计算第一目标设备和第二目标设备中，各运行参数项占目标故障的历史记录中的权重，计算各运行参数项的加权故障率；

5、步骤s300：获取电力系统中的第三目标设备，第三目标设备与第一目标设备和第二目标设备至少存在一个相同的运行参数项，当检测到第三目标设备处于目标状态时，获取第三目标设备与第一目标设备和第二目标设备间，相同运行参数项历史记录的相似程度；

6、步骤s400：通过将第三目标设备的运行参数项与第一目标设备和第二目标设备的运行参数项进行比较，得到第三目标设备分别与第一目标设备和第二目标设备的关联程度，建立第三目标设备的状态评估模型，通过状态评估模型的计算结果与运行参数项的加权故障率进行比较，生成告警信息。

7、进一步的，步骤s100包括：

8、步骤s101：获取电力系统中各个电力设备的运行参数，将电力设备的运行参数汇集至集合w，w（w1，w2，w3，……，wp），其中，集合w为电力设备的运行参数项集合，w1，w2，w3，……和wp分别表示第1种、第2种、第3种、……和第p电力设备的运行参数，其中，任意一个的电力设备至少包括一个运行参数项集合中的设备运行参数；

9、步骤s102：从电力设备的管理日志中，获取在出现目标故障前的时长为t1的时间段中，各个电力设备的运行状态记录，将将电力设备的某一种异常状态设为目标状态；

10、目标状态表示了电力设备的宏观变化的运行状态，这样的状态容易检测到，但不能准确预警电力系统中的风险，某设备处于目标状态的条件处了收到自己运行状况影响，也会受到外界的干扰，因此，当检测到电力设备处于目标状态后，电力系统可能会产生故障，也可能不发生故障；

11、步骤s103：获取电力系统中的两个电力设备，分别记为第一目标设备和第二目标设备，第一目标设备和第二目标设备包括的运行参数项不同；

12、步骤s104：从第一目标设备的运行状态记录中获取m1条历史记录，在m1条历史记录中，第一目标设备在出现目标状态后t1时间段内，电力系统出现目标故障的历史记录有n1条；

13、从第二目标设备的运行状态记录中获取m2条历史记录，在m2条历史记录中，第一目标设备在出现目标状态后t1时间段内，电力系统出现目标故障的历史记录有n2条；

14、步骤s105：计算第一故障参考值c1，c1=n1/m1，计算第二故障参考值c2，c2=n2/m2，计算综合故障参考值c0，c0=（n1+n2）/（m1+m2）。

15、进一步的，步骤s200包括：

16、步骤s201：获取第一目标设备的运行参数项，将第一目标设备的运行参数项汇集至第一设备项集合，第一设备项集合记为dev1，获取第二目标设备的运行参数项，将第二目标设备的运行参数项汇集至第二设备项集合，第二设备项集合记为dev2；

17、步骤s202：获取第一设备项集合和第二设备项集合中运行参数项的总次数，记为g0，获取运行参数项集合中的第k种运行参数项在第一设备项集合中出现的次数，记为g1k，第二设备项集合中出现的次数，记为g2k；

18、步骤s203：计算第k种运行参数项的权重γk，γk=（g1k+g2k）/g0，计算第k种运行参数项的加权故障率rk，rk=γk×c0；

19、运行参数项的加权故障率表示，对于电网的同一种故障与电力设备的运行参数项的关联度，当某一种运行参数项在故障记录中出现次数变多时，运行参数项的权重变高，当电力设备包括这项运行参数项时，发生故障的概率增大。

20、进一步的，步骤s300包括：

21、步骤s301：对第三目标设备进行状态监测，当监测到第三目标设备处于目标运行状态时，记录时间点t0，将终止时间为t0，时间长度为t2的时间段设置为目标时间段，其中，t2≥t1；

22、步骤s302：获取第三目标设备的运行参数项汇集至第三设备项集合，第三设备项集合记为dev3，获取第一比对集合rep1和第二比对集合rep2，rep1=dev1∩dev3，rep2=dev2∩dev3，将第一比对集合中的运行参数项作为第一比对参数项，将第二比对集合中的运行参数项作为第二比对参数项；

23、步骤s303：获取目标时间段中第一目标设备的第一比对参数项的历史记录，绘制第一比对参数项的数值随时间变化的函数图像，记为第一变化函数，获取目标时间段中第二目标设备的第二比对参数项的历史记录，绘制第二比对参数项的数值随时间变化的函数图像，记为第二变化函数；

24、获取目标时间段中第三目标设备的第一比对参数项的历史记录，绘制第一比对参数项的数值随时间变化的函数图像，记为第三变化函数，获取目标时间段中第一目标设备的第一比对参数项的历史记录，绘制第二比对参数项的数值随时间变化的函数图像，记为第四变化函数；

25、步骤s304：获取第一变化函数与第三变化函数的相似度为α，获取第二变化函数与第四变化函数的相似度为β。

26、进一步的，步骤s400包括：

27、步骤s401：计算目标运行状态的故障风险值，获取第三目标设备运行参数项的特征集合，devf=rep1∪rep2，其中，devf表示特征集合，获取特征集合中各种运行参数项的加权故障率，获取特征集合中加权故障率的和，记为h，将h作为目标运行状态的故障风险值；

28、步骤s402：计算第三目标设备关于第一目标设备的隶属度f1，f1=nr1/nv3，其中，nr1表示第一比对集合中运行参数项的数量，nv3表示第三设备项集合中运行参数项的数量，计算第三设备关于第二目标设备的隶属度f2，f2=nr2/nv3，其中，nr3表示第二比对集合中运行参数项的数量；

29、步骤s403：建立第三目标设备关于目标运行状态的状态评估模型q，

30、；

31、和两个参数比较第三目标设备与第一目标设备和第二目标的关联度，这种关联度是运行数据各运行状态间的关联度，为了更好地推测第三目标设备的状态，通过两个参数，区分第三目标设备的主要参考设备和从属参考设备，并获得对应电力设备的参考程度；

32、步骤s404：将参数带入状态评估模型，计算第三目标设备的状态评估参数q，当q＞h时，向相关管理人员进行风险警告。

33、为了更好地实现上述方法，还提出一种基于物联网的电网数据智能化监管方法的电网数据智能化监管系统，系统包括：故障记录管理模块、加权故障率计算模块、设备比较模块和状态评估模块，其中，故障记录管理模块用于获取电力设备的历史运行记录，计算目标故障的故障参考值，加权故障率计算模块用于计算各运行参数项的加权故障率，设备比较模块用于比较第三目标设备与第一目标设备和第二目标设备的关联程度，状态评估模块用于对第三目标设备进行状态评估。

34、进一步的，故障记录管理模块包括：电力设备管理单元、目标状态管理单元、历史记录管理单元和故障参考值计算单元，其中，电力设备管理单元用于获取电力设备的运行参数，汇集得到电力设备运行参数项集合，目标状态管理单元用于获取电力设备的目标状态，历史记录管理单元用于获取电力设备的历史运行记录，故障参考值计算单元用于计算第一故障参考值、第二故障参考值和综合故障参考值。

35、进一步的，加权故障率计算模块包括：运行参数项管理单元、参数项集合管理单元和权重计算单元，其中，运行参数项管理单元用于管理第一目标设备和第二目标设备的运行参数项，参数项集合管理单元用于管理第一目标设备和第二目标设备对应的设备项集合，权重计算单元用于计算运行参数项的权重和运行参数项的加权故障率。

36、进一步的，设备比较模块包括：设备检测单元、比对参数获取单元和参数比对单元，其中，设备检测单元用于对第三目标设备进行状态监测，比对参数获取单元用于获取第一比对参数项和第二比对参数项，参数比对单元用于比对第三目标设备与第一目标设备和第二目标设备的运行参数的相似度。

37、进一步的，状态评估模块包括：风险管理单元、隶属度计算单元、评估模型管理单元和信息提醒单元，其中，风险管理单元用于获取故障风险值，隶属度计算单元用于计算第三目标设备与第一目标设备和第二目标设备的隶属度，评估模型管理单元用于管理第三目标设备的状态评估模型，信息提醒单元用于计算第三目标设备的状态评估参数，当满足告警条件时，向相关管理人员进行风险警告。

38、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过已有的电力设备的故障记录，构建电力设备的运行参数，设备状态和电网故障的关系，对电力设备间进行类型比较，在缺少设备的异常记录的条件下，通过检测相同的异常状态，对电网系统中可能存在的风险进行推测。有利于在电力设备运行记录更新不及时的情况下，对电网的风险进行预警，另一方面减少构建电力系统运行管理系统中，电力设备比对数据的数据采集量。