一种电力数据高效采集与传输系统的制作方法

本发明涉及通讯，具体为一种电力数据高效采集与传输系统。

背景技术：

1、随着电力行业的不断发展，电力数据的采集与传输变得越来越重要。在电力系统中，需要对多种参数进行实时监测与控制，如电流、电压、功率因数等，以便对电力设备的运行状态进行及时了解，并对其运行状态进行控制。

2、传统的电力数据采集系统主要依赖于人工抄表和传输，这种方式不仅效率低下，而且容易出错。后来，随着技术的发展，出现了电力数据采集与传输系统的技术。

3、现有的电力数据采集与传输系统大多数采用的是专有网络加专用协议的方式来进行数据的传输，这种方式的缺点是建网成本高，维护成本高且可靠性不足。另外，电力设备数量众多，位置分散，对网络的覆盖和信号质量也提出了较高的要求。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种电力数据高效采集与传输系统，解决了上述背景技术中提出的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电力数据高效采集与传输系统，包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块和远程控制模块，所述数据采集模块用于采集电力设备的电力数据，所述数据处理模块对所述数据采集模块采集到的所述电力数据进行处理和分析，所述数据传输模块将处理后的数据高效地传输到所述远程控制模块，所述远程控制模块对电力设备进行远程控制。

5、所述数据采集模块，所述数据采集模块安装在电力设备的变压器、断路器或隔离开关并通过电力线和无线通信技术实时采集电力设备的运行数据，所述运行数据包括电压、电流和功率因数，其采集数据的原理表示为，

6、d(t)＝k1i(t)+k2u(t)

7、其中d(t)为在时间t的数据采集值，i(t)为在时间t的电流值，u(t)为在时间t的电压值，k1和k2为根据设备特性和实验校准确定的系数所述数据采集模块还通过反向散射信道传送采集的数据，实现数据的双向通信。

8、优选的，所述数据处理模块接收到所述电力数据后，进行数据清洗、分析和处理，其处理过程用以下公式表示，

9、x＝α*y+β

10、其中x为处理后的数据，y为原始采集数据，α和β为根据实际数据处理需要进行确定的系数，所述数据处理模块采用云计算技术对大量的电力数据进行分布式处理和存储，提高数据处理效率，所述数据处理模块还将处理后的数据存储在云端，方便后续的数据分析和挖掘，所述数据处理模块还能进行数学分析，所述数学分析包括建立电力设备运行模型和预测电力设备的运行状态。

11、优选的，所述数据传输模块将处理后的电力数据通过zigbee或lora(低功耗广域网技术)进行传输，实现数据的远距离、高可靠传输，所述数据传输模块还根据需要将数据加密后再进行传输，以保障数据的安全性，数据的传输速率可用以下公式表示，

12、r＝c*log2(1+s/n)

13、其中r为传输速率，c为信道容量，s/n为信噪比，所述数据传输模块采用上述速率调控策略来实现数据的稳定传输。

14、优选的，所述远程控制模块用于接收处理后的电力数据，并根据这些数据进行远程控制和调节电力设备的运行状态，通过预设的调控策略，实现电力设备的智能调控，提高电力设备的运行效率，所述远程控制模块还用于接收操作人员的指令，并将指令发送到所述数据处理模块和所述数据采集模块，实现对电力设备的现场或远程操控，其远程控制的过程用以下公式表示，

15、p＝k3*(x-y)

16、其中p为远程控制指令，k3为根据实际需要确定的系数，x为处理后的数据，y为原始采集数据，所述远程控制模块利用这个公式将数据处理结果转化为实际的远程控制指令。

17、优选的，还包括能源管理系统(ems)，所述能源管理系统通过与所述数据处理模块进行数据交互获取电力设备的运行数据和能耗数据，利用云计算技术对这些数据进行集中管理和分析，所述能源管理系统用于评估电力设备的能源效率、检测异常能耗情况和优化电力设备的运行模式，同时，所述能源管理系统根据能源需求和供应情况制定调控策略，所述调控策略用于实现电力资源的合理分配和调度。

18、优选的，所述数据采集模块通过所述电力线获取电力数据，将所述店里数据转换为数字信号，所述数字信号通过所述无线方式传输，所述无线通信技术将数字信号发送到数据处理模块，上述过程保证数据采集和传输的稳定性和可靠性，不受电力线限制。

19、优选的，所述数据清洗包括选择子集、列名重命名、删除重复值、处理缺失值、数据排序处理、异常值处理和数据类型转换，数据清洗的过程是将一些不完整、错误、重复的数据清洗掉，只保留有用的数据，所述数据分析包括对数据的探索性分析，通过可视化和统计方法找出数据的模式和规律，数据分析可以帮助决策者根据数据做出正确的决策，所述数据转换包括将数据转换成适合处理的格式或类型，包括将文本型数据转换为数值型数据和将数值型数据转换为文本型数据。

20、优选的，所述调控策略包括基于负荷需求的响应调控、基于设备运行状态的调控和基于能源储存的调控，所述基于负荷需求的响应调控是根据预测的负荷需求调整发电机的出力、调整电力交易的策略，所述基于设备运行状态的调控通过监测电力设备的运行状态，调整所述电力设备运行参数和发出更换故障设备的预警，所述基于能源储存的调控为利用储能电池或超级电容对电力资源进行储存和释放，以实现电力资源的优化利用。

21、(三)有益效果

22、本发明提供了一种电力数据高效采集与传输系统。具备以下有益效果：

23、1、本方案提升数据采集效率，该系统采用先进的数据采集模块，可以通过电力线和无线通信技术实时采集电力设备的运行数据，相较于传统的人工抄表和传输方式，大大提升了数据采集的效率和准确性。

24、2、本方案数据处理能力增强，该系统数据处理模块可以接收到数据后进行数据清洗、分析和处理，将处理后的数据存储在云端，以备后续的数据分析和挖掘使用，这增强了数据处理的能力。

25、3、本方案优化电力设备运行效率，通过实时监测电力设备的运行数据，该系统可以评估电力设备的能源效率，并调整其运行状态，以实现电力设备的优化运行，有助于提高电力系统的整体能源效率。

技术特征：

1.一种电力数据高效采集与传输系统，其特征在于：包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块和远程控制模块，所述数据采集模块用于采集电力设备的电力数据，所述数据处理模块对所述数据采集模块采集到的所述电力数据进行处理和分析，所述数据传输模块将处理后的数据高效地传输到所述远程控制模块，所述远程控制模块对电力设备进行远程控制。

2.根据权利要求1所述的一种电力数据高效采集与传输系统，其特征在于：所述数据采集模块，所述数据采集模块安装在电力设备的变压器、断路器或隔离开关并通过电力线和无线通信技术实时采集电力设备的运行数据，所述运行数据包括电压、电流和功率因数，其采集数据的原理表示为，

3.根据权利要求1所述的一种电力数据高效采集与传输系统，其特征在于：所述数据处理模块接收到所述电力数据后，进行数据清洗、分析和处理，其处理过程用以下公式表示，

4.根据权利要求1所述的一种电力数据高效采集与传输系统，其特征在于：所述数据传输模块将处理后的电力数据通过zigbee或lora(低功耗广域网技术)进行传输，实现数据的远距离、高可靠传输，所述数据传输模块还根据需要将数据加密后再进行传输，以保障数据的安全性，数据的传输速率可用以下公式表示，

5.根据权利要求1所述的一种电力数据高效采集与传输系统，其特征在于：所述远程控制模块用于接收处理后的电力数据，并根据这些数据进行远程控制和调节电力设备的运行状态，通过预设的调控策略，实现电力设备的智能调控，提高电力设备的运行效率，所述远程控制模块还用于接收操作人员的指令，并将指令发送到所述数据处理模块和所述数据采集模块，实现对电力设备的现场或远程操控，其远程控制的过程用以下公式表示，

6.根据权利要求1所述的一种电力数据高效采集与传输系统，其特征在于：还包括能源管理系统(ems)，所述能源管理系统通过与所述数据处理模块进行数据交互获取电力设备的运行数据和能耗数据，利用云计算技术对这些数据进行集中管理和分析，所述能源管理系统用于评估电力设备的能源效率、检测异常能耗情况和优化电力设备的运行模式，同时，所述能源管理系统根据能源需求和供应情况制定调控策略，所述调控策略用于实现电力资源的合理分配和调度。

7.根据权利要求2所述的一种电力数据高效采集与传输系统，其特征在于：所述数据采集模块通过所述电力线获取电力数据，将所述店里数据转换为数字信号，所述数字信号通过所述无线方式传输，所述无线通信技术将数字信号发送到数据处理模块，上述过程保证数据采集和传输的稳定性和可靠性，不受电力线限制。

8.根据权利要求3所述的一种电力数据高效采集与传输系统，其特征在于：所述数据清洗包括选择子集、列名重命名、删除重复值、处理缺失值、数据排序处理、异常值处理和数据类型转换，数据清洗的过程是将一些不完整、错误、重复的数据清洗掉，只保留有用的数据，所述数据分析包括对数据的探索性分析，通过可视化和统计方法找出数据的模式和规律，数据分析可以帮助决策者根据数据做出正确的决策，所述数据转换包括将数据转换成适合处理的格式或类型，包括将文本型数据转换为数值型数据和将数值型数据转换为文本型数据。

9.根据权利要求3所述的一种电力数据高效采集与传输系统，其特征在于：所述调控策略包括基于负荷需求的响应调控、基于设备运行状态的调控和基于能源储存的调控，所述基于负荷需求的响应调控是根据预测的负荷需求调整发电机的出力、调整电力交易的策略，所述基于设备运行状态的调控通过监测电力设备的运行状态，调整所述电力设备运行参数和发出更换故障设备的预警，所述基于能源储存的调控为利用储能电池或超级电容对电力资源进行储存和释放，以实现电力资源的优化利用。

技术总结
本发明提供一种电力数据高效采集与传输系统，包括数据采集模块、数据处理模块、数据传输模块和远程控制模块，数据采集模块用于采集电力设备的电力数据，数据处理模块对数据采集模块采集到的电力数据进行处理和分析，数据传输模块将处理后的数据传输到远程控制模块，远程控制模块对电力设备进行远程控制，数据采集模块通过电力线和无线通信技术实时采集电力设备运行数据，提升数据采集的效率和准确性，数据处理模块将接收到的数据进行数据清洗、分析和处理，将处理后的数据存储云端，以备后续数据分析和挖掘使用，通过实时监测电力设备的运行数据评估电力设备的能源效率并调整其运行状态，以实现电力设备的优化运行，提高电力系统的整体能源效率。

技术研发人员：程铖,周桂珍,叶超,陆海鹏,马越,王继磊,潘金丽,周滢,陆晗玉,周炎萍,倪夏冰,钱家阳,沈航,汪永红,申屠强鑫
受保护的技术使用者：杭州电力设备制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19