基于大数据的电力电网故障识别系统的制作方法

本发明涉及电网故障识别，特别涉及基于大数据的电力电网故障识别系统。

背景技术：

1、随着电力数字化转型建设及优化营商环境工作的不断推进，对客户服务水平要求也越来越高。由于电力系统尚未实现营配调贯通，面对各类突发故障停电事件时，大多由客户反馈停电事件，急修人员接收工单后前往现场处理，抢修响应时间较长，总体停电事件处理时效性不足，不利于客户服务体验的同时，抢修人员也很难第一时间得知故障现场的实时情况，也就不能对应进行高效检修。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于大数据的电力电网故障识别系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于大数据的电力电网故障识别系统，包括电网故障识别系统，所述电网故障识别系统包括数据采集单元、数据存储和管理单元、特征提取单元、异常和故障识别单元、故障报警单元、数据可视化单元、报告生成单元；

3、数据采集单元，用于将传感器采集到的数据进行处理和转换，并发送给数据存储单元；

4、数据存储和管理单元，用于将采集到的实时数据存储到数据库或数据仓库中，并进行数据管理和整理；

5、特征提取单元，用于从实时数据和视频数据中对特定的特征进行定向提取；

6、异常和故障识别单元，用于对故障和异常电路位置进行实时监测；

7、故障报警单元，用于实时监控电网的运行状态，一旦发现异常情况，及时发送报警信息给相关人员；

8、数据可视化单元，用于将分析和处理后的数据以图表、报表等形式进行可视化展示；

9、报告生成单元，用于生成详细的异常行为报告。

10、优选的，所述数据采集单元包括传感器模块、视频监控模块、数据质量控制模块、数据安全模块、数据分析模块；

11、传感器模块，用于采集电力电网各个节点的电压、电流、频率等实时数据；

12、视频监控模块，用于采集电力作业现场的视频数据，提供视觉信息；

13、数据质量控制模块，用于监测数据的质量，检测异常数据和数据一致性问题；

14、数据安全模块，用于保护监视控制单元与电网之间的通信安全，包括数据加密和访问控制等；

15、数据分析模块，用于对存储的故障信号进行分析，提取故障特征，辅助故障定位和故障原因分析。

16、优选的，所述数据存储和管理单元包括数据存储模块、数据管理模块、数据预处理模块；

17、数据存储模块，用于将采集到的实时数据存储到数据库中；

18、数据管理模块，用于对存储的数据进行管理和整理，提供便捷的数据查询和检索功能；

19、数据预处理模块，用于对采集到的数据进行清洗、去除异常值、补充缺失值的处理。

20、优选的，所述数据预处理模块包括数据清洗子模块、数据转换子模块、监视点状态标记子模块；

21、数据清洗子模块，用于去除异常数据、补充缺失数据等；

22、数据转换子模块，用于将原始数据进行转换和标准化；

23、监视点状态标记子模块，通过监视器对整个故障和维修过程进行实时监控，用于对故障过程中或维修中的重点事件进行截图标记。

24、优选的，所述特征提取单元包括时域特征提取模块、频域特征提取模块、图像特征提取模块；

25、时域特征提取模块，用于提取从实时数据中获取的时域特征；

26、频域特征提取模块，用于提取从实时数据中获取的频域特征；

27、图像特征提取模块，用于从视频数据中提取关键视觉特征。

28、优选的，所述异常和故障识别单元包括行为模式建模模块、异常行为识别模块、异常和故障定位模块、事件顺序记录模块、事件追忆记录模块；

29、行为模式建模模块，通过机器学习或深度学习算法，用于对正常和异常行为进行建模，根据提取的特征，对电力电网中可能出现的故障进行分类识别；

30、异常行为识别模块，用于将实时数据与行为模型进行比对，识别和分类出异常行为；

31、异常和故障定位模块，用于根据识别的故障信息，确定故障发生的具体位置，对电力系统故障进行诊断和分析，帮助确定故障的类型和位置；

32、事件顺序记录模块，用于对故障过程中的重点事件顺序进行标记，按照时间顺序进行记录；

33、事件追忆记录模块，用于对故障的整个事件的完整记录。

34、优选的，所述故障报警单元包括故障地报警模块、远程控制地报警模块、多样化报警模块、阶梯式报警模块；

35、故障地报警模块，用于识别出的故障进行故障地报警，提醒无关人员的远离，提醒相关人员的故障位置，提示相关人员的维修或处理，恢复电力电网的正常运行；

36、远程控制地报警模块，用于故障地发出电力电网故障时，及时向系统管理员、运维人员、远程控制地的操作员发送报警信息，实现对故障地电力线路的远程控制断电；

37、多样化报警模块，在视觉方面，根据事故的种类对应警报灯的闪烁颜色和闪烁方式进行对应分类，在听觉方面，根据事故的种类对应警报铃的响铃方式和节奏进行对应分类；

38、阶梯式报警模块，在一种事故的类别下，根据故障的程度，分成三级阶梯式报警，一级报警为警报灯闪烁报警，二级报警为警报铃播放铃声报警，三级报警为警报灯闪烁报警和警报铃播放铃声报警共同报警。

39、本发明的技术效果和优点：

40、本发明利用特征提取单元和故障报警单元相配合的设置方式，提升电网智能故障预警事件能力，从多个维度加强对电网运行状态的感知监测，提高电网停电故障的预警识别能力，使得信号瞬时转发给相关人员和无关人员，短时间内完成数据监测、传递、上报、分析、预警、发布，将停电抢修由客户电话报修、投诉驱动，变为供电企业主动响应，实现抢修复电迅速准确，同时降低各类突发故障带来的舆论影响力，持续提升客户服务体验，强化公司综合服务质量。

技术特征：

1.基于大数据的电力电网故障识别系统，包括电网故障识别系统，其特征在于，所述电网故障识别系统包括数据采集单元、数据存储和管理单元、特征提取单元、异常和故障识别单元、故障报警单元、数据可视化单元、报告生成单元；

2.根据权利要求1所述的基于大数据的电力电网故障识别系统，其特征在于，所述数据采集单元包括传感器模块、视频监控模块、数据质量控制模块、数据安全模块、数据分析模块；

3.根据权利要求1所述的基于大数据的电力电网故障识别系统，其特征在于，所述数据存储和管理单元包括数据存储模块、数据管理模块、数据预处理模块；

4.根据权利要求3所述的基于大数据的电力电网故障识别系统，其特征在于，所述数据预处理模块包括数据清洗子模块、数据转换子模块、监视点状态标记子模块；

5.根据权利要求1所述的基于大数据的电力电网故障识别系统，其特征在于，所述特征提取单元包括时域特征提取模块、频域特征提取模块、图像特征提取模块；

6.根据权利要求1所述的基于大数据的电力电网故障识别系统，其特征在于，所述异常和故障识别单元包括行为模式建模模块、异常行为识别模块、异常和故障定位模块、事件顺序记录模块、事件追忆记录模块；

7.根据权利要求1所述的基于大数据的电力电网故障识别系统，其特征在于，所述故障报警单元包括故障地报警模块、远程控制地报警模块、多样化报警模块、阶梯式报警模块；

技术总结
本发明公开了基于大数据的电力电网故障识别系统，包括电网故障识别系统，所述电网故障识别系统包括数据采集单元、数据存储和管理单元、特征提取单元、异常和故障识别单元、故障报警单元、数据可视化单元、报告生成单元；数据采集单元，用于将传感器采集到的数据进行处理和转换，并发送给数据存储单元。本发明利用特征提取单元和故障报警单元相配合的设置方式，提升电网智能故障预警事件能力，提高电网停电故障的预警识别能力，使得信号瞬时转发给相关人员和无关人员，短时间内完成数据监测、传递、上报、分析、预警、发布，将停电抢修由客户电话报修、投诉驱动，变为供电企业主动响应，实现抢修复电迅速准确。

技术研发人员：常宇奇,李泽民,郝育颖,张舒寒,呼吉夫,袁慧,韩雪良,宋俊亮,董子慧
受保护的技术使用者：内蒙古电力（集团）有限责任公司电力营销服务与运营管理分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16