电网设备监测方法及其系统与流程

本发明涉及数据管理技术领域，尤其涉及一种电网设备监测方法及其系统。

背景技术：

目前，为了实现电网设备运行管理的自动化与智能化，为用户提供更为可靠、安全、优质的电力，基于物联网技术，通过安装相关传感器装置，实现对变压器低压侧负荷、设备温度、开关状态等进行实时监测和远程传送，实现对电网运行设备的故障预警和报警。但由于传感器种类繁多以及各传感器的标识、语义、数据表达格式、通信接口等信息各样，致使电力物联网内的各应用系统不易于更换传感器且软件开发复杂度较高，电网相关人员无法对各家厂商的传感器所上传的数据进行统一管理；随着电力物联网应用的普及，这个问题会变得愈发重要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种电网设备监测方法及其系统，实现对传感器数据的智能化统一监测管理。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电网设备监测方法，包括：

根据预设的命名规则，对传感器进行命名，得到对应所述传感器的唯一标识码；

根据传感器的应用功能，将传感器分解为至少一个的逻辑节点；

根据预设的数据表达格式，生成与所述逻辑节点对应的电子表单，所述电子表单包括传感器信息和逻辑节点信息；

根据所述传感器的唯一标识码、所述至少一个的逻辑节点及其对应的电子表单，生成对应的抽象数据模型；

传感器获取对应的逻辑节点参数，并依据所述抽象数据模型生成检测数据表；

传感器将检测数据表通过监测装置发送至汇聚控制器；

汇聚控制器将所述检测数据表通过网关发送至应用系统；

将电网设备与安装其上的传感器进行关联，得到关联表，并存储在应用系统中；

应用系统获取检测数据表中的逻辑节点参数，并判断所述逻辑节点参数是否正常；

若不正常，则根据所述关联表，获取所述检测数据表对应的传感器所对应的电网设备，并进行提示。

本发明还涉及一种电网设备监测系统，包括：

命名模块，用于根据预设的命名规则，对传感器进行命名，得到对应所述传感器的唯一标识码；

分解模块，用于根据传感器的应用功能，将传感器分解为至少一个的逻辑节点；

第一生成模块，用于根据预设的数据表达格式，生成与所述逻辑节点对应的电子表单，所述电子表单包括传感器信息和逻辑节点信息；

第二生成模块，用于根据所述传感器的唯一标识码、所述至少一个的逻辑节点及其对应的电子表单，生成对应的抽象数据模型；

第三生成模块，用于传感器获取对应的逻辑节点参数，并依据所述抽象数据模型生成检测数据表；

第一发送模块，用于传感器将检测数据表通过监测装置发送至汇聚控制器；

第二发送模块，用于汇聚控制器将所述检测数据表通过网关发送至应用系统；

关联模块，用于将电网设备与安装其上的传感器进行关联，得到关联表，并存储在应用系统中；

判断模块，用于应用系统获取检测数据表中的逻辑节点参数，并判断所述逻辑节点参数是否正常；

提示模块，用于若不正常，则根据所述关联表，获取所述检测数据表对应的传感器所对应的电网设备，并进行提示。

本发明的有益效果在于：通过预设命名规则，使每个传感器都有一个与其对应的唯一标识码；通过构建与传感器一一对应的抽象数据模型，清楚地描述出传感器的唯一标识码和传感器的各应用功能；利用抽象数据模型上传参数数据，应用系统根据所述抽象数据模型即可对各个传感器的数据进行管理；提高电力物联网的数据之间的规范统一性，方便应用系统对传感器的数据进行统一管理，并可方便地根据统一规范后的参数数据进行快速、准确、高效率地故障判断，进行预警和告警；同时，消除了厂商、型号等因素带来的数据差异性，方便了传感器的更换，降低了开发难度。

附图说明

图1为本发明实施例一的流程图；

图2为本发明实施例一中抽象数据模型的示意图；

图3为本发明实施例二步骤S1的流程图；

图4为本发明实施例二步骤S7的流程图；

图5为本发明一种电网设备监测系统的结构示意图；

图6为本发明实施例三的系统结构示意图。

标号说明：

1、命名模块；2、分解模块；3、第一生成模块；4、第二生成模块；5、第三生成模块；6、第一发送模块；7、第二发送模块；8、关联模块；9、判断模块；10、提示模块；11、转义模块；

101、划分单元；102、第一分配单元；103、第二分配单元；104、得到单元；

701、转换单元；702、校验单元；703、发送单元。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明最关键的构思在于：利用抽象数据模型上传数据，使应用系统可得到统一规范后的数据，从而实现快速高效的故障判断。

名词解释：

物联网(Internet of Things)：是指通过部署具有一定感知、计算、执行和通信等能力的各种设备，获得物理世界的信息或对物理世界的物体进行控制，通过网络实现信息的传输、协同和处理，从而实现人与物通信、物与物通信的网络。

应用系统：指能接入各类基于物联网的电力系统状态监测信息，并进行集中存储、统一处理和应用的一种计算机系统。应用系统包括统一接入网关、集中数据库、数据服务、数据加工及各类状态监测应用功能模块。

统一接入网关(Unified Acquisition Gateway)：即网关，部署在主站系统侧的一种关口设备，能以标准方式远程连接汇聚控制器或监测代理，获取并校验汇聚控制器发出的各类状态监测信息，并可对汇聚控制器进行控制的一种计算机。

汇聚控制器(Acquisition Controller)：部署在配电线路环节，可接入不同类型、不同厂家甚至不同线路上的监测装置，实现在配电环节下各类监测装置的标准化接入、安全接入和智能化接入，实现监测装置数据接入代理功能。

监测装置(Monitoring Devices)：指安装在被监测的对象附近或之上，能自动采集和处理被监测对象的状态数据，并能与综合监测单元或汇聚控制器进行信息交换的一种数据采集、处理与通信装置。监测装置也可向数据采集单元(传感器)发送控制指令。

传感器(Sensor)：能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

公共信息模型(Common Information Model)：是一个抽象模型，它描述了电力企业的所有主要对象，特别是那些与电力运行有关的对象。通过提供一种用对象类和属性及他们之间的关系来表示电力系统资源的标准方法，公共信息模型方便了不同电力业务系统的集成。公共信息模型规范使用统一建模语言(UML)定义，可基于UML模型定义和生成各种其他格式的模型，如RDF(资源描述框架)模式版本，采用XML来描述电力系统模型，主要用于各系统间的数据交换。

请参阅图1，一种电网设备监测方法，包括：

根据预设的命名规则，对传感器进行命名，得到对应所述传感器的唯一标识码；

根据传感器的应用功能，将传感器分解为至少一个的逻辑节点；

根据预设的数据表达格式，生成与所述逻辑节点对应的电子表单，所述电子表单包括传感器信息和逻辑节点信息；

根据所述传感器的唯一标识码、所述至少一个的逻辑节点及其对应的电子表单，生成对应的抽象数据模型；

传感器获取对应的逻辑节点参数，并依据所述抽象数据模型生成检测数据表；

传感器将检测数据表通过监测装置发送至汇聚控制器；

汇聚控制器将所述检测数据表通过网关发送至应用系统；

将电网设备与安装其上的传感器进行关联，得到关联表，并存储在应用系统中；

应用系统获取检测数据表中的逻辑节点参数，并判断所述逻辑节点参数是否正常；

若不正常，则根据所述关联表，获取所述检测数据表对应的传感器所对应的电网设备，并进行提示。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：传感器根据抽象数据模型上传检测数据表，可使应用系统实现对传感器数据的智能化统一监测管理。

进一步地，所述“根据预设的命名规则，对传感器进行命名，得到对应所述传感器的唯一标识码”具体为：

将传感器依据所属变电站或机房进行划分，得到信息岛集群；

对所述信息岛集群中的各信息岛分配第一标识码；

对信息岛中的传感器分配第二标识码；

根据所述第一标识码和第二标识码，得到对应所述传感器的唯一标识码。

由上述描述可知，通过自上而下的命名，保证了各信息岛中各传感器标识码的唯一性，又降低了命名编码的复杂度。

进一步地，根据传感器所获取的参数类型，将传感器进行分解，得到至少一个的逻辑节点，其中，一个逻辑节点对应一种参数类型。

由上述描述可知，将传感器的应用功能分解为与之交换信息最小实体，即最小功能模块，从而对各功能模块所获取的参数进行分类划分。

进一步地，所述“汇聚控制器将所述检测数据表通过网关发送至应用系统”具体为：

汇聚控制器将所述检测数据表转换为CIM XML格式，并发送至网关；

网关对所述检测数据表进行校验；

网关将校验合格的检测数据表发送至应用系统。

由上述描述可知，建立基于公共信息模型(CIM)的可扩展标记语言(XML)，不仅可以实现高效率的数据交换，而且也便于系统模型的扩展。

进一步地，所述“汇聚控制器将所述检测数据表通过网关发送至应用系统”之后，进一步包括：

应用系统将所述检测数据表中的数据转义为可识别的数据，并进行保存。

由上述描述可知，通过将数据进行转义，使得电网相关人员也可通过应用系统查看传感器上传的数据。

请参照图5，本发明还提出一种电网设备监测系统，包括：

命名模块，用于根据预设的命名规则，对传感器进行命名，得到对应所述传感器的唯一标识码；

分解模块，用于根据传感器的应用功能，将传感器分解为至少一个的逻辑节点；

第一生成模块，用于根据预设的数据表达格式，生成与所述逻辑节点对应的电子表单，所述电子表单包括传感器信息和逻辑节点信息；

第二生成模块，用于根据所述传感器的唯一标识码、所述至少一个的逻辑节点及其对应的电子表单，生成对应的抽象数据模型；

第三生成模块，用于传感器获取对应的逻辑节点参数，并依据所述抽象数据模型生成检测数据表；

第一发送模块，用于传感器将检测数据表通过监测装置发送至汇聚控制器；

第二发送模块，用于汇聚控制器将所述检测数据表通过网关发送至应用系统；

关联模块，用于将电网设备与安装其上的传感器进行关联，得到关联表，并存储在应用系统中；

判断模块，用于应用系统获取检测数据表中的逻辑节点参数，并判断所述逻辑节点参数是否正常；

提示模块，用于若不正常，则根据所述关联表，获取所述检测数据表对应的传感器所对应的电网设备，并进行提示。

进一步地，所述命名模块包括：

划分单元，用于将传感器依据所属变电站或机房进行划分，得到信息岛集群；

第一分配单元，用于对所述信息岛集群中的各信息岛分配第一标识码；

第二分配单元，用于对信息岛中的传感器分配第二标识码；

得到单元，用于根据所述第一标识码和第二标识码，得到对应所述传感器的唯一标识码。

进一步地，所述分解模块具体用于根据传感器所获取的参数类型，将传感器进行分解，得到至少一个的逻辑节点，其中，一个逻辑节点对应一种参数类型。

进一步地，所述第二发送模块包括：

转换单元，用于汇聚控制器将所述检测数据表转换为CIM XML格式，并发送至网关；

校验单元，用于网关对所述检测数据表进行校验；

发送单元，用于网关将校验合格的检测数据表发送至应用系统。

进一步地，还包括：

转义模块，用于应用系统将所述检测数据表中的数据转义为可识别的数据，并进行保存。

实施例一

请参照图1，本发明的实施例一为：一种电网设备监测方法，可应用于电力物联网，基于自下而上为传感器、监测装置、汇聚控制器、网关和应用系统的电网架构，其中，传感器安装在电网设备上，采集电网设备的相关信息，并依次通过监测装置、汇聚控制器、网关发送至应用系统；

所述方法包括如下步骤：

S1：根据预设的命名规则，对传感器进行命名，得到对应所述传感器的唯一标识码。

S2：根据传感器的应用功能，将传感器分解为至少一个的逻辑节点；即根据传感器所获取的参数类型，将传感器进行分解，得到至少一个的逻辑节点，其中，一个逻辑节点对应一种参数类型。

S3：根据预设的数据表达格式，生成与所述逻辑节点对应的电子表单，所述电子表单包括传感器信息和逻辑节点信息；传感器信息可以包括厂商编号、传感器类型编号等，逻辑节点信息可以包括逻辑节点编号，所述逻辑节点编号可以为逻辑节点相对对应的传感器的编号。

S4：根据所述传感器的唯一标识码、所述至少一个的逻辑节点及其对应的电子表单，生成对应的抽象数据模型。

S5：传感器获取对应的逻辑节点参数，并依据所述抽象数据模型生成检测数据表。

S6：传感器将检测数据表通过监测装置发送至汇聚控制器。进一步地，传感器按照预设的频率上报检测数据表，例如15分钟；若发生异常情况，则增加上报频率，如每隔1分钟就发送检测数据表。

S7：汇聚控制器将所述检测数据表通过网关发送至应用系统。优选地，应用系统接收所述检测数据表后，将所述检测数据表中的数据转义为可识别的数据，并进行保存；例如，检测数据表中的数据为十六进制，则转义为十进制，使得电网相关人员也可通过应用系统查看传感器上传的数据。

S8：将电网设备与安装其上的传感器进行关联，得到关联表，并存储在应用系统中；可将电网设备的唯一标识符与传感器的唯一标识码进行关联。

S9：应用系统获取检测数据表中的逻辑节点参数，并判断所述逻辑节点参数是否正常，若否，执行步骤S10。可将逻辑节点参数与预设的阈值范围进行比较，若超出阈值范围，则为不正常。

S10：根据所述关联表，获取所述检测数据表对应的传感器所对应的电网设备，并进行提示。

优选地，在步骤S1之前，预设统一的语义，使节点跟上层通信使用同样的语言，具体地，在描述具体物理量时应遵循相关的国际标准或惯例，即使用该物理量对应的英文单词对其进行描述。

对于抽象数据模型，具体地，如图2所示，传感器的抽象数据模型主要由逻辑设备、逻辑节点和数据对象三部分组成。其中逻辑设备(LD)代表现实世界中的各种传感器。逻辑节点(LN)代表传感器的最小功能模块。数据对象(DO)是逻辑节点的数据描述。一个逻辑设备可以有多个逻辑节点，一个逻辑节点可以通过数据对象来描述。

一个传感器一般可测量多个物理参数，一个物理参数对应一个逻辑节点。例如，对于避雷器泄露电流监测传感器，即包括CM(电流检测)、VM(电压检测)、HM(谐波检测)、CO(计数器)、TP(温度)、HU(湿度)等逻辑节点，其中，CM用于监测电网设备的电流信息，VM用于监测电网设备的电压信息，HM用于监测电网设备的谐波信息，CO用于监测电网设备的动作次数，TP用于监测电网设备的运行温度信息，HU用于监测电网设备运行中的环境湿度信息。当然，也有单功能的传感器，只测量一个物理参数，如温度传感器，则包括逻辑节点TP，用于监测电网设备的运行温度信息。同时，逻辑节点可以通用，例如传感器中测量温度的应用功能均对应逻辑节点TP。

一个数据对象对应一个传感器电子表单。传感器的地址和功能可以通过传感器电子表单来描述。传感器电子表单(TEDS)由基本TEDS、实时TEDS和用户开放区三部分组成。基本TEDS由厂商编号、传感器类型编号、逻辑节点类型编号、设备流水号组成。基本TEDS由64bits组成，可以唯一标识每一个逻辑节点。将64bits基本TEDS的数据填写到传感器统一标识的低64bits。传感器在出厂时只需要64bits(十六进制数16个字节)即可。如果需要，在汇聚控制器上再通过映射等方式加载传感器统一标识另外的部分。例如省网公司，地市公司等信息。实时TEDS用于记录逻辑节点参数，进一步地，还可以记录参数的计量范围、计量误差等。用户开放区即用于让电网相关人员填写相关备注信息，也可以为空。也就是说，传感器将检测获取到的逻辑节点参数填入抽象信息模型中对应的逻辑节点的电子表单的实时TEDS，即可得到检测数据表。

例如，对于温度的逻辑节点TP，其电子表单如表1所示；其中，厂商编号为1，传感器类型编号为05，逻辑节点类型编号为28，设备流水号为149087，计量范围为－40℃到+80℃，计量误差为±0.5℃，当前所测得的温度值为25℃，传感器数据采集时间为2013-06-09 14:23，传感器当前状态为1(1表示在线，0表示离线)，电池容量为80％。

表1

本实施例利用抽象数据模型上传参数数据，应用系统根据所述抽象数据模型即可对各个传感器的数据进行管理；提高电力物联网的数据之间的规范统一性，方便应用系统对传感器的数据进行统一管理，并可方便地根据统一规范后的参数数据进行快速、准确、高效率地故障判断，进行预警和告警；同时，消除了厂商、型号等因素带来的数据差异性，方便了传感器的更换，降低了开发难度。

实施例二

本实施例是实施例一中步骤S1和S7的进一步拓展。

请参照图3，步骤S1具体包括如下步骤：

S101：将传感器依据所属变电站或机房进行划分，得到信息岛集群；即一个变电站或机房即为一个信息岛，安装在一个变电站上或一个机房内的传感器，以及安装在所述变电站或所述机房下属的电网设备上的传感器，将这些同属于一个变电站或一个机房的传感器划分成一个集合，即一个信息岛集群。

S102：对所述信息岛集群中的各信息岛分配第一标识码。

S103：对信息岛中的传感器分配第二标识码。

S104：根据所述第一标识码和第二标识码，得到对应所述传感器的唯一标识码。

各信息岛的第一标识码各不相同，一个信息岛中各传感器的第二标识码各不相同，但不同信息岛中的传感器的第二标识码可以一致，由此，自上而下的命名保证了各信息岛中各传感器标识码的唯一性，又降低了命名编码的复杂度。

请参照图4，步骤S7具体包括如下步骤：

S701：汇聚控制器将所述检测数据表转换为CIM XML格式，并发送至网关。CIM即公用信息模型。

S702：网关对所述检测数据表进行校验。

S703：网关将校验合格的检测数据表发送至应用系统。

建立基于公共信息模型(CIM)的可扩展标记语言(Extensible Markup Language，XML)，不仅可以实现高效率的数据交换，而且也便于系统模型的扩展。模型的建立方法是将开关/节点模型扩展为母线/支路模型，再描述为通用信息模型/可扩展标记语言(CIM/XML)的形式。

实施例三

请参照图6，本实施例是对应上述实施例的一种电网设备监测系统，包括：

命名模块1，用于根据预设的命名规则，对传感器进行命名，得到对应所述传感器的唯一标识码；

分解模块2，用于根据传感器的应用功能，将传感器分解为至少一个的逻辑节点；

第一生成模块3，用于根据预设的数据表达格式，生成与所述逻辑节点对应的电子表单，所述电子表单包括传感器信息和逻辑节点信息；

第二生成模块4，用于根据所述传感器的唯一标识码、所述至少一个的逻辑节点及其对应的电子表单，生成对应的抽象数据模型；

第三生成模块5，用于传感器获取对应的逻辑节点参数，并依据所述抽象数据模型生成检测数据表；

第一发送模块6，用于传感器将检测数据表通过监测装置发送至汇聚控制器；

第二发送模块7，用于汇聚控制器将所述检测数据表通过网关发送至应用系统；

关联模块8，用于将电网设备与安装其上的传感器进行关联，得到关联表，并存储在应用系统中；

判断模块9，用于应用系统获取检测数据表中的逻辑节点参数，并判断所述逻辑节点参数是否正常；

提示模块10，用于若不正常，则根据所述关联表，获取所述检测数据表对应的传感器所对应的电网设备，并进行提示。

进一步地，所述命名模块1包括：

划分单元101，用于将传感器依据所属变电站或机房进行划分，得到信息岛集群；

第一分配单元102，用于对所述信息岛集群中的各信息岛分配第一标识码；

第二分配单元103，用于对信息岛中的传感器分配第二标识码；

得到单元104，用于根据所述第一标识码和第二标识码，得到对应所述传感器的唯一标识码。

进一步地，所述分解模块2具体用于根据传感器所获取的参数类型，将传感器进行分解，得到至少一个的逻辑节点，其中，一个逻辑节点对应一种参数类型。

进一步地，所述第二发送模块7包括：

转换单元701，用于汇聚控制器将所述检测数据表转换为CIM XML格式，并发送至网关；

校验单元702，用于网关对所述检测数据表进行校验；

发送单元703，用于网关将校验合格的检测数据表发送至应用系统。

进一步地，还包括：

转义模块11，用于应用系统将所述检测数据表中的数据转义为可识别的数据，并进行保存。

综上所述，本发明提供的一种电网设备监测方法及其系统，通过预设命名规则，使每个传感器都有一个与其对应的唯一标识码；同时，通过自上而下的命名，保证了各信息岛中各传感器标识码的唯一性，又降低了命名编码的复杂度；通过构建与传感器一一对应的抽象数据模型，清楚地描述出传感器的唯一标识码和传感器的各应用功能；利用抽象数据模型上传参数数据，应用系统根据所述抽象数据模型即可对各个传感器的数据进行管理；提高电力物联网的数据之间的规范统一性，方便应用系统对传感器的数据进行统一管理，并可方便地根据统一规范后的参数数据进行快速、准确、高效率地故障判断，进行预警和告警；同时，消除了厂商、型号等因素带来的数据差异性，方便了传感器的更换，降低了开发难度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。