一种电力金具管理服务系统及其方法与流程

本发明涉及一种电力金具管理方法，尤其涉及一种电力金具管理服务系统及其方法。

背景技术：

1、随着智能电网的推广建设，电力系统规模的日益庞大，各类电网设备信息数据量激增。电力金具是连接和组合电力系统中的各类装置，起到传递机械负荷、电气负荷及某种防护作用的金属附件。大部分金具在运行中需要承受较大的拉力，同时保证电气方面接触良好，关系着导线或杆塔的安全以及线路故障率。因此，金具的监控管理至关重要，即使一个小零件的损坏如果不能及时发现都会对线路的安全送电造成一定的影响。目前，这类电网设备数据资产的管理普遍采用传统的数据存储管理手段，仅实现数据的采集和存储，无法可视化的呈现数据之间的关联性。关键数据的分析以及数据关联关系的建立等仍需依靠人工进行，费时费力。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是为了规范、智能和可视化的管理金具，及时检修避免造成线路故障，保证电网供电的稳定性和安全性，提供了一种电力金具管理服务系统及其方法。

2、技术方案：本发明的所述的电力金具管理服务系统，包括：

3、数据层用于采集电网用户录入的金具设备的信息；

4、服务层通过对数据层的数据预处理和拓展实现“服务端-客户端”的分布式构建的核心架构，收集、分析和比对金具接头处的数据，并对异常情况进行分析、定位和告警；

5、展现层将服务层各类应用通过移动端页面发送调用请求进行可视化展示，实现对金具设备全场景、全数据和全过程管控，并实现上传、修改和查询交互式操作；

6、所述的数据层包括台账数据模块、监测数据模块、告警数据模块、运检数据模块和展示场景数据模块；

7、所述的服务层包括基础应用模块、微服务高级应用模块和微服务网关模块；

8、所述的展现层包括金具管控pc端模块。

9、进一步的，所述的数据层的数据包含pc端录入的系统维护数据和移动端录入的现场运维数据；所述的现场运维数据包括红外测温数据和视频数据。

10、进一步的，所述的台账数据模块包括基本信息台账、技术信息台账和过程信息台账；所述的监测数据模块包括金具接头处的在线监测温度、环境温度和负荷功率数据；所述的运检数据模块包括金具接头处离线检测温度、金具接头的直阻、螺栓力矩和断引与复引操作；所述的告警数据模块包含金具接头处离线检测温度、金具接头的直阻和螺栓力矩的告警等级；所述的展示场景数据模块包括用于展现金具参数信息、位置信息和当前工作状态的二维平面svg图。

11、进一步的，所述服务层的基础应用模块包括采用mysql数据库进行系统架构用于海量数据信息安全存储和分类管理的数据库服务单元，用于用户向数据库进行数据、图片和视频上传工作的缓存服务单元和文件服务单元，以及用于在进行各类操作后自动收集并聚合管理日志、完成金具设备管理平台的服务器系统的管理工作的日志服务单元。

12、进一步的，所述服务层的微服务网关模块包括安全认证单元、用户权限管理单元、路由注册单元和服务注册单元；所述的路由注册单元将pc端的请求转发到微服务层目标单元；所述的服务注册单元通过rpcx框架，将微服务单元与zookeeper集群连接。

13、进一步的，所述服务层的微服务高级应用模块包括运行监测单元、故障分析单元、数据分析单元、检修管控单元、状态告警单元和二维模型单元；所述的运行监测单元基于孤立森林算法的金具数据预处理，结合金具运行时的在线温度、温升信息、历史温度变化信息、红外视频信息、输送的线路负荷功率和环境温度与天气，处理运行监测数据异常问题；所述的数据分析单元收集金具接头处的温度和温升数据进行比对，结合运行监测中金具的线路负荷功率和环境温度判断该金具是否列入检修清单；所述的故障分析单元对于已发生异常问题的金具设备，划分异常缺陷等级，统计和保存异常定位、异常原因、检修建议、异常持续时间和设备检修次数的异常信息，形成金具健康状态评价模型，为金具设备的异常诊断提供辅助决策手段；所述的状态告警单元结合金具本身结构和材料、运行监测中金具的线路负荷功率、温度变化趋势和环境影响进行告警，同时提供包括金具的温升信息、告警次数、告警类型和异常缺陷等级的查询和展示；所述的检修管控单元将金具接头直阻、力矩检查情况、断引和复引操作及时录入系统，展示检修数据和检修进度，并提供检修数量、直阻超标数量和力矩不合格数量的图表统计和历史对比工作；所述的二维模型单元在换流站svg接线图同步展示金具接头的断引和复引更新状态、直阻的测量状态和金具设备检查状态，在平面svg图中标识设备状态变化、显示各金具的断引和复引状态。

14、本发明所述的一种电力金具管理服务方法，包括如下步骤：

15、数据层采集电网用户录入的金具设备的信息；

16、服务层对数据层的数据预处理、拓展实现“服务端-客户端”的分布式构建的核心架构，收集、分析和比对金具接头处的数据，并对异常情况进行分析、定位和告警；

17、展现层将服务层各类应用通过移动端页面发送调用请求进行可视化展示，实现对金具设备全场景、全数据和全过程管控，并实现上传、修改和查询的交互式操作。

18、进一步的，所述的服务层对数据层的数据预处理，包括如下步骤：

19、(1)采集监测数据模块形成一个数据集；

20、(2)构建孤立森林模型，设置相关初始化参数对模型进行训练；

21、(3)预测决策函数，计算每组数据的评分，其中负值为异常值、正值为正常值；

22、(4)剔除异常监测数据，构建新的监测数据模块应用于服务层。

23、进一步的，所述的服务层收集、分析和比对金具接头处的数据，包括如下步骤：

24、(1)收集每一个金具接头的历史温度和温升数据，利用基于孤立森林算法的金具预处理数据，分别构建在线、离线的历史温度和温升曲线实现同一金具的纵向比对，并进行可视化展示；

25、(2)设置群组管理功能，根据金具类型、金具位置和时间尺度多种分类标准将金具设备进行分组，通过控制变量直观体现出某一因素对金具温度的影响程度的大小实现同类金具的横向比对，并进行可视化展示；

26、(3)综合考虑金具的纵向比对、横向比对和运行监测中金具的线路负荷功率、环境温度两个外界因素，对每一个金具设备状态进行状态评价、划分设备状态等级，并判断是否将该金具导入到停电检修重点检查清单当中。

27、进一步的，所述的服务层对异常情况进行分析、定位和告警数据，包括如下步骤：

28、(1)基于孤立森林算法对金具数据进行预处理，采集金具状态参量和告警等级信息；

29、(2)通过计算众多金具状态参量之间的曼哈顿距离进行相关性分析，实现状态参量间的有效组合和特征选择，降维后形成设备告警相关性矩阵，选取相关性强的作为告警因子；

30、(3)以设定的告警等级作为聚类系数，对收集到的历史告警数据使用k-means进行聚类分析，构建设备主动告警模型；

31、(4)对运行过程中处于异常状态的金具设备进行主动预测告警。

32、有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、通过数据层及时对采集数据进行存储，并且基于金具设备管理中的数据处理、比较和可视化需求，实现大量金具设备数据的挖掘，实现金具的智能化和规范化管理；2、通过“服务端-客户端”的分布式构建的核心架构，开发独立的用户交互模块，减小二次开发的工作量，实现应用交互任务的单独管理，减小复杂通讯带来的不稳定性；3、及时检修破损的金具，保证电网供电的稳定性和安全性；4、大大降低了金具检修的人力和时间成本，降低了安全隐患和故障率，提升了导线和杆塔的使用寿命。