一种应用于电力系统变压器的云服务器监测管理方法与流程

本发明涉及电力系统中变压器的监测管理方法技术领域，特别涉及一种应用于电力系统变压器的云服务器监测管理方法。

背景技术：

变电站作为联系发电厂和用户的重要纽带，担任着电力系统中变电的重要角色，而电力变压器是变电站中数量最多、检修工作最复杂、维护保养成本最高的一类设备，因此只有电力变压器稳定、可靠、安全地运行，整个电网才能维持正常的运行。目前变压器运维是在已经造成故障事实之后解决问题，经常出现了因变电站变压器着火导致大面积停电的恶性事故。为了在保证电力系统可靠运行的基础上提高电网整体的经济性，延长电力变压器的运行时间，最大限度地提高变压器的使用价值，电力变压器状态实时监测及变压器寿命评估方法将为电力系统高效、安全地运行提供有力保障。

技术实现要素：

为此，本发明提供了一种应用于电力系统变压器的云服务器监测管理方法，用于解决对运营中的电力系统变压器实时健康状态实时了解，及时发现存在异常状态的变压器，在故障发生前消除变压器设备存在的安全隐患。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

利用部署在变压器的监测终端采集变压器实时状态数据，通过加密信道传输到云服务器，云服务器根据已经掌握的历史大数据对当前采集到的变压器状态做智能数据分析、统计、评估变压器当前的寿命及其它相关结果，生成可输出的可视化统计报表，并通过加密通道将异常告警信息和其它运维决策信息推送到各类运维客户端设备，并通知相关运行维护人员。

为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案如下：

1.在系统中的所有变压器部署监测终端，并提供互联网接口。

2.部署电力系统云服务器采集来自变压器监测终端的变压器状态数据，或根据需要，用户可以远程登录云服务器的web服务，对指定的变压器主动巡检。

3.云服务器利用人工智能和大数据技术实现变压器状态评价、寿命评估、故障诊断和风险评估结果。

4.云服务器将根据评估结果生成运维决策，并将系统异常状态告警信息和运维决策推送给在册运维人员的有线或无线链接的运维客户端。

本发明的优点和有益效果：本发明能够使变压器在出现异常状态的第一时间通知维护人员进行维修和替换，确保电力系统运行安全，并且通过云服务器根据大数据采用人工智能方法对变压器寿命的评估及时制定运维决策；降低故障风险。

附图说明

图1是本发明的变压器云服务器监测管理的系统组成示意图；

图2是本发明中监测终端系统的基本组成示意图；

图3是本发明中云服务器的基本组成示意图；

图4是本发明中运维客户端的组成示意图；

图5时本发明的工作流程示意图。

附图标记如下：

100-互联网，

102-监测终端，

104-变压器，

106-云服务器，

108-运维客户端，

110-移动运维客户端，

202-网络通信接口，

204-处理器，

206-加密/解密模块，

208-存储模块，

210-输入/输出模块，

302-网络通信接口，

304-处理器，

306-加密/解密通信处理模块，

308-存储模块，

310-智能分析评估模块，

312-统计数据可视化模块，

314-推送输出信息模块，

316-web服务模块，

402-网络通信接口，

404-处理器，

406-通信解密模块，

408-存储模块，

410-用户界面，

502-输入/输出接口，

504-监测终端通信协议，

506-通信协议。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，参考标号是指本发明中的组件、技术，以便本发明的优点和特征在适合的环境下实现能更易于被理解。下面的描述是对本发明权力要求的具体化，并且与权利要求相关的其它没有明确说明的具体实现也属于权利要求的范围。

图1是远程变压器监测管理系统的示意图，监测终端102通过输入/输出接口502从变压器104中采集变压器状态数据，并且将数据用电力行业标准化的变压器数据格式存储，所说的标准化的变压器数据格式是指监测终端102最初是通过变压器上的传感器采集到的模拟量，需要进一步转换为数字量，并调整为能够被电力系统识别的数字量格式的数据；并通过标准的加密方法加密后，采用监测终端通信协议504进行传输，例如加密方法可以是TLS加密方法，发送给互联网100上的云服务器106。其传输信道可以是有线或无线通信介质。当云服务器106接收到采用监测终端通信协议504传输的数据，首先对接收到的数据进行解密，然后根据已经存储的变压器状态大数据进行分析和评估变压器的状态和使用寿命，并将分析结果记录存储，若有异常告警信息或变压器需要维护、更换，云服务器会将相关数据加密并推送到运维客户端108和移动运维客户端110用来提示运维人员，通信介质可以是有线或无线，采用标准的通信协议506实现通信。

图2是监测终端102的基本组成示意图，它包括网络通信接口202，网络通信接口202与云服务器106进行通信，处理器204负责所有组件的数据处理和管理，存储模块208负责保留采集到的变压器的数据，输入/输出模块210负责传输采集到的变压器状态数据，加密/解密模块206对采集到的实时数据进行加密或解密。

图3是云服务器106的基本组成示意图。包括网络通信接口302，云服务器106通过网络通信接口302与监测终端102、运维客户端108和移动运维客户端110之间的通信。处理器304负责所有组件的数据处理和管理。加密/解密通信处理模块306将接收到的数据解密，并将需要输出告警运维信息进行加密。存储模块308存储变压器分析的大数据，采集变压器状态数据和统计报表等，智能分析评估模块310根据存储模块308中存储的变压器大数据对采集到的实时数据进行分析评估，并通过统计数据可视化模块312生成可视报表。推送输出信息模块314将智能分析评估模块310得到的异常告警信息和运维信息发送到加密/解密通信处理模块306进行加密，然后通过网络通信接口推送至远程运维客户端108和移动运维客户端110；用户还能够通过云服务器提供的web服务模块316要求云服务器对指定设备主动巡检并获得所需要的实时状态数据。

图4是运维人员的运维客户端108或移动运维客户端110的基本组成示意图，包括网络通信接口402，网络通信接口402负责对云服务器106推送的告警维护信息的接收，处理器404负责所有组件的数据处理和管理，通信解密模块406将接收到的数据进行解密，通过存储模块408存储，并呈现在用户界面410上。

一种应用于电力系统变压器的安全监测管理方法，如图5所示，具体实施例如下，如步骤601通过在变压器端部署监测终端采集变压器的实时状态数据，并且将采集到的实时状态数据通过加密信道传送到电力系统的云服务器如步骤602，云服务器通过对所有变压器数据的采集、分析后对全网变压器进行评估，得到客户定制的评估结果603，最后如步骤604将异常情况通过加密通道推送到相关人员的运维客户端设备。实现该方法的系统是由变压器监测终端、云服务器、运维人员的有线连接运维客户端和/或移动运维客户端设备，以及通信网络共同组成。通过该系统，能够及时全面了解与系统连接的所有变压器的工作状态，进一步还能够对变压器的寿命和故障进行预测，减轻甚至避免变压器故障造成的不利影响。

变压器监测终端与变压器传感器相连接，这里所说的传感器是常见的能够监测电流、电压、电感和电阻等参数的传感器。并采集包括但不限于遥测信号包括：高、中、低压的电压，大、中、小的电流，有功功率，无功功率；遥信信号包括：对时异常、装置闭锁、装置报警、主变压器有载开关运行状态等，和变压器状态相关的所有状态信息具体信息可以根据用户的使用需求进行定制，方便用户更加全面的实时了解变压器的工作状态，有效防止变压器故障的发生。

另一具体实施例中，如605所示，变压器监测终端将监测的实时状态数据转换成标准格式的电力系统监测数据存储，因为最初传感器采集到的数据是模拟量，需要在变压器监测终端中把模拟量转化为电力系统能够识别和显示的数字量。并将电力系统监测数据进行标准加密封装,包括但不限于TLS方式加密，并向云服务器发送。确保系统中实时状态数据信息传递的安全效果，进一步提升系统的安全性。

基于上述实施例技术方案的又一个具体实施例如606所示，变压器监测终端在接收到电力系统的云服务器的巡检请求时，立即响应巡检请求，并上报变压器最新实时状态数据；巡检频率可以根据云服务器设定的固定频率实现变压器监测终端的数据采样，取得更好的监测效果，保证变压器实时状态数据及时传送给云服务器。

云服务器通过互联网对接收所有来自电力系统中变压器监测终端的加密的实时状态数据，并且对接收的实时状态数据解密、存储。云服务器发出的主动巡检指令，并且对主动巡检指令进行加密、存储并通过加密信道发给变压器监测终端进行主动巡检采集最新的实时状态数据。云服务器通过互联网发出的告警和运维指令，并且对告警和运维指令进行加密、存储并推送到给运维人员的有线连接运维客户端和/或移动运维客户端设备。云服务器中的加密/解密通信处理模块306作为信息传递的中转站，实现对传输数据的加密和解密的功能，确保数据和系统的安全。

云服务器从变压器监测终端采集到的变压器实时状态数据，利用大数据统计与分析方法，如607所示，提供变压器状态评价、寿命评估、故障诊断和风险评估结论。大数据统计与分析方法包括：人工智能方法与大数据统计方法；其中，大数据是指来源于变压器供应商的产品数据，行业经验数据，以及已经存储在云服务器的现场采集的运行数据。变压器状态数据包括但不限于电压，电流，功率，油温，油中气体含量，冷却风扇的开启状况，铁芯接地电流值等参数。大数据中还包括变压器状态数据与变压器健康状况和寿命的关联性数据，例如：变压器最热点温度，如果监测计算得到值为130摄氏度，则变压器寿命损失值为正常损失，温度每升高6摄氏度，则变压器的剩余寿命减少一半。，其中人工智能是指云服务器能够自主学习、交叉学习，根据大数据的积累进行预测和控制，具体是指根据已有的变压器状态数据和健康状况和使用寿命的关联关系和因果关系，通过特定的学习和推理算法分析现场采集到的变压器状态数据，得到变压器的健康状态，并计算出变压器的剩余寿命。对变压器的故障前后的状态数据进行分析，不断修订算法的参数。并且根据历史数据对潜在变压器故障进行预报预警，给出变压器目前状态的风险状况。据此可以对变压器寿命和可靠性进行评估，根据已存储的大数据实现了人工智能的分析结果，确保电力系统运行安全，并且通过对变压器寿命的评估及时制定运维决策，降低故障风险。

云服务器根据变压器评估结果，制定检修决策，确定变压器的维护和更新的最佳时间。用户可以根据系统的评估结果，判断是否需要更新或维修，如果需要就可以根据实际情况，选择在停电维修影响最小的时间点进行更新或维修，避免变压器故障造成才不好的影响。云服务器接收到异常的实时状态数据时产生告警记录，将异常告警信息和相关的用户定制的分析评估结果进行加密封装后，推送到预先定义的有线和/或无线运维客户端设备。运维客户端还能够对所需要的评价结果内容进行预定义设置，并且运维客户端还可以通过加密信道向云服务器发送主动巡检指令，如果是常规监测，可以通过运维客户端设定监测终端的实时数据采集的频率或周期，并定时向运维客户端反馈，减轻人员监控的工作量的同时还保证对变压器的实时监控，提高安全防范效果。

用户还能够通过云服务器提供的web服务模块要求云服务器对指定设备主动巡检并获得所需要的实时状态数据。进而实现更加准确的变压器信息的采集和状态的监测。有线和/或无线的运维客户端设备通过加密信道接收云服务器推送的告警信息和运维信息后进行数据解密并呈现给用户。

遥信：要求采用无源接点方式，即某一路遥信量的输入应是一对继电器的触点，或者是闭合，或者是断开。通过遥信端子板将继电器触点的闭合或断开转换成为低电平或高电平信号送入RTU的YX模块。遥信功能通常用于测量下列信号，开关的位置信号、变压器内部故障综合信号、保护装置的动作信号、通信设备运行状况信号、调压变压器抽头位置信号。自动调节装置的运行状态信号和其它可提供继电器方式输出的信号；事故总信号及装置主电源停电信号等。

遥测：遥测往往又分为重要遥测、次要遥测、一般遥测和总加遥测等。遥测功能常用于变压器的有功和无功采集；线路的有功功率采集；母线电压和线路电流采集；温度、压力、流量(流速)等采集；周波频率采集和其它模拟信号采集。

应该注意的是，上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。