一种智能化电网安全管理系统及方法与流程

本发明涉及电力安全管理，尤其涉及一种智能化电网安全管理系统及方法。

背景技术：

1、电网是现代社会不可或缺的基础设施，为各个行业和居民提供稳定的电力供应，随着电力需求的增长和能源结构的变化，电网规模逐渐扩大，电力输送距离增加，电网结构变得更加复杂，使得电网管理和安全控制变得更加困难，需要更加精确和高效的监测、分析和控制手段。

2、传统电网管理存在着信息获取不足、反应速度慢、安全隐患无法及时发现等问题，不能满足日益增长的用电需求和电力系统的复杂性。具体的：传统电网安全管理方法主要依靠人工巡检和设备运行日志来获取电网运行状态和故障信息，容易遗漏重要数据，难以实时监测电网的整体运行情况；无法预测可能出现的电网故障和风险，不能提前采取措施进行干预和修复，容易导致电网的长时间停电，对用户生活和工作造成不便；无法根据电网实时运行状态对电网进行调控，容易对电网工作造成负担，增加故障风险，也增加了管理成本。

3、因此，需要一种智能化的电网安全管理方法，能够准确、及时地识别潜在的安全风险，并采取相应的措施保障电网的正常运行。

技术实现思路

1、本发明提供的一种智能化电网安全管理系统及方法，目的在于监测电网设备状态，通过故障预测及时发现和识别潜在的安全威胁，并且对电网进行实时调控，确保电网运行的安全性与稳定性，优化能源管理和资源利用，为电网运营提供更可靠更安全的保障。

2、本发明技术方案具体如下：

3、一种智能化电网安全管理系统，包括以下部分：

4、数据监测与采集模块、数据预处理模块、电网故障预测模块、实时调控模块、事件管理模块；

5、数据监测与采集模块，用于实时监测电网的运行状态和参数数据，并通过传感器、测量设备来获取数据，并将数据传输到数据预处理模块进行处理；

6、数据预处理模块，对采集到的数据进行分析和处理，将原始数据进行清洗、转换和集成；

7、电网故障预测模块，用于对电网的运行状态进行预测和分析，提前识别潜在的故障情况；当预测发生故障时，系统会生成警报和提醒，通知运维人员进行检查和处理；

8、实时调控模块，根据电网的实时数据和故障预测结果，响应电网的变化，调控电网的运行情况；

9、事件管理模块，通过对电网状态的实时监测，生成预警信息，并跟踪事件处理的进展，记录工作人员的操作和反馈。

10、一种智能化电网安全管理方法，包括以下步骤：

11、步骤s1.通过数据监测与采集模块对电网的运行数据以及历史数据进行实时采集，并将采集到的对数据信息进行预处理，为电网故障预测模块以及实时调控模块提供数据基础；

12、步骤s2.根据预处理后的电网数据信息，建立电网故障预测神经网络模型，对电网风险或将会出现的故障提前预警并采取安全措施；

13、步骤s3.基于电网工作运行情况，并结合电网故障预测结果，对电网的负载和电压波动情况进行调控，确保电网的运行效率和稳定性。

14、进一步，步骤s1中，在进行数据预处理时：

15、对从传感器中获得的数据集进行数据清洗，取中值和加权平均值的平均值作为新的滤波数据点，得到平滑去噪后的滤波数据序列；对清洗后的数据集利用pca进行降维。

16、进一步，步骤s2具体包括：

17、所述电网故障预测神经网络模型包括输入层、第一隐藏层、第二隐藏层、提升层和输出层；在所述第一隐藏层中，对输入的数据信息进行故障预测；在所述第二隐藏层中对电网故障预测结果进行判断；在所述提升层中，对判断后的预测结果进行优化提升；最后输出优化提升后的预测结果。

18、进一步，步骤s2在所述提升层中，具体计算过程如下所示：

19、is3＝ω3os2+b3

20、

21、其中，is3表示提升层的输入；os2表示第二隐藏层的输出；ω3表示第二隐藏层与提升层之间的连接权重值；b3表示提升层的偏置；os3表示提升层的输出；is2表示第二隐藏层的输入；σ‘表示电网运行数据对应的电力稳定需求的修正值；p表示偏置；δp表示设定的所需用电总功率与实际用电总功率的差值。

22、进一步，步骤s2具体包括：

23、预先定义电网的负载和电压波动情况，并且设定电网的预设负载为；电网运行情况分为稳定状态、波动状态、应急状态；

24、根据系统记录的负荷需求和计算求得的天气综合指数得到电网负载调整参数；通过负荷需求对电压波动进行调控。

25、进一步，步骤s3中，所述天气综合指数wea计算过程如下所示：

26、其中，sta0表示天气情况稳定需求因子；sta1表示温度对应的权重值；sta2表示湿度对应的权重值；sta3表示风速对应的权重值；tem表示获得的温度均值；hum表示获得的湿度均值；win表示获得的风速均值；lm表示对天气监测的总时间。

27、进一步，步骤s3具体包括：

28、将所述电网负载调整参数与预设的电网负载调整参数的差异量对比，并根据对比结果对电网负载进行二次调整。

29、有益效果：

30、1.本发明通过加权平均和中值滤波结合的方式进行平滑去噪可以有效地去除智能化电网中的噪声和异常值，从而得到更加干净、平滑的数据；利用pca进行降维可以帮助减少数据维度，同时保留数据中的主要信息，帮助智能化电网安全管理方法更好地捕捉数据中的潜在模式和关联。平滑去噪可以去除异常值和噪声，提高数据的准确性和可信度，pca降维可以减少数据的维度，更容易进行可视化和分析，从而智能化电网安全管理方法提供更有效的支持。

31、2.本发明通过电网数据的监测和分析，电网故障预测神经网络模型可以预测可能出现的故障情况，工作人员能够提前获知电网可能出现的故障，并采取相应的措施来避免或减轻故障的影响；早期预测和预警电网故障，可以及时修复或维护电网，提高电网的可靠性和稳定性；在故障发生之前采取适当的措施，避免或减少故障的发生，从而节约维修成本和损失，保障电网的安全运行；同时，还有助于优化维护计划，更好地了解电网的健康状况和潜在故障的可能性，合理安排维修和检查工作，提高维护效率和效果。

32、3.本发明通过预先定义电网的负载和电压波动情况，并预设负载，可以使电网在正常运行状态下更加稳定，预设负载的设定可以基于历史数据和负荷预测模型，以满足用户需求并确保电网运行在合理的负荷范围内，减少过载和过电压等问题的发生；负荷调整参数可以根据负荷需求的变化和天气条件的影响进行动态调整，以最大程度地满足用户需求并提高电网的运行效率，实现对电网负荷的精确控制和优化；通过负荷需求对电压波动进行调控，可以确保电网的稳定供电，保障用户的正常用电需求。

33、4.本发明通过对比差异量并进行二次调整，可以发现电网运行中的潜在问题和改进空间，并及时采取措施，以优化电网的运行，提高电网的可靠性和效率；精确的负载调整可以确保供电的稳定性和质量，减少电压波动对用户设备的不良影响，提升用户的用电体验和满意度。