一种电力数据采集传输方法及其系统与流程

本发明涉及电力系统领域，更具体地说，本发明涉及一种电力数据采集传输方法及其系统。

背景技术：

1、气体绝缘开关设备（gas insulated switchgear，gis），其主要由开关、电流互感器、隔离开关、管道母线、穿线套管、伸缩节等设备组成，是一种用于电力系统中的高压电气设备，以用于控制、保护和隔离电路；相对于传统的油浸式或空气绝缘开关设备，气体绝缘开关设备采用绝缘气体（通常是硫化气体，如sf6）来替代空气或油作为绝缘介质，使其具备设备尺寸小、高绝缘性能和高度集成等优点；然而，在现有的电力系统中，气体绝缘开关设备的监测和控制通常依赖于离散的数据采集和手动干预；现有的电力数据采集传输方法通常受到数据丢失、传输延迟和设备故障的影响，这限制了对气体绝缘开关设备的实时监测和有效管理；因此，有必要提供一种更为高效、稳定和实时的电力数据采集传输方法，以满足不断增长的电力系统监测需求。

2、目前，缺乏针对气体绝缘开关设备进行的数据采集传输和数据监测分析的方法，虽存在部分相关文献，例如申请公开号为cn107749158a的中国专利公开了一种远程监测充气型电力设备气压的系统和方法，但对上述方法以及现有技术进行研究和实际应用发现，上述方法以及现有技术至少存在以下部分缺陷：

3、（1）缺乏对关键运行参数的实时监测和有效数据传输的能力，难以对设备状态进行准确评估和及时干预，难以确保电力数据采集和传输的稳定性；

4、（2）无法在获悉气体绝缘开关设备的运行数据的基础上，及时发现设备异常或故障的情况，进而不利于保障输电线路的安全。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种电力数据采集传输方法及其系统。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种电力数据采集传输系统，包括设置于气体绝缘开关设备上的智能监控终端、集中器和云处理端；所述智能监控终端、集中器和云处理端内均设置有电力通信单元，所述集中器与云处理端之间设置有中继器；其中，

4、所述智能监控终端，用于根据t时刻采集到传感参数实测数据判断是否出现异常事件，根据异常事件提取t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据，并通过电力通信单元和电力线传输至集中器；所述传感参数实测数据包括温度实测值、气体浓度实测值、气压实测值、电流实测值和电压实测值，t和n均为大于零的整数；

5、所述集中器，用于接收t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据，并根据电力通信单元和中继器将t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据无线传输给云处理端；

6、所述云处理端，用于根据t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据进行分析，以确定对应气体绝缘开关设备的异常结果，根据异常结果生成控制指令和报警指令，并依据电力通信单元、中继器、集中器和电力线将控制指令反馈给智能监控终端；所述异常结果包括故障发生时间、异常因素和异常部件。

7、进一步地，所述智能监控终端还包括数据存储单元和多个传感单元；多个所述传感单元用于采集气体绝缘开关设备的温度实测值、气体浓度实测值、气压实测值、电流实测值和电压实测值；所述数据存储单元用于缓存温度实测值、气体浓度实测值、气压实测值、电流实测值和电压实测值。

8、进一步地，所述根据t时刻采集到传感参数实测数据判断是否出现异常事件，包括：

9、提取t时刻采集到传感参数实测数据，以及获取预存的传感参数标准数据；

10、其中，所述传感参数标准数据包括温度值标准值、气体浓度标准值、气压值标准值、电流标准值和电压标准值；

11、基于t时刻采集到传感参数实测数据和传感参数标准数据计算出异常系数；其计算公式为：；式中：为异常系数，  为第i个传感参数的实测值，为第i个传感参数的标准值，q为传感参数总数；

12、将异常系数与预设异常系数区间进行比较，若异常系数属于预设异常系数区间，则判定在t时刻对应的气体绝缘开关设备出现异常事件；若异常系数不属于预设异常系数区间，则判定在t时刻对应的气体绝缘开关设备未出现异常事件。

13、进一步地，根据t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据进行分析，包括：

14、将t-n至t时刻作为异常时间区间，获取在异常时间区间内每种传感参数的变动集合；

15、构建五个空坐标系，分别将每种传感参数的变动集合输入一个空坐标系中，以获取每种传感参数的参数趋势图；

16、获取每种传感参数的参数趋势图的变化平均幅值，将变化平均幅值大于预设变化平均幅值阈值的对应参数趋势图作为异常参数趋势图，将参数趋势图对应的传感参数作为异常传感参数；

17、获取异常传感参数的类型，并根据传感参数的类型与异常分析数据的映射关系，确定对应的异常分析数据；所述异常分析数据中包括多个异常原因、与每个异常原因对应的异常表现图以及与每个异常原因对应的设备组件；

18、通过余弦相似度算法计算每个异常原因对应的异常表现图与异常参数趋势图的相似度，得到k个相似度值；

19、对k个相似度值进行排序，将排序第一相似度值对应的异常原因作为异常因素，以及将异常原因对应的设备组件作为异常组件；

20、将异常因素和异常组件作为对应气体绝缘开关设备的异常结果。

21、进一步地，所述传感参数的变动集合包括温度传感参数的变动集合、浓度传感参数的变动集合、气压传感参数的变动集合、电流传感参数的变动集合和电压传感参数的变动集合；

22、所述温度传感参数的变动集合的获取逻辑如下：

23、获取异常时间区间内的温度实测值；

24、计算异常时间区间内每两个相邻温度实测值的差值，将每两个相邻温度实测值的差值作为温度变动值；

25、统计所有温度变动值，将所有温度变动值输入预构建的空集合中，得到温度传感参数的变动集合。

26、进一步地，根据t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据进行分析，还包括：

27、将异常传感参数的类型、异常传感参数的变动集合以及异常部件的位置作为预测故障发生的特征数据；

28、将预测故障发生的特征数据输入预设的故障时间预测模型中，以预测对应异常部件的故障发生时间；

29、所述预设的故障时间预测模型的生成逻辑如下：

30、获取故障时间历史数据，将故障时间历史数据划分为故障时间训练集和故障时间测试集；所述故障时间历史数据包括预测故障发生的特征数据及其对应的故障发生时间；

31、构建回归网络，将故障时间训练集中预测故障发生的特征数据作为回归网络的输入数据，将故障时间训练集中的故障发生时间作为回归网络的输出数据，对回归网络进行训练，得到初始故障时间回归网络；

32、将所述对应异常部件的故障发生时间作为对应气体绝缘开关设备的异常结果。

33、进一步地，所述控制指令包括对应气体绝缘开关设备的标识信息、电路线切断命令和异常部件的关闭命令；所述报警指令包括故障发生时间、异常因素和异常部件；

34、所述智能监控终端，还用于根据控制指令在故障发生时间之前将与对应气体绝缘开关设备相连接的电路线切断，以及根据控制指令在故障发生时间之前停止对应异常部件的运行；

35、所述云处理端，还用于根据报警指令通知电力抢修部门对对应气体绝缘开关设备进行抢修。

36、一种电力数据采集传输方法，包括：

37、根据t时刻采集到的传感参数实测数据判断是否出现异常事件，根据异常事件提取t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据，并通过电力通信单元和电力线传输至集中器；所述传感参数实测数据包括温度实测值、气体浓度实测值、气压实测值、电流实测值和电压实测值，t和n均为大于零的整数；

38、接收t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据，并根据电力通信单元和中继器将t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据无线传输给云处理端；

39、根据t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据进行分析，以确定对应气体绝缘开关设备的异常结果，根据异常结果生成控制指令和报警指令，并依据电力通信单元、中继器、集中器和电力线将控制指令反馈给智能监控终端；所述异常结果包括故障发生时间、异常因素和异常部件。

40、进一步地，所述方法还包括：

41、根据控制指令在故障发生时间之前将与对应气体绝缘开关设备相连接的电路线切断，以及根据控制指令在故障发生时间之前停止对应异常部件的运行；

42、根据报警指令通知电力抢修部门对对应气体绝缘开关设备进行抢修。

43、相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

44、1.本技术公开了一种电力数据采集传输方法及其系统，包括根据传感参数实测数据判断是否出现异常事件，根据异常事件提取t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据，并通过电力通信单元和电力线传输至集中器； 接收t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据，并根据电力通信单元和中继器将t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据无线传输给云处理端；根据t-n至t时刻采集到的传感参数实测数据进行分析，以确定对应气体绝缘开关设备的异常结果，根据异常结果生成控制指令和报警指令，并反馈给智能监控终端；基于上述部件，本发明有利于能够对关键运行参数进行实时监测和有效数据传输，从而有利于对设备状态进行准确评估和及时干预，进而确保电力数据采集和传输的稳定性；

45、2.本技术公开了一种电力数据采集传输方法及其系统，通过基于采集到的关键运行参数进行大数据分析，本发明有利于及时发现设备异常或故障的情况，并提前采取相应应对措施，进而有利于保障输电线路的长久运行和安全。