一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力通信與智能控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)據(jù)米集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SupervisoryControl and Data Acquisit1n, SCAD A)為以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的DCS與電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過(guò)程控制等諸多專業(yè)領(lǐng)域。隨著SCADA系統(tǒng)歷經(jīng)四代的發(fā)展，技術(shù)也越來(lái)越成熟。電力系統(tǒng)中，SCADA系統(tǒng)是自動(dòng)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)源，為能量管理系統(tǒng)(Energy ManagementSystem, EMS)、調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)(Dispatcher Training Simulator，DTS)、管理信息系統(tǒng)(Management Informat1n System,MIS)等非實(shí)時(shí)系統(tǒng)提供大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，由于SCADA系統(tǒng)與EMS系統(tǒng)、DTS系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)之間不能實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)傳輸，導(dǎo)致非實(shí)時(shí)系統(tǒng)在工作中出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺乏等問(wèn)題，從而降低了系統(tǒng)的工作效率。
[0003]另一方面，由于電力設(shè)備檢測(cè)時(shí)，測(cè)量的數(shù)據(jù)量龐大且對(duì)數(shù)據(jù)和模型分析的準(zhǔn)確性要求嚴(yán)格，為了提高準(zhǔn)確性，通常需要借助CIM模型文件、SVG圖形進(jìn)行相關(guān)探查，工作量大，難度較高，需要有豐富經(jīng)驗(yàn)的管理者進(jìn)行操作，而且容易導(dǎo)致判斷誤差，提高了電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的工作量和智能控制難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服以上不足，提供了一種有效提高檢測(cè)精度和工作效率的基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)以及檢測(cè)方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，用于電力設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)與控制，包括:
[0006]數(shù)據(jù)采集模塊，用于實(shí)時(shí)采集電力設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)；
[0007]數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊，連接到所述數(shù)據(jù)采集模塊，實(shí)時(shí)接收狀態(tài)數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備狀態(tài)，實(shí)時(shí)發(fā)送狀態(tài)信息；
[0008]數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊，與所述數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊雙向連接，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)處理和篩選策略配置，與數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互；
[0009]智能控制模塊，連接到所述數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊，根據(jù)所述狀態(tài)信息對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
[0010]進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)采集模塊采用SCADA系統(tǒng)。
[0011 ] 進(jìn)一步的，還包括人工輔助模塊，連接到所述數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊，數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊對(duì)數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊發(fā)出的設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行篩選，并發(fā)送給人工輔助模塊進(jìn)行分析以及輔助決策提供。
[0012]進(jìn)一步的，所述人工輔助模塊包括EMS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)和DTS系統(tǒng)。
[0013]本發(fā)明還提供一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0014]S1:數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)時(shí)采集電力設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，發(fā)送給數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊；
[0015]S2:數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊將初始狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊配置篩選策略；
[0016]S3:數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊采用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)接收的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，配置篩選策略，并將篩選策略實(shí)時(shí)發(fā)送至數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊；
[0017]S4:數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊實(shí)時(shí)接收狀態(tài)數(shù)據(jù)，并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊進(jìn)行下一時(shí)刻篩選策略配置，同時(shí)根據(jù)前一時(shí)刻篩選策略判斷電力設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)信息，發(fā)送給智能控制模塊和數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊；
[0018]S5:智能控制模塊根據(jù)狀態(tài)信息對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行控制；
[0019]S6:重復(fù)步驟S3-S5，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)狀態(tài)檢測(cè)和控制。
[0020]進(jìn)一步的，所述步驟S3具體包括以下步驟:
[0021]S31:將電力設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)數(shù)據(jù)擬合成與周圍環(huán)境有關(guān)的模糊對(duì)應(yīng)值；
[0022]S32:將一定范圍內(nèi)相同電力設(shè)備的模糊對(duì)應(yīng)值進(jìn)行加權(quán)擬合，制定參數(shù)合理波動(dòng)區(qū)間和故障判斷策略；
[0023]S33:將制定的參數(shù)合理波動(dòng)區(qū)間和故障判斷策略發(fā)送至數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊。
[0024]進(jìn)一步的，所述步驟S31通過(guò)以下公式進(jìn)行擬合:
[0025]Pi+1 = α *P / + β *ΡΚΕ+ λ *Sen
[0026]其中，Pi'為電力設(shè)備前一次的狀態(tài)測(cè)量值，Pi+1為電力設(shè)備擬合后的狀態(tài)數(shù)據(jù)模糊對(duì)應(yīng)值，Pke為氣候、環(huán)境變化影響因子，Sm為電力系統(tǒng)電壓、頻率變化影響因子，α、β、λ為模糊權(quán)值參數(shù)。
[0027]進(jìn)一步的，所述步驟S32中的故障判斷策略為:當(dāng)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)位于參數(shù)合理波動(dòng)區(qū)間內(nèi)為正常狀態(tài)；當(dāng)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)與最大最小值的偏差不大于5%時(shí)為異常狀態(tài)；當(dāng)實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)與最大最小值的偏差大于5%為故障狀態(tài)。
[0028]進(jìn)一步的，所述步驟S2中判斷電力設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)信息具體包括:采用大數(shù)據(jù)技術(shù)將設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)與參數(shù)合理波動(dòng)區(qū)間進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)故障判斷策略判定電力設(shè)備的當(dāng)前工作狀態(tài)，并將狀態(tài)信息發(fā)送至智能控制模塊和數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊。
[0029]進(jìn)一步的，還包括以下步驟:
[0030]S7:數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊對(duì)數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊發(fā)出的狀態(tài)信息進(jìn)行挑選之后實(shí)時(shí)發(fā)送給人工輔助模塊；
[0031]S8:人工輔助模塊通過(guò)人工方式對(duì)狀態(tài)信息進(jìn)行分析，提供輔助策略，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行人工控制。
[0032]本發(fā)明提供的基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法，通過(guò)數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊采用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和篩選策略配置，避免了因電力系統(tǒng)電壓、頻率變化和環(huán)境、氣候變化等因素而導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果誤差過(guò)大以及智能控制模塊出現(xiàn)動(dòng)作盲區(qū)；通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊，不僅有效實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳遞，而且通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)快速準(zhǔn)確判斷電力設(shè)備的狀態(tài)信息，為智能控制模塊和數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊提供動(dòng)態(tài)狀態(tài)信息，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，可靠性和穩(wěn)定性；采用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析和對(duì)比無(wú)需借助額外的技術(shù)手段，降低了工作難度和復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，壓縮了人力成本，提高了系統(tǒng)的檢測(cè)精度和工作效率。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1是本發(fā)明基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2是本發(fā)明基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)檢測(cè)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述:
[0036]如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，用于電力設(shè)備I的狀態(tài)檢測(cè)與控制，包括:
[0037]數(shù)據(jù)采集模塊2，用于實(shí)時(shí)采集電力設(shè)備I的狀態(tài)數(shù)據(jù)，本實(shí)施例中采用SCADA系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0038]數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊3，連接到數(shù)據(jù)采集模塊2，實(shí)時(shí)接收電力設(shè)備I的狀態(tài)數(shù)據(jù)，判斷設(shè)備狀態(tài)，實(shí)時(shí)發(fā)送狀態(tài)信息，本實(shí)施例中數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊3為地區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0039]數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊4，與數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊3雙向連接，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)處理和篩選策略配置，與數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊3進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，本實(shí)施例中數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊4為中央數(shù)據(jù)庫(kù)，需要說(shuō)明的是，大數(shù)據(jù)技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)快速處理、挖掘、分析、判斷等技術(shù)方法將復(fù)雜的、人工的電力設(shè)備I狀態(tài)檢測(cè)，進(jìn)行自動(dòng)化、系統(tǒng)化改造升級(jí)。大數(shù)據(jù)技術(shù)是不使用隨機(jī)分析法，如抽樣調(diào)查等捷徑，而依據(jù)所有數(shù)據(jù)的方法，相比其他分析方法具有4V特點(diǎn)=Volume (大量)、Velocity (高速)、Variety (多樣)、value (價(jià)值)。因此將其應(yīng)用到電力設(shè)備I的狀態(tài)檢測(cè)環(huán)節(jié)，不僅實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的數(shù)據(jù)處理、分析、判斷，而且準(zhǔn)確度高，避免了因人工因素引起的誤差。
[0040]智能控制模塊5，連接到數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊3，根據(jù)狀態(tài)信息對(duì)電力設(shè)備I進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，同時(shí)電力設(shè)備I在收到智能控制模塊5的控制指令后發(fā)出反饋信號(hào)。
[0041]優(yōu)選的，本發(fā)明的基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)還包括人工輔助模塊6，人工輔助模塊6連接到數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊4，數(shù)據(jù)處理與方案配置模塊4對(duì)數(shù)據(jù)交換與監(jiān)控模塊3發(fā)出的設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行篩選之后實(shí)時(shí)發(fā)送給人工輔助模塊6，人工輔助模塊6接收經(jīng)過(guò)篩選后的設(shè)備狀態(tài)信息，進(jìn)行分析并提供輔助決策，通過(guò)人工形式對(duì)電力設(shè)備I進(jìn)行輔助控制。
[0042]優(yōu)選的，人工輔助模塊6包括EMS系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)和DTS系統(tǒng)，其中EMS系統(tǒng)主要用于電力系統(tǒng)監(jiān)控和調(diào)度輔助決策，可以使電網(wǎng)調(diào)度由經(jīng)驗(yàn)型上升至科學(xué)的分析型；MIS系統(tǒng)記錄管理電力設(shè)備I需要的數(shù)據(jù)，并對(duì)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理，將處理后的信息及時(shí)反饋給管理者；而DTS系統(tǒng)則主要用于調(diào)度員培訓(xùn)、運(yùn)行方式研宄和反事故演習(xí)等。
[0043]本發(fā)明還提供了一種基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的狀態(tài)檢測(cè)方法，包括以下步驟，如圖2所示:
[0044]S1:數(shù)據(jù)采集模塊2實(shí)時(shí)采集電力設(shè)備I的狀態(tài)數(shù)據(jù)，發(fā)送給數(shù)據(jù)交