一種基于流處理的電能計量裝置在線異常診斷方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電能計量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于流處理的電能計量裝置在線異 常診斷方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電力系統(tǒng)中，電能計量裝置是不可或缺的重要組成部分之一，主要由各種類型 的電能表、計量用電壓、電流互感器及其二次回路、電能計量柜(箱)等組成，是供電企業(yè)實 現(xiàn)電能交易的重要依據(jù)，其運行狀況及采集數(shù)據(jù)的準確與否直接關(guān)系到用戶的利益及供電 企業(yè)的經(jīng)濟效益。同時，隨著我國新一輪電力體制改革的推進，鼓勵社會資本進入售電市 場，供電公司為提升客戶滿意度及其自身的市場競爭能力，提升電能計量裝置的運維效率， 在電能計量裝置的檢測及故障快速恢復等方面開展了研究。
[0003] 傳統(tǒng)的用戶電能計量裝置檢測工作主要依靠檢測人員定期到用電現(xiàn)場進行檢驗 檢測，大量時間都花費到了趕往用電現(xiàn)場的路途中，降低了工作效率。隨著微電子技術(shù)、通 信技術(shù)等的不斷發(fā)展和完善，加快了電能表向智能化方向發(fā)展；同時，供電公司已建有用電 信息采集系統(tǒng)，當前采集系統(tǒng)已存儲了能用于計量裝置在線監(jiān)測的大量信息，包括電壓、電 流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)以及電能表時鐘等數(shù)據(jù)，但尚未得到充分分析挖掘，這些 使得電能表的遠程監(jiān)測和在線診斷越來越受到重視。
[0004] 此外，隨著"全覆蓋、全采集"目標的逐步實現(xiàn)，接入的電能計量裝置數(shù)量增大，數(shù) 據(jù)挖掘水平的提升，均使得在線監(jiān)控需處理的數(shù)據(jù)規(guī)模激增，同時業(yè)務上對電能計量裝置 異常反饋的及時性要求越來越高，目前的在線監(jiān)控方法和系統(tǒng)難以滿足這些現(xiàn)狀。目前應 對海量數(shù)據(jù)處理一般采用分布式數(shù)據(jù)處理模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種基于流處理的電能計量裝置在線 異常診斷方法及系統(tǒng)，從用電信息采集系統(tǒng)抽取出所需的業(yè)務數(shù)據(jù)，在流處理架構(gòu)的基礎(chǔ) 上進行電能計量裝置單一異常診斷、異常關(guān)聯(lián)診斷，實現(xiàn)了對電能計量裝置的快速在線異 常診斷。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種基于流處理的電能計量裝置在線異常診斷方法，包括如下步驟：
[0008] 步驟(1):計量異常分析數(shù)據(jù)獲取步驟:根據(jù)從計量異常診斷規(guī)則庫中獲取的單一 異常診斷規(guī)則對用電信息采集系統(tǒng)中待抽取的數(shù)據(jù)進行配置，從用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù) 庫中獲取異常分析所需的數(shù)據(jù)，存入計量異常分析數(shù)據(jù)庫；
[0009] 步驟(2):邏輯鏈生成步驟:根據(jù)單一異常診斷規(guī)則生成多種單一異常診斷邏輯 鏈；
[0010] 步驟(3):流處理控制步驟:接收邏輯鏈生成步驟提交的單一異常診斷邏輯鏈，對 單一異常診斷邏輯鏈做序列化處理，根據(jù)序列化處理產(chǎn)生的邏輯塊，為單一異常診斷邏輯 鏈分配處理任務，并將處理結(jié)果存儲到流處理狀態(tài)存儲模塊中；還根據(jù)流處理狀態(tài)存儲模 塊中更新的各流處理工作節(jié)點的負載狀態(tài)信息，均衡的向流處理工作節(jié)點分配處理任務；
[0011] 步驟(4):流處理工作步驟:運行單一異常診斷邏輯鏈中的各項處理任務，實時地 將各流處理工作節(jié)點的負載狀態(tài)信息存儲到流處理狀態(tài)存儲模塊中，完成對電能計量裝置 的單一異常診斷，實現(xiàn)多個流處理工作節(jié)點的并行處理；
[0012] 步驟(5):異常關(guān)聯(lián)診斷步驟:在單一異常診斷結(jié)果的基礎(chǔ)上，進行進一步的關(guān)聯(lián) 診斷，生成計量異常診斷結(jié)果和運維建議，并發(fā)送給用電信息采集系統(tǒng)。
[0013] 所述計量異常分析數(shù)據(jù)獲取步驟，包括：
[0014] 信息抽取子步驟:從用電信息采集系統(tǒng)中抽取出異常分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；
[0015] 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子步驟:獲取異常分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，處理由于通信原因造成的數(shù)據(jù)冗余及 缺失，去除冗余數(shù)據(jù)，補召缺失數(shù)據(jù)，并根據(jù)計量單一異常診斷業(yè)務需求將抽取的計量異常 分析數(shù)據(jù)進行合并、轉(zhuǎn)化和分拆操作，形成異常分析所需的分析數(shù)據(jù)；
[0016] 數(shù)據(jù)加載子步驟:將異常分析所需的分析數(shù)據(jù)加載到計量異常分析數(shù)據(jù)庫中。
[0017] 異常分析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括電能表開表蓋事件、終端狀態(tài)量變位記錄等計量裝置相關(guān) 的事件信息，有功電能示值、功率曲線等電能計量裝置采集到的數(shù)據(jù)，費控報文等采集系統(tǒng) 向電能計量裝置下發(fā)的控制指令報文，用戶合同容量、最大需量等計量裝置檔案等。
[0018] 所述流處理工作步驟，包括：
[0019] 守護子步驟:從流處理狀態(tài)存儲模塊中獲取所有的邏輯塊和處理任務映射關(guān)系、 任務分配表以及流處理工作節(jié)點需處理的邏輯塊，并分發(fā)給工作子步驟；同時監(jiān)控處理任 務的心跳信息和流處理工作節(jié)點的負載狀態(tài)情況，存儲到流處理狀態(tài)存儲模塊中；守護子 步驟采用輪詢的方式查詢流處理狀態(tài)存儲模塊中是否有更新的信息，及時更新本地信息。
[0020] 工作子步驟:從守護子步驟獲取流處理工作節(jié)點需處理的邏輯塊，運行邏輯塊中 的處理代碼，并根據(jù)邏輯塊運行的順序關(guān)系建立邏輯塊與其它工作模塊的連接，完成電能 計量裝置的實時單一異常分析，生成單一異常診斷結(jié)果。
[0021 ]所述異常關(guān)聯(lián)診斷步驟，包括：
[0022] 關(guān)聯(lián)匹配子步驟:從流處理工作步驟獲取單一異常診斷結(jié)果，并根據(jù)從計量異常 診斷規(guī)則庫中獲取異常關(guān)聯(lián)診斷模型進行規(guī)則匹配，匹配統(tǒng)計得到存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的主題及 主題間關(guān)聯(lián)度，進而得出電能計量裝置的關(guān)聯(lián)診斷結(jié)果；
[0023] 關(guān)聯(lián)分析子步驟:從關(guān)聯(lián)匹配子步驟獲取存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的主題及主題間關(guān)聯(lián)度， 從計量異常診斷規(guī)則庫中獲取異常關(guān)聯(lián)診斷模型，通過關(guān)聯(lián)分析算法實現(xiàn)多主題的異常關(guān) 聯(lián)分析，根據(jù)異常關(guān)聯(lián)分析結(jié)果，判定電能計量裝置所處的狀態(tài)，進而采取相應的應對措 施。
[0024] 所述計量異常診斷規(guī)則庫，用于集中存儲從電能計量裝置實際運維工作中提取出 的電能計量裝置異常診斷規(guī)則，包括進行電能計量設(shè)備單一異常分析的單一異常診斷規(guī) 貝1J，和在單一異常診斷規(guī)則基礎(chǔ)上進行電能計量設(shè)備異常關(guān)聯(lián)診斷的異常關(guān)聯(lián)診斷模型兩 部分。
[0025] 所述單一異常診斷規(guī)則中包含診斷方法、閾值等級、面向用戶、所需的數(shù)據(jù)源和分 析頻度等信息;所述異常關(guān)聯(lián)診斷模型中包含關(guān)聯(lián)主題、關(guān)聯(lián)度和現(xiàn)場運維建議等信息。
[0026] 單一異常診斷規(guī)則和異常關(guān)聯(lián)診斷模型均通過規(guī)則描述語言表示成產(chǎn)生式規(guī)則， 生成的產(chǎn)生式規(guī)則表示為If(條件)Then(行為）的結(jié)構(gòu)。采用產(chǎn)生式規(guī)則的形式進行存儲， 存儲到計量異常診斷規(guī)則庫中。
[0027]所述計量異常分析數(shù)據(jù)庫，存儲計量異常分析數(shù)據(jù)獲取步驟從用電信息采集系統(tǒng) 中抽取的各項數(shù)據(jù)及分析結(jié)果信息，向流處理工作步驟提供分析數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
[0028]所述流處理狀態(tài)存儲模塊，至少包括3個存儲節(jié)點，用于存儲流處理控制步驟和流 處理工作步驟的信息，流處理控制步驟和流處理工作步驟均從流處理狀態(tài)存儲模塊交互信 息，實現(xiàn)分布式協(xié)調(diào)，保證流處理集群的一致性。
[0029]所述步驟(1)配置待抽取的數(shù)據(jù)的抽取范圍和抽取策略。
[0030] 所述步驟（1)異常分析所需的數(shù)據(jù)包括電能計量裝置的檔案數(shù)據(jù)及實時業(yè)務數(shù) 據(jù)。
[0031] 所述步驟(2)每個單一異常診斷邏輯鏈包括一個數(shù)據(jù)輸入邏輯塊和若干個數(shù)據(jù)處 理邏輯塊；
[0032] 所述步驟(2):每個單一異常診斷主題生成一個邏輯鏈;邏輯塊中包含有處理代碼 和邏輯塊運行的順序關(guān)系。所述多種單一異常診斷邏輯鏈包括事件重復上報診斷邏輯鏈、 電能表停走診斷邏輯鏈、電壓斷相診斷邏輯鏈、需量超容診斷邏輯鏈等。
[0033]所述步驟(3)為數(shù)據(jù)輸入邏輯塊和數(shù)據(jù)處理邏輯塊分別配置處理任務。
[0034] 所述步驟(3):計量單一異常診斷任務的分配和監(jiān)聽流處理工作步驟，對計量單一 異常診斷的分布式流處理過程進行統(tǒng)一管控；
[0035] 所述步驟(3)建立單一異常診斷邏輯鏈的心跳目錄，保存該單一異常診斷邏輯鏈 中所有處理任務的心跳信息，將單一異常診斷邏輯鏈、數(shù)據(jù)輸入邏輯塊和若干個數(shù)據(jù)處理 邏輯塊與處理任務的映射關(guān)系、心跳目錄存儲到流處理狀態(tài)存儲模塊中。
[0036]所述步驟(4)的每個流處理工作節(jié)點包括一個守護模塊和若干個工作模塊。
[0037]所述步驟(1)計量異常分析數(shù)據(jù)獲取步驟，根據(jù)配置，周期性的從用電信息采集系 統(tǒng)中抽取單一異常診斷業(yè)務數(shù)據(jù)，包括事件