CN108564254B

Power distribution equipment state visualization platform based on big data

Abstract

The present invention proposes a big data-based visualization platform for the status of power distribution equipment, including: a data processing module for acquiring multi-platform data, processing the multi-platform data, and displaying the processed data; a data analysis module for Perform big data integration, storage, retrieval, and data mining analysis; evaluation module is used to generate big data-based power distribution equipment evaluation models, and evaluate power distribution equipment based on the power distribution equipment evaluation models, and generate corresponding evaluation results based on the evaluation results Processing strategy. The invention can meet the business needs of intensive development and lean management, improve the equipment's multi-source information interaction and fusion ability, realize panoramic real-time perception, multi-dimensional intelligent monitoring and control of power distribution equipment, prevent equipment operation risks in advance, and improve the response to emergencies. The reaction speed of the event makes the life cycle management of the equipment transparent and efficient.

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  1. 1
    一种基于大数据的配电设备状态可视化平台,其特征在于,所述配电设备状态可视 化平台采用松耦合方式与众多的信息系统连接,以进行交互,所述耦合方式为采用面向服 务的体系结构SOA,所述SOA是一个组件模型,所述SOA用于通过定义的接口和契约将应用程 序的不同功能单元联系起来,所述接口采用中立的方式进行定义,并应该独立于实现服务 的硬件平台、操作系统和编程语言,以使得构建在各种这样的系统中的服务通过统一和通 用的方式进行交互,其中,所述配电设备状态可视化平台包括: 数据处理模块,用于获取多平台数据,并对所述多平台数据进行处理,并展示处理后的 数据,数据获取包括信息内网数据获取和信息外网数据获取,其中数据获取/转换装置部署 在信息内网,通过安全隔离装置、并基于安全的传输通道获取处于信息外网的业务系统数 据;所述数据获取基于跨平台编程接口企业服务总线,采用数据接口、数据中心共享、网络 隔离下的安全文件传输方式;具体地,接口的实现方式包括:Web Service服务调用接口、页 面嵌入集成接口、结构化数据获取接口、非结构化数据获取接口和电网空间数据获取接口, 其中,所述Web Service服务调用接口,对于配电设备状态可视化平台需要在线监测未提供 服务接口的数据,通过服务调用获取状态监测中的数据,且随取随用、对于配电设备状态可 视化平台,需要进一步处理的状态监测信息,并且状态检测已经提供服务接口的,数据不在 配电设备状态可视化平台数据库中存贮;所述页面嵌入集成接口,对于配电设备状态可视 化平台,不需要进一步处理的状态监测信息,且状态检测已经提供了相应的模块页面,则通 过url调用相应的功能页面;所述结构化数据获取接口 :针对常规关系型数据库数据,采用 JDBC/ODBC编程接口直接获取数据库数据,对于安全极别高、私密的数据,由业务系统提供 接口由数据获取/转换装置调用获取或由业务系统主动推送,将相关数据发送到企业消息 总线上,数据获取/转换装置会对消息总线进行监听以获取数据;所述非结构化数据获取接 口:对于文档、音频、监控视频、巡检获得的图片非结构化数据,数据获取/转换装置通过通 用的文件传输协议直接读取调用相关文件,并进行后续的相关清理、转换处理工作;所述电 网空间数据获取接口 :电网空间数据包含坐标轴、经纬度结构化数据,以及图像、文本非结 构化数据,数据获取/转换装置根据不同的数据类型分别利用结构化数据接口和非结构化 数据接口从系统中获取数据,对于由数据获取/转换装置调用编程接口或系统接口从业务 系统中拉取的数据,在装置中配置相关策略,定义好相关的接口、周期、调用频率、调用对象 相关参数,数据获取/转换装置会自动执行相关任务,从业务系统中拉取数据; 数据分析模块,用于进行大数据集成、存储、检索以及数据挖掘分析; 评估模块,用于生成基于大数据的配电设备评估模型,并根据所述配电设备评估模型 对配电设备进行评价,并根据评价结果生成相应的处理策略。
  2. 2
    根据权利要求1所述的基于大数据的配电设备状态可视化平台,其特征在于,所述多 平台数据至少包括:生产管理系统数据、在线监测系统数据、空间地理信息系统数据、气象 系统数据和视频监控平台数据。
  3. 3
    根据权利要求2所述的基于大数据的配电设备状态可视化平台,其特征在于,所述数 据处理模块用于对获取到的多平台数据进行预处理和清洗,包括: 根据所述多平台数据所述的业务系统、类型、结构、大小,打上统一规范的标记,用于标 识该数据的来源和种类,同时,结合预设的数据规则库,根据数据的标记,将相应的规则与 数据进行封装,封装完成的数据可识别、可控制并带有相应清洗规则,可以送到数据清洗阶 段进行清洗工作。
  4. 4
    根据权利要求1所述的基于大数据的配电设备状态可视化平台,其特征在于,所述数 据分析模块包括感知层、网络层和应用层,其中, 所述感知层用于进行数据采集; 所述网络层用于进行数据传输; 所述应用层进一步包括服务层、业务层、展现层、及一个工具集,所述服务层用于提供 数据的挖掘分析能力,所述业务层用于实现具体产品的业务需求,所述展现层用于提供交 互界面,所述工具集用于提供安装部署工具、数据挖掘工具、业务建模工具、代码生成工具。
  5. 5
    根据权利要求4所述的基于大数据的配电设备状态可视化平台,其特征在于,所述感 知层、网络层和应用层之间进行交互,所述交互包括消息流和数据流,通过所述消息流来控 制数据流的处理。
  6. 6
    根据权利要求1所述的基于大数据的配电设备状态可视化平台,其特征在于,所述配 电设备评估模型至少包括:变压器类设备故障预测模型、开关和组合电器类设备状态的发 展趋势和故障概率动态预测模型、基于复杂关联关系的输电线路故障预测模型。
  7. 7
    根据权利要求6所述的基于大数据的配电设备状态可视化平台,其特征在于,所述评 估模块用于采用融合多因素的状态评价分析算法,包括: 1)分析决策问题,构造出系统的命题集,即系统的识别框架Ω = {A1,A2,……,Ak}; 2)针对目标信息系统,构造基于识别框架的证据体Ei (i = 1,2,……,m); 3)根据所收集到的各证据体的资料一全局全量数据,结合识别框架中各命题集合的特 点,确定出各证据体的基本可信度分配mi (Aj) ,j = 1,2,……,K,表示不同状态信息对设备 状态的反应能力; 4)根据基本可信度分配mi (Aj),分别计算单证据体作用下识别框架中各命题的信度区 间[Beli,Pli]; 5)利用D-S合成规则计算所有证据体联合作用下的基本可信度分配m (Aj)和信度区间 [Bel,Pl]; 6)根据具体问题构造相应的决策规则; 7)根据该决策规则得出决策结论。
  8. 8
    根据权利要求1所述的基于大数据的配电设备状态可视化平台,其特征在于,所述评 估模块对配电设备进行评价,包括: A)按照配电设备状态评价导则中的相关要求,对应导则中的各个状态量阈值逐一扫描 数据,当任意一个数据超过导则中限定的阈值时,将该数据标记为异常值,与原始数据分 离; B)将数据变换为多元时间序列,计算出各一维时间序列的互协方差函数和互相关函 数,从而得到传递函数分子、分母多项式的阶数及延迟参数,然后拟合传递函数模型,最后 根据模型残差序列的ACF检验来判定干扰时刻及产生的异常数据; C)基于增量递推的最小二乘回归参数估计和广义似然比变化点检测,采用增量机制确 定数据序列回归模型参数和分割点,实时提取数据趋势特征,将趋势改变的数据标记为异 常数据。
  9. 9
    根据权利要求8所述的基于大数据的配电设备状态可视化平台,其特征在于,其中, CN 108564254 Β 配电线路在不同天气条件下的故障率为将时间折合成单位为年时故障发生的次数,以1个 日历年为单位时故障率的平均值7可以表示为: 工=上又+」一2 “+S S+ Ν 其中,Ν为正常天气的期望持续时间,S为恶劣天气的期望持续时间;人表示正常天气时 元件故障率的期望值为恶劣天气时元件故障率的期望值; 使用两状态天气模型来描述变压器的偶然失效模式故障率,其表达式为: λί—^(1-/9 卬=0 λ(Μ,) = « N “ “ N+S λ-----F n'= 1 S 其中,3为变压器偶然失效的统计平均值,N为正常天气的持续时间,S为恶劣天气的持 续时间,F为发生在恶劣天气的故障的比例,w为变压器当前所处的天气状况,正常天气w = 0,恶劣天气w=l。
  10. 10
    根据权利要求1所述的基于大数据的配电设备状态可视化平台,其特征在于,所述 评估模块还用于根据设备状态和系统风险进行设备重要度评估,包括: a)根据大数据状态评价结果、运行信息、微气象数据,利用PHM模型计算系统元件考虑 大数据的实时故障概率; b)使用枚举法选择系统状态,枚举至3阶故障,形成预想故障事件,并计算故障事件发 生的概率; c)对选取的系统状态进行静态安全分析,利用最优潮流计算系统状态是否满足充裕 性,如需切负荷那么该系统状态为紧急状态,进入步骤d),如不需切负荷则该系统状态为警 戒状态或健康状态,对系统进行N-1校验,如果满足安全准则,则为健康状态,返回步骤b), 否则为警戒状态,进入步骤d); d)计算该系统状态下的紧急指数或警戒指数,利用风险追踪模型计算该状态下各个故 障元件的贡献值; e)返回步骤b)直到遍历预想故障集的所有故障事件; f)计算系统总紧急指数和总警戒指数,并计算元件紧急重要度指标和警戒重要度指 标,根据重要度指标排序,确定系统薄弱设备。
Independent claims10