本發(fā)明涉及電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電網(wǎng)設(shè)備智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

設(shè)備的安全是電網(wǎng)安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)與診斷，是提高供電可考慮及電網(wǎng)運(yùn)行智能化水平的重要途徑。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)監(jiān)視及運(yùn)行維護(hù)的工作量也日益增大，遠(yuǎn)程對(duì)變電站一次設(shè)備的工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及分析的技術(shù)也日益普及。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種電網(wǎng)設(shè)備智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的采集以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

提供了一種電網(wǎng)設(shè)備智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括電網(wǎng)設(shè)備無線監(jiān)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和智能終端，所述電網(wǎng)設(shè)備無線監(jiān)測(cè)模塊基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將采集到的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于接收、存儲(chǔ)、顯示電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的正常閾值范圍的邊界值進(jìn)行比較，若超過正常閾值范圍，則輸出報(bào)警信號(hào)；所述的智能終端通過通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理模塊連接，用于實(shí)時(shí)訪問數(shù)據(jù)處理模塊中的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的有益效果為：利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)，并在電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警，便于相關(guān)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

附圖說明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明數(shù)據(jù)處理模塊的連接框圖。

附圖標(biāo)記：

電網(wǎng)設(shè)備無線監(jiān)測(cè)模塊1、數(shù)據(jù)處理模塊2、智能終端3、數(shù)據(jù)通信模塊10、數(shù)據(jù)異常分析模塊20、異常報(bào)警模塊30。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參見圖1、圖2，本實(shí)施例提供的一種電網(wǎng)設(shè)備智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括電網(wǎng)設(shè)備無線監(jiān)測(cè)模塊1、數(shù)據(jù)處理模塊2和智能終端3，所述電網(wǎng)設(shè)備無線監(jiān)測(cè)模塊1基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采集電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將采集到的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)處理模塊2，所述數(shù)據(jù)處理模塊2用于接收、存儲(chǔ)、顯示電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并將電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的正常閾值范圍的邊界值進(jìn)行比較，若超過正常閾值范圍，則輸出報(bào)警信號(hào)；所述的智能終端3通過通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理模塊2連接，用于實(shí)時(shí)訪問數(shù)據(jù)處理模塊2中的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)處理模塊2包括數(shù)據(jù)通信模塊10、數(shù)據(jù)異常分析模塊20、異常報(bào)警模塊30，所述數(shù)據(jù)通信模塊10與所述數(shù)據(jù)異常分析模塊20連接，所述數(shù)據(jù)異常分析模塊20與所述異常報(bào)警模塊30連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的類型包括變壓器監(jiān)測(cè)、絕緣監(jiān)測(cè)、局放監(jiān)測(cè)、斷路器監(jiān)測(cè)、避雷器監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、絕緣氣體監(jiān)測(cè)、絕緣液體監(jiān)測(cè)。

本發(fā)明上述實(shí)施例利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)，并在電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警，便于相關(guān)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述的電網(wǎng)設(shè)備無線監(jiān)測(cè)模塊1包括電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、簇頭節(jié)點(diǎn)、基站；所述的電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)用于采集電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并對(duì)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，確定最終的采集數(shù)據(jù)包并發(fā)送至所在簇的簇頭節(jié)點(diǎn)；簇頭節(jié)點(diǎn)用于接收簇內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的采集數(shù)據(jù)包，并對(duì)采集數(shù)據(jù)包進(jìn)行融合處理后發(fā)送至基站，進(jìn)而通過基站將電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊2。

優(yōu)選地，所述的電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，包括：

(1)利用滑動(dòng)窗口采集電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)同一滑動(dòng)窗口內(nèi)采集的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行離群數(shù)據(jù)檢測(cè)，丟棄檢測(cè)到的離群數(shù)據(jù)；

(2)設(shè)對(duì)應(yīng)于某一滑動(dòng)窗口的剩余的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為s′＝{s1,s2,…,sλ}，按照下列計(jì)算公式對(duì)剩余電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理：

式中，s″為處理后的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，sμ表示剩余的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中第μ個(gè)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；

(3)設(shè)定采集數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度ν，確定ν個(gè)滑動(dòng)窗口對(duì)應(yīng)的處理后的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，形成最終的采集數(shù)據(jù)包。

離群數(shù)據(jù)為電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中與多數(shù)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)毫無關(guān)聯(lián)的少部分電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，其的出現(xiàn)能夠造成電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量惡化，影響后續(xù)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和判斷，本優(yōu)選實(shí)施例利用滑動(dòng)窗口技術(shù)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)采集的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行離群數(shù)據(jù)剔除和進(jìn)一步的均值化處理，得到最終采集數(shù)據(jù)，并確定ν個(gè)滑動(dòng)窗口對(duì)應(yīng)的最終采集數(shù)據(jù)作為最終的采集數(shù)據(jù)包發(fā)送給簇頭節(jié)點(diǎn)，能夠適應(yīng)非穩(wěn)態(tài)的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提高收集的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的質(zhì)量，有利于提高電網(wǎng)設(shè)備智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)精度，并且在保證電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精度的前提下節(jié)省電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送量，從而節(jié)省電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送能耗以及簇頭節(jié)點(diǎn)的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)接收能耗，進(jìn)一步降低電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集的網(wǎng)絡(luò)能耗。

優(yōu)選地，所述的電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)對(duì)同一滑動(dòng)窗口內(nèi)采集的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行離群數(shù)據(jù)檢測(cè)，具體包括：

(1)電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)將在第一次滑動(dòng)窗口內(nèi)采集的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，采用改進(jìn)的基于分布密度的離群數(shù)據(jù)檢測(cè)算法進(jìn)行離群數(shù)據(jù)檢測(cè)，若沒有檢測(cè)到離群數(shù)據(jù)，對(duì)下一次滑動(dòng)窗口內(nèi)采集的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行同樣的離群數(shù)據(jù)檢測(cè)，直至檢測(cè)到離群數(shù)據(jù)；

(2)電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)采集一個(gè)新的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)sψ；

(3)若sψ滿足下列公式，則將sψ判定為離群數(shù)據(jù)，并將sψ與之前的離群數(shù)據(jù)構(gòu)成新的離群數(shù)據(jù)集，若sψ不滿足下列公式，返回到(2)：

式中，d(sψ,xρ)表示sψ與當(dāng)前離群數(shù)據(jù)集x中的第ρ個(gè)離群數(shù)據(jù)之間的歐式距離，為當(dāng)前離群數(shù)據(jù)集x具有的離群數(shù)據(jù)數(shù)目，d(xα,x％)表示離群數(shù)據(jù)集x中任意兩個(gè)離群數(shù)據(jù)間的歐式距離；

(4)依次對(duì)電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)新采集的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行離群數(shù)據(jù)判定，直至完成ν個(gè)滑動(dòng)窗口對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的離群數(shù)據(jù)判定。

本優(yōu)選實(shí)施例采用改進(jìn)的基于分布密度的離群數(shù)據(jù)檢測(cè)算法和離群數(shù)據(jù)判定策略相結(jié)合的方式進(jìn)行離群數(shù)據(jù)檢測(cè)，從而不需要對(duì)每一個(gè)滑動(dòng)窗口內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用改進(jìn)的基于分布密度的離群數(shù)據(jù)檢測(cè)算法進(jìn)行檢測(cè)，減少了該算法的迭代次數(shù)，進(jìn)一步提高了離群檢測(cè)效率，且設(shè)計(jì)的離群數(shù)據(jù)判定策略能夠適應(yīng)離群數(shù)據(jù)集的變化。

優(yōu)選地，所述的采用改進(jìn)的基于分布密度的離群數(shù)據(jù)檢測(cè)算法進(jìn)行離群數(shù)據(jù)檢測(cè)，具體包括：

(1)電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)將在同一滑動(dòng)窗口內(nèi)采集的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，設(shè)訓(xùn)練數(shù)據(jù)集為s＝{s1,s2,…,sn}，n表示訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)目，訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中相隔最遠(yuǎn)的兩個(gè)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)間的歐式距離為dmax，按照下列公式計(jì)算訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中每一個(gè)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)偏離程度：

式中，表示電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)si的數(shù)據(jù)偏離程度，si∈s，n(si,0.8dmax)表示與si在0.8dmax距離范圍內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)目，si＝表示與si在0.8dmax距離范圍內(nèi)的第j個(gè)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，n(si＝,0.8φdmax)表示與si＝在0.8φdmax距離范圍內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)目，n(si,0.8φdmax)表示與si在0.8φdmax距離范圍內(nèi)的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)目，φ為設(shè)定的距離范圍調(diào)節(jié)參數(shù)，φ的取值范圍為[0.3,0.5]；

(2)對(duì)所有電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)偏離程度進(jìn)行升序排列并按照排列順序在1,2,…,n中分配相應(yīng)的序號(hào)，即升序排列中第一個(gè)數(shù)據(jù)偏離程度分配序號(hào)為1，升序排列中最后一個(gè)數(shù)據(jù)偏離程度分配序號(hào)為n，計(jì)算的數(shù)據(jù)偏離程度比例為其中為在升序排序中的序號(hào)；

(3)按照下列公式對(duì)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，得到轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)偏離程度將中的最小值所對(duì)應(yīng)的作為離群判斷閾值：

其中

(4)若訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中存在電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)偏離程度大于所述的離群判斷閾值，則將該電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)視為離群數(shù)據(jù)。

本優(yōu)選實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了對(duì)異常電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的篩選，在對(duì)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行離群數(shù)據(jù)檢測(cè)時(shí)，利用滑動(dòng)窗口進(jìn)行分批檢測(cè)，能夠更加適應(yīng)不平穩(wěn)的電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，在本優(yōu)選實(shí)施例中，提供了一種較優(yōu)的離群數(shù)據(jù)檢測(cè)策略，其中定義了數(shù)據(jù)偏離程度的計(jì)算公式，根據(jù)該公式計(jì)算出各電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)偏離程度，進(jìn)而獲取數(shù)據(jù)偏離程度比例，最終得到用于檢測(cè)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是否為離群數(shù)據(jù)的離群判斷閾值，能夠在保證較低計(jì)算復(fù)雜度的情況下，有效地從大量電網(wǎng)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱藏在其中的離群數(shù)據(jù)，檢測(cè)準(zhǔn)確高效，有利于提高電網(wǎng)設(shè)備智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)精度。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。