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专利号: 2023115384304
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.用于开关柜的远程监测管理系统,其特征在于,包括传感采集模块、远程通信模块、云平台;

所述传感采集模块用于采集开关柜设备的状态数据、内环境数据和外环境数据;

所述远程通信模块用于将状态数据、内环境数据和外环境数据通过通讯方式传输给云平台;

所述云平台包括存储模块、控制处理模块、监测分析模块和管理模块;所述存储模块用于接收状态数据、内环境数据和外环境数据并存储;所述监测分析模块用于对状态数据、内环境数据和外环境数据进行监测分析处理,当状态数据、内环境数据和外环境数据内任一参数不在参数对应预设敏感范围内,则生成常规检测指令;常规检测指令用于调取状态数据、内环境数据和外环境数据进行分类分析,具体分析如下:步骤一:将开关柜设备内各种从属设备进行编号表示为i,并将开关柜内所有从属设备的总数标记为N;对开关柜设备内各种从属设备的状态数据内参数进行编号表示为j,将对应设备的状态数据内参数的总数标记为M;

对状态数据进行安全状态分析,得到前综值D1、后综值D2;对开关柜设备内所有从属设备的状态数据进行数据融合计算,利用公式将常规检测指令的生成时刻作为初始时刻,以初始时刻为界限,将初始时刻之前设定第一时间选取区域作为察觉时区一G1,将初始时刻之后设定第二时间选取区域作为察觉时区二G2;将察觉时区一、察觉时区二内的采集时刻分别标记为g1、g2;

获取察觉时区一内状态数据的参数对应数值并进行计算,利用方差公式

选取察觉时区一内设定个数最大的、最小的参数对应数值分别将其进行均值计算,得到区高值、区低值并标记为DF11、DF12,并察觉时区一内剩余的参数对应数值进行均值计算得到区中位均值并标记为DF13,将区高值、区低值、区中位值进行加权计算,利用公式DF1=DF11×d11+DF12×d12+DF13×d13,得到前影值DF1;其中,d11、d12、d13分别表示区高值、区低值、区中位值所对应的权重;

将察觉时区一内相邻的参数对应数值进行差值计算,得到参数相邻值;将取值为正的参数相邻值求和得到参正总值标记为DF21,将取值为负的参数相邻值求和得到参负总值标记为DF22;将参正总值、参负总值进行加权计算,利用公式DF2=DF21×d21+DF22×d22,得到参波值DF2;其中,d21、d22分别表示参正总值、参负总值所对应的权重系数;

对察觉时区一的前影值、参波值、前波值进行计算,利用公式

获取察觉时区二内状态数据的参数对应数值并进行计算,利用方差公式

构建参数异常折线图,将察觉时区二内的参数对应数值和对应采集时刻输入参数异常折线图中,将参数对应数值在参数异常折线图中的位置作为参数点;连接相邻的参数点得到参数线,计算参数线的斜率,将取值为正的斜率标记为斜率一,将取值为负的斜率标记为斜率二;将所有斜率一进行求和得到斜一总值,将所有斜率二进行求和得到斜二总值;将斜一总值和斜二总值进行加权计算得到斜影值DF5;

设置斜率峰值阈值,将斜率进行绝对值计算得到正斜率,将正斜率与斜率峰值阈值进行比对,将大于斜率峰值阈值的正斜率标记为斜率峰值表示为C1,对相邻斜率峰值之间进行时间差计算得到峰时差并标记为C2;将察觉时区二内的斜率峰值按照时间顺序进行编号表示为d,且将察觉时区二内斜率峰值的总数标记为D;对察觉时区二内的斜率峰值、峰时差进行计算,利用公式对察觉时区二内的后波值、斜影值、察二影值进行计算,利用公式

步骤二:对内环境数据进行内环境分析,得到内环波值ER1、参差值ER2、设距环境影响值ER3;对开关柜设备内所有从属设备与对应传感器之间进行数据融合计算,利用公式设置内环境数据选取时区,获取当前时刻之前内环境数据选取时区的内环境数据内参数对应数值表示为Y,对内环境数据选取时区内的选取时刻按照时间顺序进行编号表示为p,将其中选取时刻的总数标记为P,对内环境数据选取时区内的参数对应数值进行计算,使用方差公式进行计算,利用公式将内环境选取时区内相邻的参数对应数值进行差值计算,得到参邻差值;将取值为正的参邻差值进行求和得到参邻正差,将取值为负的参邻差值进行求和得到参邻负差;对参邻正差、参邻负差进行加权计算得到参差值并标记为ER2;

获取所有用于采集内环境数据传感器的位置,设置开关柜设备内各种从属设备均匹配一个从属设备对应位置,将从属设备对应位置与对应传感器的位置进行间距差计算得到设感间距标记为SL1,且获取传感器的采集参数数值;对从属设备与传感器之间的设感间距进行处理,设定从属设备对应的选取距离阈值,将小于选取距离阈值的设感阈值标记为设备影响间距表示为SL2;设置采集内环境数据同一参数的传感器按照设备影响间距大小顺序进行排序并编号表示为k,将采集内环境数据同一参数的传感器数量的总数表示为K;对从属设备与对应传感器之间的设备影响间距进行处理,利用公式步骤三:在开关柜设备的周围设置有多个用于采集外环境数据的传感器,设置开关柜设备与采集外环境数据的传感器分别设置有一个位置,将开关柜设备的位置与用于采集外环境的传感器的位置之间进行距离差计算,得到外环距值并标记为TY;对用于采集外环境数据的传感器进行筛选,得到传感选取值;设置外环境的传感器选取范围,筛除大于或小于外环境传感器的选取范围的传感选取值,将剩余传感选取值所对应的传感器标记为选定传感器;

步骤四:对外环境数据进行外环境分析,得到参数对应波动值PF1、参均值PF2、波时值PF3;将外环境数据内的参数进行编号,表示为q,且提取外环境数据内参数的总数,表示为Q,将外环境数据的参数对应波动值、参均值、波时值进行计算,利用公式将外环境选取时区中外环境数据内的参数对应数值进行均值计算,得到参均值PF2;选取大于参均值设定选取个数V的参数对应数值,计算参数对应数值之间的间隔时长标记为参隔时长O,按照采集顺序对参隔时长进行编号表示为v,对所有参隔时长进行计算,利用公式步骤五:将状态影响值、环设综影值、外环境综影值进行综合计算,利用公式

步骤六:实时记录开关柜设备的状态影响值、环设综影值、外环境综影值、状态综合值,将其打包为开关柜状态信息包;

所述管理模块用于接收监测分析模块发送的开关柜状态信息包,设定开关柜状态信息包中任一数值对应正常范围,将开关柜状态信息包中任一数值与数值对应数正常范围进行比对,若开关柜状态信息包中任一数值不处于数值对应正常范围时,则生成数值对应处理信令;数值对应处理信令包括从属设备维护信令、内环境调节信令、外环境对应设备调控信令和开关柜维护信令;

所述控制处理模块用于接收数值对应处理信令并执行相应操作。

2.根据权利要求1所述的用于开关柜的远程监测管理系统,其特征在于,所述传感采集模块包括若干个分别用于采集开关柜设备的状态数据、内环境数据和外环境数据的传感器;状态数据包括开关柜设备内各种从属设备的工作状态、电流、电压、功率、温度,内环境数据包括开关柜内部的温度、湿度、空气质量、噪声、振动、粉尘密度,外环境数据包括开关柜周围的气温、气压、湿度、风速、水位;通讯方式包括有线网络和无线网络方式。

3.根据权利要求2所述的用于开关柜的远程监测管理系统,其特征在于,所述传感器内均设置有传感自采单元、传感自检单元和传感自控单元;

所述传感自采单元用于采集传感器自身的工作信息;

所述传感自检单元用于对传感器的工作信息进行感应分析,得到传感器的自调值;设定传感器自调值的正常阈值,若自调值不处于对应正常阈值时,则生成传感自调信令;

所述传感自控单元用于接收传感自调信令时采取自控行动。

4.根据权利要求3所述的用于开关柜的远程监测管理系统,其特征在于,对传感器的工作信息进行感应分析,具体分析如下:获取传感器距离当前时刻最近的自调时刻,将该自调时刻标记为第一时刻;若无自调时刻,则将传感器的安装时刻标记为第一时刻;将第一时刻与当前时刻进行时间差计算得到对应传感器的未调时长;

获取传感器对应的工作信息,建立传感信息变化折线图,将工作信息中对应参数输入传感信息变化折线图中,将工作信息中对应参数在传感信息变化折线图中的位置标记为传感参数点,连接相邻的传感参数点得到传感参数线,且将相邻并间隔一个传感参数点的两个传感参数点连接得到辅助参数线,由两条传感参数线、一条辅助参数线构成三角形,计算三角形的面积得到三角面积,将相邻的三角面积进行差值计算得到邻面差值,按照时间顺序对邻面差值进行编号,并记录邻面差值的总数,对所有的邻面差值进行计算,得到传感参波值;

设置传感器对应工作信息中对应参数的敏感范围,将工作信息中的任一参数与参数对应敏感范围进行比对,若处于参数对应敏感范围,则将该参数标记为敏感参数;设定敏感选取时区,统计当前时刻之前敏感选取时区内的敏感参数对应个数标记为参敏数,将敏感选取时区内所有的敏感参数进行均值计算,得到敏均值;将工作信息内敏感参数进行编号,记录敏感参数的总数;对工作信息内所有的敏感参数的参敏数、敏均值进行计算,得到传感状态值;

将传感器的未调时长、传感参波值、传感状态值进行归一化处理,得到传感器的自调值。

5.根据权利要求1所述的用于开关柜的远程监测管理系统,其特征在于,所述控制处理模块用于接收数值对应处理信令并执行相应操作,具体执行操作如下:在接收从属设备维护信令时,提取开关柜设备中所有从属设备对应的状态影响值,并按照状态影响值的大小顺序排序生成从属设备维护列表;将从属设备维护信令、从属设备维护列表发送给维护人员的智能终端;维护人员通过智能终端接收从属设备维护信令、从属设备维护列表,对从属设备进行维护处理;

在接收内环境调控信令时,设定内环境参数标准值,将内环境数据中的参数对应数值与设定内环境参数标准值进行差值计算得到参数标准差值,将参数标准差值除以内环境参数标准值得到参数对应的内环境调整系数;将参数对应的内环境调整系数输入到对应的内环境调控设备中对开关柜设备的内环境进行调控;内环境调控设备包括温湿度调控装置、空调装置、通风装置、空气净化装置;

在接收外环境对应设备调控信令时,设定外环境参数标准值,将外环境数据中的参数对应数值与设定外环境参数标准值进行差值计算得到外环境参数标准差值,将外环境参数标准差值除以外环境参数标准值得到参数对应的外环境调整系数;将外环境调整系数输入到对应的外环境调控设备中,由外环境调控设备对开关柜设备的外环境进行调控;外环境调控设备包括温湿度调控装置、空调装置、通风装置、排水装置;

在接收开关柜维护信令时,提取状态综合值所组成的状态影响值、环设综影值、外环境综影值,并按照比值大小对状态影响值、环设综影值、外环境综影值进行排列生成开关柜维护列表;将开关柜维护列表发送到维护人员的智能终端,维护人员通过智能终端接收开关柜维护信令、开关柜维护列表,对开关柜设备进行维护处理。

6.根据权利要求1所述的用于开关柜的远程监测管理系统,其特征在于,对外环境传感器进行筛选分析,具体筛选分析如下:实时获取多个传感器的参数对应数值,将所有传感器的参数对应数值进行均值计算得到外环均值,将参数对应数值减去外环均值并绝对值计算得到外环差值并标记为HJ1;分别选取设定个数最大的、最小的传感器采集的参数对应数值进行均值计算,得到参高值、参低值并标记为HJ2、HJ3;利用公式HJ=HJ1×h1+HJ2×h2+HJ3×h3得到传感选取值HJ;其中,h1、h2、h3分别表示外环差值、参高值、参低值所对应的权重因子。