[发明专利]基于大数据的电力设备综合监测与预警系统及其分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备在线监测技术领域，尤其涉及一种基于大数据的电力设备综合监测与预警系统及其分析方法。

背景技术

近年来，随着全球能源问题日益严峻，世界各国都开展了智能电网的研究工作。智能电网的最终目标是建设成为覆盖电力系统整个生产过程，包括发电、输电、变电、配电、用电及调度等多个环节的全景实时系统。电力设备状态监测与诊断是智能电网的重要组成部分，其关键技术的实施能延长设备使用寿命、减少突发性故障的发生、提高电力设备的供电可靠性，因此在电力系统中得到了广泛的应用。

然而由于电力设备的多样性、电力设备监测信号的多样性、电力设备故障发生演变规律的多样性等因素的影响，电力设备的状态监测存在着诊断与预警功能不足的缺点，这极大的制约了电力设备状态监测技术的全面推广与应用。

电力设备在线监测数据实时增长，再加上监测系统一般包含多种电力设备，不同电力设备监测指标繁多，因此对电力设备的在线监测而言，其监测数据量极大、监测数据种类繁多、监测数据产生速度极快，是典型的大数据，因此本发明将最前沿的大数据关键技术应用到电力设备的监测与诊断上，将极大的推动电力设备状态监测与诊断技术的发展，对提高电力设备监测与诊断的准确性与可靠性，具有革命性的意义。

基于大数据的输变电设备状态监测系统，可以很好的解决电力设备的状态监测与诊断中存在的固有难题，是实现输变电设备状态检修管理、提升电力生产运行管理精益化水平的重要手段。其基本原理是通过各种传感器技术、广域通信技术和信息处理技术实现电力设备运行状态的实时感知、分析诊断和评估预测，其建设和推广工作对提升电网智能化水平具有积极而深远的意义。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于大数据的电力设备综合监测与预警系统及其分析方法，该系统可以用于变压器、电力电缆、GIS的综合监测与故障诊断。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于大数据的电力设备综合监测与预警系统，包括传感器组、监测单元组和电力设备综合诊断平台，其中：

所述传感器组，包括用于耦合变压器、电力电缆、GIS的监测参数的多个传感器；

所述监测单元组，包括监测耦合变压器、电力电缆、GIS的监测参数的监测单元，每个监测单元分别与对应的传感器连接；

所述电力设备综合诊断平台，连接监测单元组，用于实现基于HDFS的多目标电力设备监测数据的存储与管理，实现基于MapReduce技术和故障样本库的诊断和实现基于NoSQL数据库技术的监测指标量和诊断结果的实时存储。

所述电力设备综合诊断平台通过双向数据传输机制将诊断结果反馈到各现地监测单元，更新设备预警状态。

所述电力设备综合诊断平台，包括算法调度模块、任务管理模块和调度监控模块，其中算法调度模块用于对不同监测设备诊断分析方法的调度与选配，任务管理模块用于对数据通讯、数据分析、数据存储任务的调度管理，调度监控模块的作用在于对任务管理模块的执行流程进行监控与管理。

所述电力设备综合诊断平台的数据包括设备在线监测数据和设备离线状况数据；所述设备离线状态数据包含设备运行状况历史记录、设备历史故障记录、设备型号、设备生产厂家、同型号设备的故障记录和设备历史实验数据。

所述监测单元组至少包括GIS监测单元、电缆监测单元与变压器监测单元。

所述监测单元组对GIS、电力电缆和变压器的相关监测参数进行连续采集和分析，并给出诊断和预警结果，在现地通过不同颜色的信号灯显示预警等级。

一种基于上述电力设备综合监测与预警系统的分析方法，具体步骤如下：

(1)GIS监测单元、电缆监测单元与变压器监测单元分别对GIS、电力电缆和变压器的相关监测参数进行连续采集和分析，并实时给出诊断和预警结果，在现地通过不同颜色的信号灯显示预警等级；

(2)通过高速的双向数据传输机制将监测单元的原始数据传入基于大数据的电力设备综合诊断平台；

(3)对设备实时监测数据和设备离线状态数据进行集中管理；

(4)设备在线监测数据和设备离线状态数据通过基于MapReduce的设备状态数据并行处理系统，对设备状态进行实时精确诊断，得到相应的诊断结果，并将预警信息通过高速的双向数据传输机制及时地反馈给现地层；

(5)若诊断结果为有故障，则发出警告信息；现地监测单元在接收到基于大数据的综合诊断平台的反馈之后，更新现地的预警信号。