[发明专利]一种面向水电机群广域监测诊断的雾计算系统及方法

说明书

本发明公开了一种面向水电机群广域监测诊断的雾计算系统及方法，系统包括依次连接的现地边缘计算节点、数据服务私有云、诊断服务公有云和智能终端设备；水电机组在线监测系统将监测到的水电机组运行状态信息存储在现地数据服务器中；现地边缘计算节点与现地数据服务器相连，获取监测数据并对其进行特征提取，计算具有表征水电机组关键性能的特征指标，然后将特征数据传送至数据服务私有云；数据服务私有云对数据进行汇总存储，并将数据统一进行编码送至诊断服务公有云；诊断服务公有云通过其上设置的专家系统对机组特征数据进行故障诊断分析，并将诊断结果推送至电厂运维人员携带的智能终端设备上。本发明减缓了网络堵塞，提高了诊断的实时性。

技术领域

本发明涉及水力发电系统在线监测与诊断领域，尤其是涉及一种面向水电机群广域监测诊断的雾计算系统及方法。

背景技术

水电机组的安全稳定运行对保障电力系统正常运行提高用电可靠性、保证水电厂经济效益有着举足轻重的作用。为保障水电机组的安全稳定运行，水电机组大多都装备了在线监测系统，而如何通过监测系统进行有效的故障诊断与故障预警已成为此领域的关键技术难题。

目前，虽然有一部分大型的水电机组部署了专门的故障诊断系统对机组进行有效的故障诊断预警，但是对于中小型水电机组这种方法难以实现，主要有以下问题：首先，部署故障诊断系统需要花费大量的成本，中小水电站难以承受；其次，中小型水电机组的结构、运行特性、运行方式相差较大，难以建立通用的故障诊断系统；故障诊断需要的资源量及其丰富，数据量庞大，需要大量的科学计算与专家知识的支持，中小水电站难以满足这些条件。

云计算服务拥有强大的数据存储与数据计算能力，且成本较低，对于提高水电机组故障诊断能力有着重要的意义。但是，如果水电机组直接将机组监测的实时数据上传至云端，那么大量的实时数据势必会造成网络的拥堵，机组诊断的实时性就无法保证。

因为，有必要针对上述问题设计一种新的面向水电机群广域监测诊断系统及方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开了一种面向水电机群广域监测诊断的雾计算系统及方法，本发明成本低，故障诊断效率高，有效的解决了距离远、分布广、运维经验落后的中小水电机群广域监测诊断的问题。

本发明所提供的技术方案是：

一种面向水电机群广域监测诊断的雾计算系统，包括依次连接的现地边缘计算节点、数据服务私有云、诊断服务公有云和智能终端设备；

水电机组在线监测系统将监测到的水电机组运行状态信息(包括实时波形、开关量信息)传送并存储在现地数据服务器中；现地边缘计算节点与现地数据服务器相连，获取监测数据，并对监测数据进行特征提取，然后将特征数据传送至数据服务私有云；数据服务私有云对数据进行汇总存储，并将数据统一进行编码送至诊断服务公有云；诊断服务公有云通过其上设置的专家系统对机组特征数据推理判断水电机组运行状态，进行故障诊断分析，并将诊断结果推送至电厂运维人员携带的智能终端设备上，也可以只在诊断出故障时，将故障信息推送至电厂运维人员携带的智能终端设备上。边缘计算节点进行特征计算后，并不实时上传原始波形数据，只将计算好的特征向量上传至数据私有云，保证数据的私密性，并通过隔离装置将数据发送至诊断服务公有云，得出诊断故障后，推送至客户端。

进一步地，所述现地边缘计算节点为雾计算系统主要构成部分；现地边缘计算节点利用水电厂的数据服务器及其他网络计算设备构建，降低了数据服务器的处理压力、提高了计算效率同时也避免了大量的原始数据上传。

每个水电站都配置有专属的数据私有云，各个数据服务私有云之间通过物理隔离，以保证数据的安全性和私密性。

本发明还提供一种面向水电机群广域监测诊断的雾计算方法，采用上述雾计算系统进行故障诊断预警，包括以下步骤：

步骤1、水电机组在线监测系统将监测到的水电机组运行状态信息(包括实时波形、开关量信息)存储在现地数据服务器中；