[发明专利]基于边缘计算技术的GIS设备状态智能监控系统及方法

说明书

一种基于边缘计算技术的GIS设备状态智能监控系统及方法，所述系统包括状态传感器终端、数据节点装置和智能监控中心，状态传感器终端将采集到的状态数据汇集到数据节点装置开展电力物联网边缘计算，并通过传输网路连接到智能监控中心；状态监测传感器终端用于实时数据采集相关状态参量，接受并执行有限的边缘计算任务；所述数据节点装置用于数据的汇集，接受并执行边缘计算任务；所述智能监控中心用于对GIS设备状态进行设备物联管理、智能评估分析及高级应用，并将优化的边缘计算算法模型和SG‑CIM数据模型配置到数据节点装置。本发明构建变电站的断路器GIS设备物联网系统，能提高设备状态评价诊断的自动化、信息化和智能化水平。

技术领域

本发明属于电力技术领域，涉及物联网及人工智能技术，为一种基于边缘计算技术的GIS设备状态智能监控系统及方法。

背景技术

随着电力技术发展，需要充分应用“大、云、物、移、智”等信通新技术，实现与新一代电力系统相互渗透和融合，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网，全面承载并贯通电网生产运行、经营管理、客户服务等业务，支撑能源互联网高效、经济、安全运行。

随着智能电网的建设发展，电网35KV以上变电站中大量使用气体绝缘组合电器设备GIS设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等组合电气设备数量庞大，涉及众多厂家和众多型号，对设备状态监测以及智能化运维提出了更高的要求。根据设备投运年限统计，断路器GIS设备的大部分缺陷原因为产品质量不良，主要体现在SF6气体压力异常、断路器GIS设备运行后6-10年内出现漏气故障发生较多、以及元器件损坏缺陷，多起加热器损坏缺陷等，电网公司GIS设备断路器运行10年及以上的设备所占比重较大，对GIS设备运行状态监测、缺陷隐患的监测及预警能力不强。亟需通过电力传感器、无线传感器、人工智能、边缘计算等技术，提高SF6气体泄露监测、断路器GIS设备的运行状态监控与智能诊断水平。

发明内容

针对现有技术中对于野外变电站的断路器GIS设备的状态监控能力不足、大数据分析应用滞后的问题，本发明提供一种有效且高效的基于边缘计算技术的GIS设备状态智能监控系统及方法。

本发明的技术方案为：基于边缘计算技术的GIS设备状态智能监控系统，包括状态传感器终端、数据节点装置和智能监控中心，状态传感器终端将采集到的状态数据汇集到数据节点装置开展电力物联网边缘计算，数据结点装置通过传输网路连接到智能监控中心；其中所述状态监测传感器终端用于通过传感器实时采集变电站断路器GIS设备运行的相关状态参量，接受并执行有限的采样频率和数据上传策略的边缘计算任务；所述数据节点装置包括汇聚节点装置和接入节点装置，每一断路器GIS为一节点，所述汇聚节点装置内置边缘物联代理模块，用于对其连接的传感器的数据汇集，接受并执行数据越限告警、数据趋势告警等简单边缘计算任务；所述接入节点装置内置边缘物联代理模块，用于将各级传感器和各节点设备的数据整体汇聚接入传输网络，接受并执行同步计算和复杂算法边缘计算任务；所述智能监控中心用于为变电站断路器GIS设备提供物联网管理、智能评估分析及运检业务高级应用，并将优化的边缘计算算法模型和SG-CIM数据模型配置到数据节点装置用于计算任务。

进一步的，状态传感器终端包括：安装于断路器GIS设备的超声局放传感器单元、特高频局放传感器单元、SF6微水含量传感器单元、声响声纹传感器单元、开关分合闸电气特性传感器和设备机械特性传感器单元；所述设备状态传感器终端用于实时数据采集变电站断路器GIS设备运行状态的相关环境量、物理量、状态量、电气量的状态参量。

进一步的，所述传输网络包括：现场传感器传输网络和电力传输网络；其中现场传感器传输网络包括无线传感网和有线传输网络，用于实现无线/有线传感器数据上传至网络节点、网络节点设备间的无线/有线组网以及节点设备对传感数据开展边缘计算；所述电力传输网络包括接入控制器和接入网关设备，基于电力网络提供数据传输通道。