基于人工智能的物联网智慧电力管理中台

技术领域

本发明涉及电力管理技术领域，具体是基于人工智能的物联网智慧电力管理中台。

背景技术

电力管理中台是指电力系统管理中的一个综合性管理平台，旨在实现对电力系统各个环节的管理和控制，该平台包含各种电力设备的信息采集和监控功能，电力管理中台在电力系统管理中具有重要作用，可以提高电力系统的管理效率和经济效益，随着智能电网和能源互联网的发展，电力管理中台将会越来越重要，有助于提高电力系统的智能化和数字化水平；

现有电力管理中台不具有对管理的所有电力设备进行运行状况和线路状况的有效监测并综合评估分析，难以及时进行对应电力设备的风险预警，不利于提升风险检测分析结果的精准性，难以显著提升所有电力设备的运行安全性，并且在实际运行过程中无法将管理周期内进行电力设备检修维护的反应及时性和检修操作及时性进行汇总评估，不利于进行后续维修人员管理和保证电力设备的安全；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供基于人工智能的物联网智慧电力管理中台，解决了现有技术不具有对管理的所有电力设备进行运行状况和线路状况的有效监测并综合评估分析，难以及时进行对应电力设备的风险预警，难以显著提升所有电力设备的运行安全性，且无法将管理周期内进行电力设备检修维护的反应及时性和检修操作及时性进行汇总评估，不利于进行后续维修人员管理和保证电力设备安全的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于人工智能的物联网智慧电力管理中台，包括服务器、设备风险性检测模块、线路风险性分析模块、管理及时性分析模块以及电力监控展示端；服务器采集到所需管理的电力设备，将对应电力设备标记为目标设备u，u为大于1的自然数；设备风险性检测模块将目标设备u进行分析以判断目标设备u的设备风险状况，基于目标设备u的设备风险状况以判定是否生成设备风险预警信号，将设备风险预警信号经服务器发送至电力监控展示端进行信号展示和预警；

以及在判断设备风险正常时，线路风险性分析模块将目标设备u的电力线路进行分析，通过分析将对应目标设备u的对应电力线路的对应分析段标记为超异分段、单异分段或无异分段，并通过分析判断目标设备u对应电力线路的线路风险状况，将存在线路风险的对应电力线路经服务器发送至电力监控展示端，以及基于所有电力线路的风险状况并通过分析以判断是否生成目标设备u的线路风险预警信号，将线路风险预警信号经服务器发送至电力监控展示端进行信号展示和预警；

管理及时性分析模块用于设定电力管理周期，并通过管理及时性分析以判断是否生成电力管理周期内的反应及时性不合格信号，在未生成反应及时性不合格信号时通过分析以判断是否生成电力管理周期内的检修及时性不合格信号，将反应及时性不合格信号或检修及时性不合格信号经服务器发送至电力监控展示端进行信号展示和预警，对应电力管理人员及时加强检修维护人员的员工素养培训和技能培训，以及加强对应检修维护人员的后续监管。

进一步的，设备风险性检测模块的具体运行过程包括：

采集到检测时段目标设备u在运行时的温度浮动程度数据和湿度浮动程度数据，以及采集到检测时段目标设备u在若干个检测时点的实时温度和实时湿度，将所有实时温度进行求和计算并取均值得到温度系数，将所有实时湿度进行求和计算并取均值得到湿度系数，若温度系数未超过预设温度系数阈值且湿度系数未超过预设湿度系数阈值以及温度浮动程度数据未超过预设温度浮动程度数据阈值且湿度浮动程度数据未超过预设湿度浮动程度数据阈值，则进行目标辅助分析，其余情况则生成设备风险预警信号。

进一步的，目标辅助分析的具体分析过程如下：

采集到检测时段目标设备u在运行时的振动曲线图和噪音曲线图，基于振动曲线图和噪音曲线图以生成振动直角坐标系和噪音直角坐标系，在振动直角坐标系中以预设振动阈值为纵坐标在Y轴上设定振判点，以振判点为端点建立平行于X轴的射线并标记为振判射线，同理在噪音直角坐标系中以预设噪音阈值为纵坐标在Y轴上设定音判点，以音判点为端点建立平行于X轴的射线并标记为音判射线；

将振动曲线位于振判射线上方的面积标记为过振面积，将噪音曲线位于音振射线上方的面积标记为过噪面积，将过振面积和过噪面积与预设过振面积阈值和预设过噪面积阈值分别进行数值比较，若过振面积超过预设过振面积阈值或过噪面积超过预设过噪面积阈值，则生成设备风险预警信号，否则判断设备风险正常并将判断信息经服务器发送至线路风险性分析模块。

进一步的，线路风险性分析模块的具体运行过程包括：

在判断目标设备u的设备风险正常时，采集到目标设备u的所有电力线路，将对应电力线路标记为m，m为大于1的自然数；采集到检测时段电路线路m的电流波动幅度数据和电压波动幅度数据，若电流波动幅度数据超过预设电流波动幅度数据阈值或电压波动幅度数据超过预设电压波动幅度数据阈值，则判断电力线路m存在线路风险；

若电流波动幅度数据未超过预设电流波动幅度数据阈值且电压波动幅度数据未超过预设电压波动幅度数据阈值，则线路分段检测分析将电力线路m的对应分析段标记为超异分段、单异分段或无异分段；若电力线路m中存在超异分段，则判断电力线路m存在线路风险，否则将电力线路m中单异分段的数量与无异分段的数量进行比值计算得到线危值，将线危值与预设线危阈值进行数值比较，若线危值超过预设线危阈值，则判断电力线路m存在线路风险；将存在线路风险的电力线路经服务器发送至电力监控展示端。

进一步的，线路分段检测分析的具体分析过程如下：

将电力线路m划分为若干分析段，采集到检测时段电力线路m对应分析段的表面平均温度以及温升数据，将表面平均温度和温升数据与预设表面平均温度阈值和预设温升数据阈值分别进行数值比较，若表面平均温度超过预设表面平均温度阈值且温升数据超过预设温升数据阈值，则将对应分析段标记为超异分段；若表面平均温度未超过预设表面平均温度阈值且温升数据未超过预设温升数据阈值，则将对应分析段标记为无异分段；其余情况则将对应分析段标记为单异分段。

进一步的，在判断目标设备u对应电力线路m是否存在线路风险后，采集到存在线路风险的电力线路数量以及不存在线路风险的电力线路数量，将存在线路风险的电力线路数量与不存在线路风险的电力线路数量进行比值计算并将两者比值结果标记为异线占比值，将存在线路风险的电力线路数量与异线占比值进行数值计算得到线路预警值，将线路预警值与预设线路预警阈值进行数值比较，若线路预警值超过预设线路预警阈值，则生成目标设备u的线路风险预警信号，将线路风险预警信号经服务器发送至电力监控展示端。

进一步的，管理及时性分析模块的具体运行过程包括：

设定电力管理周期，采集到电力管理周期内进行每次电力设备检修时的检修反应延迟时长，将超过预设检修反应延迟时长阈值的检修反应延迟时长标记为高迟缓时长，将高迟缓时长的数量与检修反应延迟时长的数量进行比值计算得到高迟缓占比值，将高迟缓时长减去预设检修反应延迟时长阈值得到延迟差值，将所有延迟差值进行求和计算并取均值得到延迟系数，将高迟缓时长的数量、高迟缓占比值和延迟系数进行归一化计算得到及馈值；将及馈值与预设及馈阈值进行数值比较，若及馈值超过预设及馈阈值，则生成反应及时性不合格信号。

进一步的，若及馈值未超过预设及馈阈值，则采集到每次电力设备检修时的开始检修时刻和结束检修时刻，将结束检修时刻与开始检修时刻进行时间差计算得到检修完成时长，若检修完成时长超过对应规定检修完成时长期限，则将对应检修过程标记为合格检修，否则将对应检修过程标记为不合格检修，将电力管理周期内不合格检修的数量与合格检修的数量进行比值计算得到检修比值系数，将不合格检修的数量与检修比值系数进行数值计算得到检馈值，将检馈值与预设检馈阈值进行数值比较，若检馈值超过预设检馈阈值，则生成检修及时性不合格信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设备风险性检测模块将目标设备u进行分析以判断目标设备u的设备风险状况并判定是否生成设备风险预警信号，以便及时安排人员进行设备检查和进行对应电力设备的检修维护，在判断设备风险正常时，线路风险性分析模块将目标设备u的电力线路进行分析，通过分析将对应目标设备u的对应电力线路的对应分析段标记为超异分段、单异分段或无异分段，并通过分析判断目标设备u对应电力线路的线路风险状况，以及基于所有电力线路的风险状况并通过分析以判断是否生成目标设备u的线路风险预警信号，便于及时安排人员进行对应电力设备的线路检查，通过将电力设备进行运行状况和线路状况进行有效监测并综合评估分析，以保证对应电力设备的运行安全，降低电力设备的运行风险；

2、本发明中，通过管理及时性分析模块进行管理及时性分析以判断是否生成电力管理周期内的反应及时性不合格信号，在未生成反应及时性不合格信号时通过分析以判断是否生成电力管理周期内的检修及时性不合格信号，将反应及时性不合格信号或检修及时性不合格信号经服务器发送至电力监控展示端进行信号展示和预警，对应电力管理人员及时加强检修维护人员的员工素养培训和技能培训，以及加强对应检修维护人员的后续监管，进一步保障电力设备的安全。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明的整体系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1所示，本发明提出的基于人工智能的物联网智慧电力管理中台，包括服务器、设备风险性检测模块、线路风险性分析模块、管理及时性分析模块以及电力监控展示端；服务器采集到所需管理的电力设备，将对应电力设备标记为目标设备u，u为大于1的自然数；设备风险性检测模块将目标设备u进行分析以判断目标设备u的设备风险状况，基于目标设备u的设备风险状况以判定是否生成设备风险预警信号，将设备风险预警信号经服务器发送至电力监控展示端进行信号展示和预警，对应管理人员及时安排人员进行设备检查，以及进行对应电力设备的检修维护，以保证对应电力设备的运行安全；设备风险性检测模块的具体运行过程如下：

采集到检测时段目标设备u在运行时的温度浮动程度数据和湿度浮动程度数据，以及采集到检测时段目标设备u在若干个检测时点的实时温度和实时湿度，将所有实时温度进行求和计算并取均值得到温度系数，将所有实时湿度进行求和计算并取均值得到湿度系数，若温度系数未超过预设温度系数阈值且湿度系数未超过预设湿度系数阈值以及温度浮动程度数据未超过预设温度浮动程度数据阈值且湿度浮动程度数据未超过预设湿度浮动程度数据阈值，则表明目标设备u的温湿状况无异常，并进行目标辅助分析，其余情况则生成设备风险预警信号；

目标辅助分析的具体分析过程为：采集到检测时段目标设备u在运行时的振动曲线图和噪音曲线图，基于振动曲线图和噪音曲线图以生成振动直角坐标系和噪音直角坐标系，在振动直角坐标系中以预设振动阈值为纵坐标在Y轴上设定振判点，以振判点为端点建立平行于X轴的射线并标记为振判射线，同理在噪音直角坐标系中以预设噪音阈值为纵坐标在Y轴上设定音判点，以音判点为端点建立平行于X轴的射线并标记为音判射线；

将振动曲线位于振判射线上方的面积标记为过振面积，将噪音曲线位于音振射线上方的面积标记为过噪面积，将过振面积和过噪面积与预设过振面积阈值和预设过噪面积阈值分别进行数值比较，若过振面积超过预设过振面积阈值或过噪面积超过预设过噪面积阈值，则生成设备风险预警信号，否则判断设备风险正常并将判断信息经服务器发送至线路风险性分析模块。

在判断设备风险正常时，线路风险性分析模块将目标设备u的电力线路进行分析，通过分析将对应目标设备u的对应电力线路的对应分析段标记为超异分段、单异分段或无异分段，并通过分析判断目标设备u对应电力线路的线路风险状况，将存在线路风险的对应电力线路经服务器发送至电力监控展示端，以及基于所有电力线路的风险状况并通过分析以判断是否生成目标设备u的线路风险预警信号，将线路风险预警信号经服务器发送至电力监控展示端进行信号展示和预警，对应管理人员及时安排人员进行对应电力设备的线路检查，以进一步保证对应电力设备的运行安全，降低电力设备的运行风险；线路风险性分析模块的具体运行过程如下：

在判断目标设备u的设备风险正常时，采集到目标设备u的所有电力线路，将对应电力线路标记为m，m为大于1的自然数；采集到检测时段电路线路m的电流波动幅度数据和电压波动幅度数据，并且，电流波动幅度数据的数值越大且电压波动幅度数据的数值越大，则表明对应电力线路的电压和电流稳定性越差，存在的安全隐患越大；若电流波动幅度数据超过预设电流波动幅度数据阈值或电压波动幅度数据超过预设电压波动幅度数据阈值，则判断电力线路m存在线路风险；

若电流波动幅度数据未超过预设电流波动幅度数据阈值且电压波动幅度数据未超过预设电压波动幅度数据阈值，则将电力线路m划分为若干分析段，采集到检测时段电力线路m对应分析段的表面平均温度以及温升数据，温升数据是表示温度上升幅度大小的数据量值，温升数据的数值越大，表明电力线路存在安全隐患的可能性越大；将表面平均温度和温升数据与预设表面平均温度阈值和预设温升数据阈值分别进行数值比较，若表面平均温度超过预设表面平均温度阈值且温升数据超过预设温升数据阈值，则将对应分析段标记为超异分段；若表面平均温度未超过预设表面平均温度阈值且温升数据未超过预设温升数据阈值，则将对应分析段标记为无异分段；其余情况则将对应分析段标记为单异分段；

若电力线路m中存在超异分段，则判断电力线路m存在线路风险，否则将电力线路m中单异分段的数量与无异分段的数量进行比值计算得到线危值，将线危值与预设线危阈值进行数值比较，若线危值超过预设线危阈值，则判断电力线路m存在线路风险，通过多步分析以精准反映电力线路的风险状况；将存在线路风险的电力线路经服务器发送至电力监控展示端。

并且，在判断目标设备u对应电力线路m是否存在线路风险后，采集到存在线路风险的电力线路数量以及不存在线路风险的电力线路数量，将存在线路风险的电力线路数量与不存在线路风险的电力线路数量进行比值计算并将两者比值结果标记为异线占比值，通过公式XJ＝(tu1*XH1+tu2*XH2)/2将存在线路风险的电力线路数量XH1与异线占比值XH2进行数值计算后得到线路预警值XJ，其中，tu1、tu2为预设比例系数，tu2＞tu1＞1；并且，线路预警值XJ的数值越大，表明对应电力设备的线路安全隐患越大；将线路预警值XJ与预设线路预警阈值进行数值比较，若线路预警值XJ超过预设线路预警阈值，则生成目标设备u的线路风险预警信号，将线路风险预警信号经服务器发送至电力监控展示端。

实施例二：

如图1所示，本实施例与实施例1的区别在于，服务器与管理及时性分析模块通信连接，管理及时性分析模块用于设定电力管理周期，并通过管理及时性分析以判断是否生成电力管理周期内的反应及时性不合格信号，在未生成反应及时性不合格信号时通过分析以判断是否生成电力管理周期内的检修及时性不合格信号，将反应及时性不合格信号或检修及时性不合格信号经服务器发送至电力监控展示端进行信号展示和预警，对应电力管理人员及时加强检修维护人员的员工素养培训和技能培训，以及加强对应检修维护人员的后续监管，保障电力设备的安全；管理及时性分析模块的具体运行过程如下：

设定电力管理周期，采集到电力管理周期内进行每次电力设备检修时的检修反应延迟时长，检修反应延迟时长是表示发出对应电力设备检修命令的时刻与开始进行对应电力设备检修的时刻两者差值大小的数据量值，检修反应延迟时长的数值越大，表明对应电力设备的检修反应越迟缓；将超过预设检修反应延迟时长阈值的检修反应延迟时长标记为高迟缓时长，将高迟缓时长的数量与检修反应延迟时长的数量进行比值计算得到高迟缓占比值，将高迟缓时长减去预设检修反应延迟时长阈值得到延迟差值，将所有延迟差值进行求和计算并取均值得到延迟系数；

通过公式JK＝a1*GH1+a2*GH2+a3*GH3将高迟缓时长的数量GH1、高迟缓占比值GH2和延迟系数GH3进行归一化计算得到及馈值JK；其中，a1、a2、a3为预设权重系数，a2＞a1＞a3＞0；并且，及馈值JK的数值大小与高迟缓时长的数量GH1、高迟缓占比值GH2和延迟系数GH3均呈正比关系，及馈值JK的数值越大，表明整体而言电力管理周期内进行电力维修的反应及时性状况越差；将及馈值JK与预设及馈阈值进行数值比较，若及馈值JK超过预设及馈阈值，则生成反应及时性不合格信号；

若及馈值JK未超过预设及馈阈值，则采集到每次电力设备检修时的开始检修时刻和结束检修时刻，将结束检修时刻与开始检修时刻进行时间差计算得到检修完成时长，若检修完成时长超过对应规定检修完成时长期限，则将对应检修过程标记为合格检修，否则将对应检修过程标记为不合格检修，将电力管理周期内不合格检修的数量与合格检修的数量进行比值计算得到检修比值系数，通过公式FJ＝b1*YH1+b2*YH2将不合格检修的数量YH1与检修比值系数YH2进行数值计算后得到检馈值FJ；

其中，b1、b2为预设权重系数，b2＞b1＞0；并且，检馈值FJ的数值大小与不合格检修的数量YH1与检修比值系数YH2均呈正比关系，检馈值FJ的数值越大，表明整体而言电力管理周期内进行电力检修的操作效率越低，越需要及时进行相关检修人员的技能培训和加强后续监管，以保证后续的操作效率并有力保障电力设备安全；将检馈值FJ与预设检馈阈值进行数值比较，若检馈值FJ超过预设检馈阈值，则生成检修及时性不合格信号。

本发明的工作原理：使用时，通过设备风险性检测模块将目标设备u进行分析以判断目标设备u的设备风险状况，基于目标设备u的设备风险状况以判定是否生成设备风险预警信号，将设备风险预警信号经服务器发送至电力监控展示端进行信号展示和预警，对应管理人员及时安排人员进行设备检查，以及进行对应电力设备的检修维护，以保证对应电力设备的运行安全；在判断设备风险正常时，线路风险性分析模块将目标设备u的电力线路进行分析，通过分析将对应目标设备u的对应电力线路的对应分析段标记为超异分段、单异分段或无异分段，并通过分析判断目标设备u对应电力线路的线路风险状况，以及基于所有电力线路的风险状况并通过分析以判断是否生成目标设备u的线路风险预警信号，便于及时安排人员进行对应电力设备的线路检查，以进一步保证对应电力设备的运行安全，降低电力设备的运行风险。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。