一种基于大数据的智能电网运营监控系统及监控方法

技术领域

本发明涉及智能电网运营监控技术领域，具体是一种基于大数据的智能电网运营监控系统及监控方法。

背景技术

随着经济的发展，我国对电力的需求越来越大，导致电网的布置越来越密集、输送量越来越大。这就导致对电网配变监控的要求也与日俱增，电网配变监控系统是针对供配电系统中的变配电环节，在如今技术的飞速发展基础上，不但利用计算机控制技术和网络技术，更结合新技术的发展，逐步过渡到边缘计算、云计算等复杂、专业的控制监控领域中来。

随着物联网的发展，智能电网技术愈发成熟。现如今的智能电网技术能够支持电费的远程缴纳、用电设备的远程维修和远程控制、以及设备集群的统一化和集中化管理。但随着用电设备的种类和数量的逐渐增多，电网的不稳定性也随之增高，对于一个庞大的用电集群而言，如果该用电集群中的其中一个用电设备出现故障，可能引起整个用电集群的连锁反应，从而影响到电网的稳定性和可靠性，严重时还可能造成重大生产事故，因此，我们提出了一种基于大数据的智能电网运营监控系统及监控方法来解决上述所提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于大数据的智能电网运营监控系统及监控方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于大数据的智能电网运营监控系统，包括云服务器模块、数据获取模块、数据监测模块、监测分析模块、可视化展示模块、控制设备、通信模块、异常分类模块、声表面波测温标签模块；

所述云服务器模块，用于存储、查找和分析用电数据，并发出预警；

所述数据获取模块，用于获取并存储电网数据；

所述数据监测模块，用于对接收到数据获取模块中获取到的电网数据集进行监测；

所述监测分析模块，用于对接收到数据监测模块中获取到的电网数据集进行分析，并分析得到包含电网数据集中的子数据之间的联动关系的分析结果；

所述可视化展示模块，用于将接收到数据集中的子数据之间的联动关系的分析结果在可视化展示界面上展示；

所述控制设备，与云服务器电连接，对监控界面进行操作；

所述通信模块，与云服务器模块、可视化展示模块分别电连接，用于在可视化展示模块与云服务器模块之间传输远程数据；

所述异常分类模块，用以根据监测分析模块对异常的数据进行异常原因分类；

所述声表面波测温标签模块，用于接收高频脉冲询问信号，响应高频脉冲询问信号，向无线发送接收单元回传射频回波信号。

作为本发明进一步的方案：所述监测分析模块包括：售电价格监测模块、场景监控预警模块以及电价承受能力分析模块；所述售电价格监测模块，用于电网数据集中售电价格实时数据和售电价格历史数据分别按照电压等级、用户类型以及价格组成结构的三种维度进行划分，获得不同维度中子维度在不同时间所对应的售电价格数据；所述场景监控预警模块，用于对单位时间内电网数据集中的子数据发生不达到阈值标准的情况下，进行预警，并将预警消息发送至可视化展示模块；所述电价承受能力分析模块，用于对居民或企业电价分析，判断居民或企业是否可以承担，若无法承担，进行预警，并将告警消息发送至可视化展示模块。

作为本发明进一步的方案：所述数据监测模块包括配电所单元、线路传输单元和变压器单元，所述配电所单元用于监测电网是否能满足电力负荷发展的需要和电力运行过程中发生过哪些故障；所述线路传输单元用于监测线路是否过细、绝缘老化程度和环境的变化对电力传输线路的影响；所述变压器单元用于监测各线路供电可靠性指标高低。

作为本发明进一步的方案：所述云服务器模块包括数据存储单元、大数据分析单元、信息检索单元和故障预警单元，所述数据存储单元采用云计算技术用于存储数据监测模块采集到的用电数据；所述大数据分析单元用于获取并分析存储在数据存储单元中的用电数据，并发送分析报告到故障预警单元；所述信息检索单元用于查找电网系统中的各项用电数据；所述故障预警单元用于接收大数据分析单元发送的用电数据报告，并根据该报告中指出的可能存在的用电风险发出预警。

作为本发明进一步的方案：所述声表面波测温标签模块包括：标签天线、压电基片、反射栅和叉指换能器；所述标签天线与叉指换能器的汇流条相连接；所述反射栅和叉指换能器设置在压电基片上。

作为本发明进一步的方案：所述标签天线采用偶极子型或微带天线；所述压电基片采用如下材料中的任意一种：铌酸锂、铌酸钾、石英、钽酸锂和锗酸铋。

作为本发明进一步的方案：所述叉指换能器包括：汇流条和指条；叉指换能器的周期长度为P、指宽为a、相邻两根指条的间隔为b，其中：

P＝λ＝v/f

其中，λ表示声表面波波长，v表示压电基片上声表面波的传播速度，表示射频查询信号频率。

作为本发明进一步的方案：所述叉指换能器的指长w满足：

w＝100λ

其中，表示声表面波波长。

作为本发明再进一步的方案：所述反射栅由多个反射条组成，其中，反射条的宽度c满足：

其中，表示声表面波波长。

一种基于大数据的智能电网运营监控方法，包括以下步骤：

步骤一：通过数据获取模块对电网数据集进行获取，然后通过数据监测模块与监测分析模块对获取的电网数据集进行监测分析，从而对用电设备的运行状态进行实时监测，并通过云服务器模块对数据存储设备中生成每个用电设备对应的运行状态日志文件，使数据获取模块将采集到的每个用电设备的运行参数写入每个用电设备在数据存储设备中的运行状态日志文件中；

步骤二：监控分析模块对电网数据集中的子数据进行检测分析处理，并对包含电网数据集中的子数据之间的联动关系的分析结果发送至可视化展示模块；

步骤三：可视化展示模块将监控分析结果在可视化展示界面上展示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于大数据的智能电网运营监控系统及监控方法，在现有声表面波无线测温的基础上，结合射频识别技术，研制出声表面波测温标签，克服了传统方法存在的缺陷，显著提高了无线测温的可靠性，具有重要意义；通过设置监控分析模块对分析出的关键结果推送的实时性及准确性高，分析的方向适用于多种场景，具有适配性及泛用性；通过设置监测分析模块可以对风险数据进行告警，同时可以将告警信息通过可视化展示模块进行展示。

附图说明

图1为本发明中监控系统的结构示意图。

图2为本发明中监控方法流程的示意图。

具体实施方式

在一个实施例中，如图1-图2所示，一种基于大数据的智能电网运营监控系统，包括云服务器模块、数据获取模块、数据监测模块、监测分析模块、可视化展示模块、控制设备、通信模块、异常分类模块、声表面波测温标签模块；云服务器模块，用于存储、查找和分析用电数据，并发出预警；数据获取模块，用于获取并存储电网数据；数据监测模块，用于对接收到数据获取模块中获取到的电网数据集进行监测；监测分析模块，用于对接收到数据监测模块中获取到的电网数据集进行分析，并分析得到包含电网数据集中的子数据之间的联动关系的分析结果；可视化展示模块，用于将接收到数据集中的子数据之间的联动关系的分析结果在可视化展示界面上展示；控制设备，与云服务器电连接，对监控界面进行操作；通信模块，与云服务器模块、可视化展示模块分别电连接，用于在可视化展示模块与云服务器模块之间传输远程数据；异常分类模块，用以根据监测分析模块对异常的数据进行异常原因分类；声表面波测温标签模块，用于接收高频脉冲询问信号，响应高频脉冲询问信号，向无线发送接收单元回传射频回波信号；

监测分析模块包括：售电价格监测模块、场景监控预警模块以及电价承受能力分析模块；售电价格监测模块，用于电网数据集中售电价格实时数据和售电价格历史数据分别按照电压等级、用户类型以及价格组成结构的三种维度进行划分，获得不同维度中子维度在不同时间所对应的售电价格数据；场景监控预警模块，用于对单位时间内电网数据集中的子数据发生不达到阈值标准的情况下，进行预警，并将预警消息发送至可视化展示模块；电价承受能力分析模块，用于对居民或企业电价分析，判断居民或企业是否可以承担，若无法承担，进行预警，并将告警消息发送至可视化展示模块；

售电价格监测模块主要针对售电价格的历史及实时数据，关注价格及价格组成，同时会关注不同价格类型电价的售电量。相关指标主要关注：上网电量及电价(总数及各发电类型/电力来源，如火电/风电/水电/核电/光伏/生物质/其他以及跨网省外购电等).输配电量与电价及其结构数据(准许成本/存量可计提收益的有效资产/年度投资计划额/转资比例/监管周期减少可计提收益的有效资产/准许收益率/税金/通过其独立或专门渠道向特定电力用户回收的收入/高可靠性供电收入/自备电厂备用容量费收入/农网还贷资金收入等)、到户售电量及售电价(各用户类型，如居民用电/大工业/一般工商业/非工业/农电/等)。

场景监控预警模块主要针对经营性计划指标及相关部门考核指标的序时进度及完成情况进行相关的分析与预警。相关指标主要关注：盈利能力指标(净资产收益率/总资产报酬率/成本费用利润率/EVA等)、资产质量指标(总资产周转率/应收账款周转率/不良资产比率/资产现金回收率等)、债务风险指标(资产负债率/已获利息倍数/现金流动负债比率等)、经营能力指标(销售增长率/资本保值增值率/总资产增长率/利润总额/净利润/营业总成本等)、电网独有运营指标(电量及电价/线损数据/用电负荷数据/各产业用电量/供电户数/供电人口/供电面积/新能源消纳率/市场化交易电量及占比)等。

电价承受能力分析模块主要针对不同类型终端用电户的到户电价，利用标杆法对承受能力进行监测分析。相关指标主要关注：到户售电量及售电价(如居民用电/大工业/一般工商业/非工业/农电/目录电价/代理电价/市场化购电电价等)、人均可支配收入、PPI、CPI、购电成本(上网电价+输配电价)、典型企业用电成本、企业运行总成本、企业净利润。

数据监测模块包括配电所单元、线路传输单元和变压器单元，配电所单元用于监测电网是否能满足电力负荷发展的需要和电力运行过程中发生过哪些故障；线路传输单元用于监测线路是否过细、绝缘老化程度和环境的变化对电力传输线路的影响；变压器单元用于监测各线路供电可靠性指标高低；

云服务器模块包括数据存储单元、大数据分析单元、信息检索单元和故障预警单元，数据存储单元采用云计算技术用于存储数据监测模块采集到的用电数据；大数据分析单元用于获取并分析存储在数据存储单元中的用电数据，并发送分析报告到故障预警单元；信息检索单元用于查找电网系统中的各项用电数据；故障预警单元用于接收大数据分析单元发送的用电数据报告，并根据该报告中指出的可能存在的用电风险发出预警；

声表面波测温标签模块包括：标签天线、压电基片、反射栅和叉指换能器；所述标签天线与叉指换能器的汇流条相连接；所述反射栅和叉指换能器设置在压电基片上；

标签天线采用偶极子型或微带天线；所述压电基片采用如下材料中的任意一种：铌酸锂、铌酸钾、石英、钽酸锂和锗酸铋；

叉指换能器包括：汇流条和指条；叉指换能器的周期长度为P、指宽为a、相邻两根指条的间隔为b，其中：

P＝λ＝v/f

其中，λ表示声表面波波长，v表示压电基片上声表面波的传播速度，表示射频查询信号频率；

叉指换能器的指长w满足：

w＝100λ

其中，表示声表面波波长；

反射栅由多个反射条组成，其中，反射条的宽度c满足：

其中，表示声表面波波长；

本发明在现有声表面波无线测温的基础上，结合射频识别技术，研制出声表面波测温标签，克服了传统方法存在的缺陷，显著提高了无线测温的可靠性，具有重要意义；通过设置监控分析模块对分析出的关键结果推送的实时性及准确性高，分析的方向适用于多种场景，具有适配性及泛用性；通过设置监测分析模块可以对风险数据进行告警，同时可以将告警信息通过可视化展示模块进行展示。

一种基于大数据的智能电网运营监控方法，包括以下步骤：

步骤一：通过数据获取模块对电网数据集进行获取，然后通过数据监测模块与监测分析模块对获取的电网数据集进行监测分析，从而对用电设备的运行状态进行实时监测，并通过云服务器模块对数据存储设备中生成每个用电设备对应的运行状态日志文件，使数据获取模块将采集到的每个用电设备的运行参数写入每个用电设备在数据存储设备中的运行状态日志文件中；

步骤二：监控分析模块对电网数据集中的子数据进行检测分析处理，并对包含电网数据集中的子数据之间的联动关系的分析结果发送至可视化展示模块；

步骤三：可视化展示模块将监控分析结果在可视化展示界面上展示。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。