CN114383751A - 基于无线无源测温的电网运行辅助分析*** - Google Patents

Abstract

本发明属于电网运行分析技术领域，用于解决现有的电网运行检测分析***无法通过节点温度情况对电网整体运行状态以及区域整体安全性能进行评估的问题，具体是基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，包括辅助分析平台，辅助分析平台通信连接有数据处理模块、温度分析模块、维护推荐模块以及安全评级模块，温度分析模块与安全评级模块通信连接，安全评级模块通信连接有区域分析模块；本发明进行温度分析时采用三度分析对电网节点温度可能出现的问题从多角度进行逐一排查，提高了节点温度监测结果的精确性，在节点温度异常的第一时间便可以通过报警信号进行预警，因此保证了后续安全评级结果与区域安全系数的数值精确性。

Description

基于无线无源测温的电网运行辅助分析***

技术领域

本发明属于电网运行分析技术领域，具体是基于无线无源测温的电网运行辅助分析***。

背景技术

安全是电网运行永恒的主题，“安全第一，预防为主”是电力企业长期遵循的方针，建立有效的安全管理和风险防范体系更是电力企业安全生产的核心内容，因此，电网运行风险的识别、评估和处理是电力企业面对的一个重要课题；电网安全风险指电网运行安全的不确定性，即可能影响电网运行安全的因素、事件或状态发生的可能性及后果的组合。

现有的电网安全运行检测分析***仅能够通过针对电网单个节点的温度进行监测，而由无法通过节点温度情况对电网整体运行状态以及区域整体安全性能进行评估，因此无法根据区域整体安全性能对电网进行资源、人力的合理分配。

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，用于解决现有的电网运行检测分析***无法通过节点温度情况对电网整体运行状态以及区域整体安全性能进行评估的问题；

本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以通过节点温度对电网整体运行状态以及区域安全性能进行评估的电网运行分析***。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，包括辅助分析平台，所述辅助分析平台通信连接有数据处理模块、温度分析模块、维护推荐模块以及安全评级模块，所述温度分析模块与安全评级模块通信连接，所述安全评级模块通信连接有区域分析模块；

所述数据处理模块用于数据采集并将采集到的数据发送至辅助分析平台；

所述温度分析模块用于通过数据处理模块采集到的数据对电网关键节点的温度进行分析，并将分析得到的电网的温度系数与温差系数发送至辅助分析平台；

安全评级模块接收到标准分析结果后对电网运行安全状态进行评级分析；

区域分析模块接收到安全评级结果后对区域的电网安全性能进行分析得到区域电网的安全系数，将安全系数小于安全系数阈值的区域标记为风险区域。

进一步地，电网关键节点的温度分析过程包括以下步骤：

步骤S1：获取电网的关键节点并标记为节点i，i＝1，2，…，n，n为正整数，实时获取节点i的温度值并将节点i的温度值标记为节点温度WDi，将节点温度WDi逐一与温度阈值WDmax进行比较，若存在WDi不小于WDmax的节点，则将对应节点标记为危险节点，同时将电网运行状态标记为危险，温度分析模块向辅助分析平台发送报警信号；若WDi全部小于WDmax，则将电网运行状态标记为待定；

步骤S2：对运行状态为待定的电网进行升温检测，将节点i两分钟之前的温度值标记为WDie，将WDi与WDie的差值标记为节点温差WCi，将节点温差WCi逐一与温差阈值WCmax进行比较，若存在WCi不小于WCmax的节点，则将对应节点标记为危险节点，同时将电网运行状态标记为危险，温度分析模块向辅助分析平台发送报警信号；若WCi全部小于WCmax，进行下一步；

步骤S3：对电网的节点温差进行分析得到电网节点i的节差JCi，将节差JCi逐一与节差阈值JCmax进行比较，若存在JCi不小于JCmax的节点，则将对应节点以及与其相邻的两个节点标记为危险节点，同时将电网运行状态标记为危险，温度分析模块向辅助分析平台发送报警信号；若JCi全部小于JCmax，则判定电网运行状态为安全。

进一步地，步骤S3中节差JCi的获取过程包括：

以距离值为X轴、相邻节点温差值为Y轴建立直角坐标系，以直角坐标系的原点为一个端点在直角坐标系内作出两条线段，第一条线段的第二个端点坐标值为(X1，Y1)，X1的取值为节点i与节点i-1之间的距离值，Y1的取值为节点i与节点i-1之间的温度差值；第二条线段的第二个端点坐标值为(X2，Y2)，X2的取值为节点i与节点i+1之间的距离值，Y2的取值为节点i与节点i+1之间的温度差值，将两条线段之间的夹角角度值标记为节差 JCi。

进一步地，标准分析结果以Bdc的形式发送至辅助分析平台，其中B表示电网的编号，d表示对应电网的温度系数，c表示对应电网的温差系数；辅助分析平台接收到标准分析结果后将标准分析结果发送至安全评级模块。

进一步地，安全评级模块对电网运行安全状态进行评级分析的具体过程包括：

选取若干个电网作为评级电网，通过对评级电网的温度系数与温差系数进行分析得到评级电网的评级系数PJx，将评级系数PJx与评级系数PJmin、 PJmax进行比较，通过比较结果对评级电网的安全等级进行判定。

进一步地，评级系数PJx与评级系数PJmin、PJmax的比较过程为：

若PJx＜PJmin，则判定电网的安全等级为三等级；

若PJmin≤PJx≤PJmax，则判定电网的安全等级为二等级；

若PJ＞PJmax，则判定电网的安全等级为一等级。

进一步地，安全系数的获取过程包括：进行区域划分，将区域内安全等级为三等级的评级电网的数量标记为s3，将区域内安全等级为二等级的评级电网的数量标记为s2，将区域内安全等级为一等级的评级电网的数量标记为 s1，通过对s3、s2以及s1进行计算分析得到区域的安全系数。

进一步地，辅助分析平台接收到报警信号后将报警信号发送至维护推荐模块，维护推荐模块接收到报警信号后，通过维护人员的地理位置、工作年限以及半年的维护执行次数筛选出推荐人员，将推荐人员的身份信息发送至辅助分析平台。

进一步地，维护人员的身份信息包括：维护人员的姓名、年龄、手机号码、从业年限、半年内的维护执行次数。

本发明具备下述有益效果：

1、温度分析模块通过对节点的温度数据进行分析，逐一对单一节点的温度值、单一节点的升温速度以及相邻节点的温差进行分析，针对于节点温度不满足标准的情况生成报警信号，维护推荐模块接收到报警信号后通过维护人员的地理位置以及历史维护数据筛选出最合适的维护人员进行推荐，在电网所有节点均满足标准的情况下采用安全评级模块对电网的安全等级进行判定，区域分析模块通过对各安全等级的电网数量进行分析得到风险区域，风险区域相对正常区域来说出现安全事故的风险更高，因此可以根据区域的安全系数对维护资源与人力进行合理化分配；

2、温度分析时采用三度分析对电网节点温度可能出现的问题从多角度进行逐一排查，提高了节点温度监测结果的精确性，在节点温度异常的第一时间便可以通过报警信号进行预警，同时多角度排查的方式也保证了进行安全评级分析的电网的所有节点温度均处于正常状态，因此保证了后续安全评级结果与区域安全系数的数值精确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明原理框图；

图2为本发明实施例1的原理框图；

图3为本发明实施例2的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，包括辅助分析平台，辅助分析平台通信连接有数据处理模块、温度分析模块、维护推荐模块以及安全评级模块，温度分析模块与安全评级模块通信连接，安全评级模块还通信连接有区域分析模块，数据处理模块用于对电网的关键节点进行温度数据采集。

数据处理模块包括采集器、采集器天线、传感器以及传感器天线，采集器发射激励信号，采集器天线将采集器发出的信号传输至传感器天线，传感器天线接收采集器通过天线发射的激励信号，传感器调制温度信号，并通过传感器天线发送回采集器，采集器解读温度信息，通过声表面波技术进行节点温度数据的无线无源采集，需要说明的是，声表面波是沿物体表面传播的一种弹性波，不同的边界条件和传播介质条件可以激发出不同模式的声表面波。

实施例1

如图2所示，温度分析模块用于对数据处理模块采集到的温度数据进行分析，具体分析过程为：

对单一节点的温度进行实时监测，获取电网的关键节点并标记为节点i， i＝1，2，…，n，n为正整数，实时获取节点i的温度值并将节点i的温度值标记为节点温度WDi，将节点温度WDi逐一与温度阈值WDmax进行比较，若存在WDi不小于WDmax的节点，表示存在节点的温度高于温度阈值，则将对应节点标记为危险节点，同时将电网运行状态标记为危险，温度分析模块向辅助分析平台发送报警信号；若WDi全部小于WDmax，则将电网运行状态标记为待定，运行状态为待定的电网的所有节点的温度值均小于温度阈值；

对运行状态为待定的电网进行升温检测，升温检测的过程包括：

将节点i两分钟之前的温度值标记为WDie，将WDi与WDie的差值标记为节点温差WCi，WCi的数值为节点i在两分钟内的温度升高值，将节点温差WCi 逐一与温差阈值WCmax进行比较，若存在WCi不小于WCmax的节点，表示存在节点的温度升高速度不满足标准，则将对应节点标记为危险节点，同时将电网运行状态标记为危险，温度分析模块向辅助分析平台发送报警信号；若 WCi全部小于WCmax，表示待定电网的所有节点的升温速度均满足标准，对电网进行节点温差分析；

节点温差分析的具体过程包括：

以距离值为X轴、相邻节点温差值为Y轴建立直角坐标系，以直角坐标系的原点为一个端点在直角坐标系内作出两条线段，第一条线段的第二个端点坐标值为(X1，Y1)，X1的取值为节点i与节点i-1之间的距离值，Y1的取值为节点i与节点i-1之间的温度差值；第二条线段的第二个端点坐标值为(X2，Y2)，X2的取值为节点i与节点i+1之间的距离值，Y2的取值为节点i与节点i+1之间的温度差值，将两条线段之间的夹角角度值标记为节差 JCi，节差JCi的数值表示检测节点与前一个节点、后一个节点之间的温度差值，利用节差JCi的数值反映出检测节点的节间温差，在电网节点通过了温度分析与升温分析之后，对节间温差进行监控，多角度检测保证节点温度检测结果的精确性；

将节差JCi逐一与节差阈值JCmax进行比较，若存在JCi不小于JCmax 的节点，表示存在不满足节间温差标准的节点，则将对应节点以及与其相邻的两个节点标记为危险节点，同时将电网运行状态标记为危险，温度分析模块向辅助分析平台发送报警信号；若JCi全部小于JCmax，则判定电网运行状态为安全，运行状态为安全的电网通过多角度三重温度检测，在节点温度异常的第一时间可以发送报警信号，避免出现更为严重的安全事故，提高了电网运行状态的安全性。

对运行状态为安全的电网进行标准分析，通过节点i的节点温度WDi与节点温差WCi得到温度系数WDx与温差系数WCx，温度系数WDx的计算公式为

需要说明的是，温度系数WDx是一个表示电网各节点温度与温度阈值偏离程度的数值，温度系数WDx的数值越大，则表示电网各节点温度与温度阈值的偏离程度越高，电网运行安全性能也就越高，温差系数DCx的计算公式为

需要说明的是，温差系数WCx是一个表示电网各节点的节点温差与温差阈值偏离程度的数值，温差系数WCx的数值越大，则表示电网各节点的节点温差与温差阈值的偏离程度越高，即电网各节点的温度上升速度越慢，电网运行安全性能也就越高，其中α1与α2均为比例系数，且α1＞1，α2＞1，将电网的标准分析结果以 Bdc的形式发送至辅助分析平台，其中B表示电网的编号，d表示对应电网的温度系数WDx，c表示对应电网的温差系数WCx；辅助分析平台接收到标准分析结果后将标准分析结果发送至安全评级模块，以Bdc的形式发送标准分析结果可以将运行状态的电网编号与温度系数、温差系数进行绑定发送，有利于数据存储与调取；

安全评级模块接收到标准分析结果后对电网运行安全状态进行评级分析，评级分析过程包括：

选取若干个电网作为评级电网，通过公式PJx＝β1×WDx+β2×WCx得到评级电网的评级系数PJx，需要说明的是，评级系数是一个表示评级电网运行状态安全性能的数值，评级系数的数值越高，则表示评级电网的安全性能越好，其中β1与β2均为比例系数，且β1＞β2＞0；将评级系数PJx与评级系数 PJmin、PJmax进行比较：

若PJx＜PJmin，则判定电网的安全等级为三等级；

若PJmin≤PJx≤PJmax，则判定电网的安全等级为二等级；

若PJ＞PJmax，则判定电网的安全等级为一等级；

安全评级模块将评级电网的安全评级结果以BS的形式发送至辅助分析平台与区域分析模块，其中B表示电网的编号，S为电网的安全等级；

区域分析模块接收到安全评级结果后对区域的电网安全性能进行分析，电网安全性能分析过程包括：

进行区域划分，将区域内安全等级为三等级的评级电网的数量标记为s3，将区域内安全等级为二等级的评级电网的数量标记为s2，将区域内安全等级为一等级的评级电网的数量标记为s1，通过公式

得到区域的安全系数AQx，需要说明的是，安全系数是一个表示区域内评级电网的整体安全性能的数值，安全系数的数值越高表示区域内评级电网的整体安全性能越好，其中γ为比例系数，且γ＞1；将安全系数AQx小于安全阈值AQmin的区域标记为风险区域。

实施例2

如图3所示，辅助分析平台接收到报警信号后将报警信号发送至维护推荐模块，维护推荐模块接收到报警信号后对危险节点进行维护人员推荐，维护人员推荐的具体过程包括：

获取危险节点的位置并将危险节点的位置标记为维护地点，以维护地点为圆心，r为半径画圆，将得到的圆形区域标记为初选区域，获取初选区域内所有维护人员的地理位置，将初选区域内维护人员的地理位置与维护地点之间的直线距离标记为ZL；获取初选区域内维护人员的身份信息，维护人员的身份信息包括：维护人员的姓名、年龄、手机号码、从业年限、半年内的维护执行次数；将维护人员的从业年限与半年内的维护执行次数分别标记为CN 与ZC，通过维护人员的从业年限、半年内的维护执行次数以及维护人员的当前地理位置对维护人员对本次节点维护的合适程度进行分析；

通过公式

得到维护人员的推荐系数TJx，需要说明的是，推荐系数是一个维护人员与本次节点维护的匹配程度的数值，推荐系数越高，则表示对应的维护人员约适合执行本次的节点维护，其中，θ1、θ2以及θ3均为比例系数，且θ1＞θ2＞θ3，选取初选区域内推荐系数最大的三个维护人员作为初选人员，将初选人员中ZL数值最小的维护人员标记为推荐人员，将推荐人员的身份信息发送至辅助分析平台，使推荐人员可以在第一时间到达危险节点的位置，同时也提高了成功维护的可能性。

基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，在工作时，首先通过温度分析模块对节点的温度数据进行分析，逐一对单一节点的温度值、单一节点的升温速度以及相邻节点的温差进行分析，针对于节点温度不满足标准的情况生成报警信号，维护推荐模块接收到报警信号后通过维护人员的地理位置以及历史维护数据筛选出最合适的维护人员进行推荐，在电网所有节点均满足标准的情况下采用安全评级模块对电网的安全等级进行判定，区域分析模块通过对各安全等级的电网数量进行分析得到风险区域，风险区域相对正常区域来说出现安全事故的风险更高，因此可以根据区域的安全系数对维护资源与人力进行合理化分配。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式PJx＝β1×WDx+β2×WCx；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的评级系数；将设定的评级系数和采集的样本数据代入公式，任意两个公式构成二元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到β1与β2取值分别为1.95和1.47；

系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的评级系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如评级系数与温度系数的数值成正比。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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。

Claims (9)

1.基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，包括辅助分析平台，其特征在于，辅助分析平台通信连接有数据处理模块、温度分析模块、维护推荐模块以及安全评级模块，所述温度分析模块与安全评级模块通信连接，所述安全评级模块通信连接有区域分析模块；

所述数据处理模块用于数据采集并将采集到的数据发送至辅助分析平台；

所述温度分析模块用于通过数据处理模块采集到的数据对电网关键节点的温度进行分析，并将分析得到的电网的温度系数与温差系数发送至辅助分析平台；

安全评级模块接收到标准分析结果后对电网运行安全状态进行评级分析；

区域分析模块接收到安全评级结果后对区域的电网安全性能进行分析得到区域电网的安全系数，将安全系数小于安全系数阈值的区域标记为风险区域。

2.根据权利要求1所述的基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，其特征在于，电网关键节点的温度分析过程包括以下步骤：

步骤S1：获取电网的关键节点并标记为节点i，i＝1，2，…，n，n为正整数，实时获取节点i的温度值并将节点i的温度值标记为节点温度WDi，将节点温度WDi逐一与温度阈值WDmax进行比较，若存在WDi不小于WDmax的节点，则将对应节点标记为危险节点，同时将电网运行状态标记为危险，温度分析模块向辅助分析平台发送报警信号；若WDi全部小于WDmax，则将电网运行状态标记为待定；

步骤S2：对运行状态为待定的电网进行升温检测，将节点i两分钟之前的温度值标记为WDie，将WDi与WDie的差值标记为节点温差WCi，将节点温差WCi逐一与温差阈值WCmax进行比较，若存在WCi不小于WCmax的节点，则将对应节点标记为危险节点，同时将电网运行状态标记为危险，温度分析模块向辅助分析平台发送报警信号；若WCi全部小于WCmax，进行下一步；

步骤S3：对电网的节点温差进行分析得到电网节点i的节差JCi，将节差JCi逐一与节差阈值JCmax进行比较，若存在JCi不小于JCmax的节点，则将对应节点以及与其相邻的两个节点标记为危险节点，同时将电网运行状态标记为危险，温度分析模块向辅助分析平台发送报警信号；若JCi全部小于JCmax，则判定电网运行状态为安全。

3.根据权利要求2所述的基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，其特征在于，步骤S3中节差JCi的获取过程包括：

以距离值为X轴、相邻节点温差值为Y轴建立直角坐标系，以直角坐标系的原点为一个端点在直角坐标系内作出两条线段，第一条线段的第二个端点坐标值为(X1，Y1)，X1的取值为节点i与节点i-1之间的距离值，Y1的取值为节点i与节点i-1之间的温度差值；第二条线段的第二个端点坐标值为(X2，Y2)，X2的取值为节点i与节点i+1之间的距离值，Y2的取值为节点i与节点i+1之间的温度差值，将两条线段之间的夹角角度值标记为节差JCi。

4.根据权利要求1所述的基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，其特征在于，标准分析结果以Bdc的形式发送至辅助分析平台，其中B表示电网的编号，d表示对应电网的温度系数，c表示对应电网的温差系数；辅助分析平台接收到标准分析结果后将标准分析结果发送至安全评级模块。

5.根据权利要求3所述的基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，其特征在于，安全评级模块对电网运行安全状态进行评级分析的具体过程包括：

选取若干个电网作为评级电网，通过对评级电网的温度系数与温差系数进行分析得到评级电网的评级系数PJx，将评级系数PJx与评级系数PJmin、PJmax进行比较，通过比较结果对评级电网的安全等级进行判定。

6.根据权利要求5所述的基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，其特征在于，评级系数PJx与评级系数PJmin、PJmax的比较过程为：

若PJx＜PJmin，则判定电网的安全等级为三等级；

若PJmin≤PJx≤PJmax，则判定电网的安全等级为二等级；

若PJ＞PJmax，则判定电网的安全等级为一等级。

7.根据权利要求6所述的基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，其特征在于，安全系数的获取过程包括：进行区域划分，将区域内安全等级为三等级的评级电网的数量标记为s3，将区域内安全等级为二等级的评级电网的数量标记为s2，将区域内安全等级为一等级的评级电网的数量标记为s1，通过对s3、s2以及s1进行计算分析得到区域的安全系数。

8.根据权利要求7所述的基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，其特征在于，辅助分析平台接收到报警信号后将报警信号发送至维护推荐模块，维护推荐模块接收到报警信号后，通过维护人员的地理位置、工作年限以及半年的维护执行次数筛选出推荐人员，将推荐人员的身份信息发送至辅助分析平台。

9.根据权利要求8所述的基于无线无源测温的电网运行辅助分析***，其特征在于，维护人员的身份信息包括：维护人员的姓名、年龄、手机号码、从业年限、半年内的维护执行次数。

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