CN117131119A - 一种图形化的电力设备检测和数据管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图形化的电力设备检测和数据管理系统，包括：图形管理模块、数据库管理模块和设备特征训练模块。本发明的一种图形化的设备检测和数据管理系统，按照面向对象的思想，将电力系统中的元件看成对象，用对象来构筑厂站图，通过厂站图来建立网络库，即图、模、库同步生成。通过图形前景的定义，以图形制导的方式自动生成数据库定义，用于数据库建模、历史数据存储、告警信息的登录、管理信息的保存，以及数据库一致性的检查、一致性和完整性的保证等。它可以管理分布在网络中各个节点上的所有分布式数据库，使得系统可以灵活配置、功能随意组合。同时可以根据特征量值训练检测设备的故障特征。

Description

一种图形化的电力设备检测和数据管理系统

技术领域

本发明涉及电力设备管控领域，具体涉及一种图形化的电力设备检测和数据管理系统。

背景技术

电力作为日常生活中必不可少的能源，维护电力系统的运行和管理是非常重要的。随着科技的进步和经济的发展，对电力设备管理提出了更高的要求，原来传统的变电管理模式已经无法满足当前经济发展的需求。

电力设备状态的老化或恶化不仅意味着设备现有价值的跌落，也直接影响系统运行的可靠性。信息技术的迅猛发展,电力设备在线监视、离线诊断的发展使电力线路设备管理有可能摆脱传统的台帐、经验等因素的粗糙方式。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明一种图形化的电力设备检测和数据管理系统，包括：图形管理模块、数据库管理模块和设备特征训练模块。所述图形管理模块，用于：

(1)设备单元和图画编辑；

(2)图形显示和编辑操作；

(3)控制台操作。

所述数据库管理模块，用于：数据的存取、数据的组织、数据之间关系的建立、电网数据模型的建立和提供标准的访问接口。

所述设备特征训练模块，用于：

生成训练样本。

优选地，所述设备单元和图画编辑，包括单元的制作、单元属性的定义、单元连接点的维护、图画分类的管理、图画属性的定义、图画单元的增、删、属性定义、一次设备的维护；静态拓扑结构的生成与维护和数据完整性、一致性的检查。优选地，所述数据的存取、数据的组织、数据之间关系的建立、电网数据模型的建立和提供标准的访问接口。包括：

(1)数据库组态；

(2)数据库检索和数据库接口。

优选地，数据库组态提供用户建立数据库模型的图形化界面。可通过在图形绘制的过程中，以图形制导的方式，建立数据库。

优选地，数据库界面输入的数据分为五类：

1)控制类数据，该类主要包括一些基本的控制信息，这类信息不随系统的改变而改变，包括域名表、表名表等；

2)字典类和保护信息表，这类信息用户可以修改配置，输入方式和数据库表格内容一样；

3)节点配置和功能配置信息，这类信息用来配置网络上运行的机器和每台机器上运行的功能；

4)设备信息，这类信息定义设备的属性信息，采用由设备到设备属性的制导方式，在设置设备过程中不出现四遥表；

5)逻辑节点配置信息，这类信息用来配置间隔层装置的信息及与数据库的连接关系。

优选地，所述逻辑节点的配置面向每一个具体的装置，对一个保护或测控装置，设定一个对象，对象中包含装置所包含的各种信息。通信单元也为一个独立的逻辑节点，节点中包含通信单元下面所连的各个逻辑节点的通信状态信息，每一个逻辑节点的状态信息中定义与之相关的逻辑节点的节点号，以在该逻辑节点通信状态信息不通时，设置与该逻辑节点相关联的数据的异常状态。

优选地，设置一虚逻辑节点，所述虚逻辑节点包含各通信装置的通信状态，在该虚逻辑节点的状态信息中定义与之相关联的逻辑节点号。同时逻辑节点组设置数据与后台数据库之间的关联内容。

优选地，数据库中数据按照电力系统中的设备作为对象来进行组织，每一数据都属于设备的一个属性。变电站中对物理对象进行抽象和模拟，包括断路器、隔离开关、变压器在内的基本设备对象，以及遥测、遥信、脉冲的测点对象，还有保护设备、历史与日志记录、数据统计与计算和画面，声音的辅助对象。

优选地，所述生成训练样本，利用i阶候选集合用来寻找(i+1)阶候选集合。首先，找出1阶试验集合。该集合记作L1。利用L1来寻找2阶试验集合L2，而L2用于寻找L3，循环迭代，直到不能找到新的试验集合。在这个过程中，通过i阶试验集合Li生成(i+1)阶候选集合C(i+1)。

优选地，所述生成训练样本，包括：

(1)经过第一次迭代，对事件数据库进行一次扫描，标识出故障相关的全部事件作为元素，生成1阶候选集合C1，令p＝l，q＝p+1；

(2)根据随机选取规则，从Cp中确定p阶试验集合Lp；

(3)由p阶试验集合Lp产生q阶候选集合Cq；

(4)令p＝p+1，q＝q+1，返回(2)，直到试验p>＝j结束算法，j为可配置的最大阶数，输出训练样本Cp。

本发明的一种图形化的设备检测和数据管理系统，按照面向对象的思想，将电力系统中的元件看成对象，用对象来构筑厂站图，通过厂站图来建立网络库，即图、模、库同步生成。通过图形前景的定义，以图形制导的方式自动生成数据库定义，用于数据库建模、历史数据存储、告警信息的登录、管理信息的保存，以及数据库一致性的检查、一致性和完整性的保证等。它可以管理分布在网络中各个节点上的所有分布式数据库，使得系统可以灵活配置、功能随意组合。同时可以根据特征量值训练检测设备的故障特征。

附图说明

图1为本发明一种图形化的电力设备检测和数据管理系统的结构图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种图形化的电力设备检测和数据管理系统，包括：图形管理模块、数据库管理模块和设备特征训练模块。

所述图形管理模块，用于：

(1)设备单元和图画编辑，包括单元的制作、单元属性的定义、单元连接点的维护、图画分类的管理、图画属性的定义、图画单元的增、删、属性定义、一次设备的维护；静态拓扑结构的生成与维护和数据完整性、一致性的检查。包括：

1)基本单元编辑：基本单元是作图的基本元素，它包含动态和静态两部分，静态部分的显示、属性由用户指定后不再改变，而动态部分的显示、属性是与数据库中的值相关联的，其显示、形状随数据库中值的变化而变化。

2)设备单元编辑，设备单元组由不同的设备单元组成。其中开关组包含多个类型和状态的断路器、隔离开关，变压器组包含两绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器。设备单元符号支持可编辑，用户可以按名称调用符号。设备单元是全局的，定义的设备单元可以在每个不同的图画中使用。

3)图画编辑，图画编辑对图画分厂站、图画类别进行管理。每一图画可以分为多层、多面绘制、定义和显示。每一图画可分为不同的图层、不同平面。用户可控制各图层、平面的显示。多个窗口之间可互相拷贝图画进行图形的制作。

能实现图画的平滑漫游，可实现图形的无级缩放，当图画的显示缩放比例变化时，将某些信息自动消隐，由此实现当图画逐步放大时，显示的内容逐渐丰富，而当图画逐步缩小时，显示的内容逐渐精简。

(2)图形显示和编辑操作，图形显示能够显示接线图、棒图、饼图、趋势曲线、立体图、动画、照片、地图、各种指示仪表等，其中，棒图、曲线可作为接线图的一部分显示。

图形编辑提供编辑记忆功能，用户可以进行多次Undo/Redo操作。通过图形制导录入数据的功能，可通过图形上的设备，把遥信、遥测及其他参数录入到数据库。设备包括断路器、变压器、母线及其设备组，图形编辑具有网络拓扑功能，能对设备进行动态着色，确定设备的带电情况。支持动态潮流显示、功率圆图显示及各种仪表显示，可以无级缩放，平滑漫游，具有导航功能。

(3)控制台操作，控制台能够显示系统实时值和系统重要报警信息，进行功能调用，提供用户登录和注销区。

所述数据库管理模块，用于：数据的存取、数据的组织、数据之间关系的建立、电网数据模型的建立和提供标准的访问接口。完成数据的计算、统计、报警、追忆、事件的登录、网络的拓扑、数据一致性的维护，并向其他应用提供访问接口。包括：

(1)数据库组态，数据库组态提供用户建立数据库模型的图形化界面。可通过在图形绘制的过程中，以图形制导的方式，建立数据库。

数据库界面输入的数据分为五类：

1)控制类数据，该类主要包括一些基本的控制信息，这类信息不随系统的改变而改变，包括域名表、表名表等；

2)字典类和保护信息表，这类信息用户可以修改配置，输入方式和数据库表格内容一样；

3)节点配置和功能配置信息，这类信息用来配置网络上运行的机器和每台机器上运行的功能；

4)设备信息，这类信息定义设备的属性信息，采用由设备到设备属性的制导方式，在设置设备过程中不出现四遥表；

5)逻辑节点配置信息，这类信息用来配置间隔层装置的信息及与数据库的连接关系。

逻辑节点的配置面向每一个具体的装置，对一个保护或测控装置，设定一个对象，对象中包含装置所包含的各种信息。通信单元也为一个独立的逻辑节点，节点中包含通信单元下面所连的各个逻辑节点的通信状态信息，每一个逻辑节点的状态信息中定义与之相关的逻辑节点的节点号，以在该逻辑节点通信状态信息不通时，设置与该逻辑节点相关联的数据的异常状态。

设置一虚逻辑节点，所述虚逻辑节点包含各通信装置的通信状态，在该虚逻辑节点的状态信息中定义与之相关联的逻辑节点号。同时逻辑节点组设置数据与后台数据库之间的关联内容。内容包括：

a.单双网的设置、网络地址的设置和通信口号的设置；

b.逻辑节点的节点号设置；

c.从逻辑节点的遥信、遥测、遥脉、遥控到数据库数据关联的设置；

d.分接头档位到遥信或从遥信到分接头档位的转换，档位遥信可以是BCD码、进位档(13档)、单节点。设置每一档位的最大和最小值，以判断档位的数值是否在合理范围内；

e.保护事件到遥信的转换，选择是否产生事件顺序记录；

f.遥信、遥测的合成。

(2)数据库检索和数据库接口；

整个数据库的索引方式采用厂站-设备组-设备名-测点名-属性名的对应关系，数据库检索界面按所述对应关系来实现。其中数据库单独成一个进程，应用功能不能直接访问数据库的数据，而是通过COM接口来取得相关数据。对各种应用提供统一的接口。接口按照所述对应关系的层次进行提供。

数据库中数据按照电力系统中的设备作为对象来进行组织，每一数据都属于设备的一个属性。变电站中对物理对象进行抽象和模拟，包括断路器、隔离开关、变压器在内的基本设备对象，以及遥测、遥信、脉冲的测点对象，还有保护设备、历史与日志记录、数据统计与计算和画面，声音的辅助对象。测点属于变电站基本设备的属性，而统计值、计算值、历史值则属于测点的属性。

所述设备特征训练模块，用于：

生成训练样本。

利用i阶候选集合用来寻找(i+1)阶候选集合。首先，找出1阶试验集合。该集合记作L1。利用L1来寻找2阶试验集合L2，而L2用于寻找L3，循环迭代，直到不能找到新的试验集合。在这个过程中，通过i阶试验集合Li生成(i+1)阶候选集合C(i+1)。包括：

(1)经过第一次迭代，对事件数据库进行一次扫描，标识出故障相关的全部事件作为元素(即反应故障的全部事件因素

作为元素，元素中包含特征量)，生成1阶候选集合C1，令p＝l，q＝p+1。

事件数据库可以为变压器故障对应的事件库，例如事件数据库中包括了以下事件和对应的元素：C₂H₂(X1)、C₂H₄(X2)、CH₄(X3)、H₂(X4)、C₂H₆(X5)、CO(X6)、CO₂(X7)、微水含量(X8)、吸收比(X9)、铁芯接地电流(X10)、油中糠醛含量(X11)，构成了1阶候选集合C1＝[X1,X2，…，X11]，其中X1-X11为事件对应的元素。

(2)根据随机选取规则，从Cp中确定p阶试验集合Lp。

从p阶候选集合Cp中每次随机选择r个p阶元素按阶数p形成p阶试验集合Lp，其中1<r<R，Cp中的元素数量为R。

(3)由p阶试验集合Lp产生q阶候选集合Cq；

Cq由p阶试验集合Lp与1阶候选集合C1按阶数q进行去重合并而成。

(4)令p＝p+1，q＝q+1，返回(2)，直到试验p>＝j结束算法，j为可配置的最大阶数，输出训练样本Cp。在令p＝p+1，q＝q+1后，判断此时p是否大于等于最大阶数j，如果否的话返回(2)，是的话结束算法。

当p＝1时，根据随机选择规则，从C1＝[X1,X2，…，X11]中随机选择r个1阶元素按阶数1形成1阶试验集合L1，假如此时r＝2，随机选出的的元素为X1,X3，则1阶试验集合L1＝[X1,X3]。

此时C2由L1＝[X1,X3]与C1＝[X1,X2，…，X11]按阶数2进行去重合并，可得C2＝[(X1,X2),(X1,X3),(X1,X4),(X1,X5),(X1,X6),(X1,X7),(X1,X8),(X1,X9),(X1,X10),(X1,X11),(X3,X2),(X3,X4),(X3,X5),(X3,X6),(X3,X7),(X3,X8),(X3,X9),(X3,X10),(X3,X11)]。

当p＝2时，根据随机选择规则，从C2中随机选择r个1阶元素按阶数2形成2阶试验集合L2，假如此时r＝3，随机选出的的2阶元素为(X1,X2),(X3,X11)，则2阶试验集合L2＝[(X1,X2),(X3,X11)]。

此时C3由L2＝[(X1,X2),(X3,X11)]与C1＝[X1,X2，…，X11]按阶数3进行去重合合并，可得C3＝[(X1,X2,X3),(X1,X2,X3),…,(X1,X2,X11),(X3,X11,X1),(X3,X11,X2),…,(X3,X11,X10)]。

p继续加1后过程与上述过程类似，在此不赘述。完成后即可输出设备故障特征的训练样本。

其中，上述图形管理模块、数据库管理模块和设备特征训练模块通过对应的进程和线程实现模块功能，各模块之间通过逻辑连接或电连接，各模块具体功能可由物理处理器执行存储器中存储的程序代码实现。

本发明的一种图形化的电力设备检测和数据管理系统，按照面向对象的思想，将电力系统中的元件看成对象，用对象来构筑厂站图，通过厂站图来建立网络库，即图、模、库同步生成。通过图形前景的定义，以图形制导的方式自动生成数据库定义，用于数据库建模、历史数据存储、告警信息的登录、管理信息的保存，以及数据库一致性的检查、一致性和完整性的保证等。它可以管理分布在网络中各个节点上的所有分布式数据库，使得系统可以灵活配置、功能随意组合。同时根据特征量值区别检测设备的故障特征。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种图形化的电力设备检测和数据管理系统，其特征在于，包括：图形管理模块、数据库管理模块和设备特征训练模块，

所述图形管理模块，用于：

(1)设备单元和图画编辑，

(2)图形显示和编辑操作，

(3)控制台操作，

所述数据库管理模块，用于：数据的存取、数据的组织、数据之间关系的建立、电网数据模型的建立和提供标准的访问接口；

所述设备特征训练模块，用于：

生成训练样本。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备单元和图画编辑，包括单元的制作、单元属性的定义、单元连接点的维护、图画分类的管理、图画属性的定义、图画单元的增、删、属性定义、一次设备的维护；静态拓扑结构的生成与维护和数据完整性、一致性的检查。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据的存取、数据的组织、数据之间关系的建立、电网数据模型的建立和提供标准的访问接口；包括：

(1)数据库组态，

(2)数据库检索和数据库接口。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，数据库组态提供用户建立数据库模型的图形化界面；可通过在图形绘制的过程中，以图形制导的方式，建立数据库。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，数据库界面输入的数据分为五类：

1)控制类数据，该类主要包括一些基本的控制信息，这类信息不随系统的改变而改变，包括域名表、表名表等；

2)字典类和保护信息表，这类信息用户可以修改配置，输入方式和数据库表格内容一样；

3)节点配置和功能配置信息，这类信息用来配置网络上运行的机器和每台机器上运行的功能；

4)设备信息，这类信息定义设备的属性信息，采用由设备到设备属性的制导方式，在设置设备过程中不出现四遥表；

5)逻辑节点配置信息，这类信息用来配置间隔层装置的信息及与数据库的连接关系。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述逻辑节点的配置面向每一个具体的装置，对一个保护或测控装置，设定一个对象，对象中包含装置所包含的各种信息；通信单元也为一个独立的逻辑节点，节点中包含通信单元下面所连的各个逻辑节点的通信状态信息，每一个逻辑节点的状态信息中定义与之相关的逻辑节点的节点号，以在该逻辑节点通信状态信息不通时，设置与该逻辑节点相关联的数据的异常状态。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，设置一虚逻辑节点，所述虚逻辑节点包含各通信装置的通信状态，在该虚逻辑节点的状态信息中定义与之相关联的逻辑节点号；同时逻辑节点组设置数据与后台数据库之间的关联内容。

8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，数据库中数据按照电力系统中的设备作为对象来进行组织，每一数据都属于设备的一个属性；变电站中对物理对象进行抽象和模拟，包括断路器、隔离开关、变压器在内的基本设备对象，以及遥测、遥信、脉冲的测点对象，还有保护设备、历史与日志记录、数据统计与计算和画面，声音的辅助对象。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述生成训练样本，利用i阶候选集合用来寻找(i+1)阶候选集合；首先，找出1阶试验集合；该集合记作L1；利用L1来寻找2阶试验集合L2，而L2用于寻找L3，循环迭代，直到不能找到新的试验集合；在这个过程中，通过i阶试验集合Li生成(i+1)阶候选集合C(i+1)。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述生成训练样本，包括：

(1)经过第一次迭代，对事件数据库进行一次扫描，标识出故障相关的全部事件作为元素，生成1阶候选集合C1，令p＝l，q＝p+1；

(2)根据随机选取规则，从Cp中确定p阶试验集合Lp；

(3)由p阶试验集合Lp产生q阶候选集合Cq；

(4)令p＝p+1，q＝q+1，返回(2)，直到试验p>＝j结束算法，j为可配置的最大阶数，输出训练样本Cp。