一种基于地理信息系统的电网电压监视与预测系统及方法，属于电网电压监视技术领域，该系统包括：基础信息设置模块、地图服务模块和电压监视与预测模块；根据监视对象的历史电压数据和当前电压监测仪运行状态参数，对监视数据进行预处理；建立电压预测模型；根据电压预测模型，对监视点未来要求时间内的电压变化趋势进行预测，若预测结果超过该监视点的电压上、下限范围，则在地图视图上的该监视点位置上显示报警提示，同时在本监视点所属的监视点管辖单位所在的专题图层的相应位置上也显示报警提示。实现了电网电压监视的的地图化、运行数据的可视化，对电网电压异常提供有效预警，便于在异常发生之前对电网设备进行调整、检修和调度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电网电压监视
，特别涉及一种基于地理信息系统的电网电压 监视与预测系统及方法。
技术介绍
随着我国经济社会的快速发展，高参数、大容量、超高压的出现和大量带微电子处 理器和电力电子器件的新型用电设备的普及和应用，对电力系统的供电电压质量和供电可 靠性要求越来越高。然而由于大量非线性负荷以及冲击性负荷的接入，对电力系统的安全 性、可靠性、经济性造成了极大的影响，由电压质量问题引起的用户投诉以及电能损耗矛盾 日益严峻，给电网经济优质运行带来了重大挑战，电压质量问题已成为供电企业面临的一 个重要问题。因此，加强电压监视与预测对电力系统安全高效运行有着重要的实际意义。 在电力系统中，监视点、电力设备和用户等都是按照地理分布进行管理，标注有各 种电力设备和线路的地理位置图是电力部门用来管理、维修电力设备和寻找及排除设备故 障的有力工具。然而，目前传统的电压监视和分析系统只是通过文字或结合简单图形展现 监视和分析结果，没能有效利用电网地理位置信息，导致系统可视化程度低、信息表现能力 差、管理效率低等问题。运用地理信息系统（GeographicInformationSystem,GIS)可视 化技术，把电力系统中设备和线路的地理分布信息同电压质量信息结合起来，根据实际需 要准确真实、图文并茂地输出给用户，并借助于地理信息系统独有的空间分析功能和可视 化表达，实现电压监视与预测信息的地图化、运行数据的可视化，对提高电网电压监视水平 具有重要意义。同时，地理信息系统可视化技术能帮助电网管理者及时、准确的掌握整个电 网中的监视点分布情况，从而及时掌握整个电网的电压质量分布情况，为管理者调度提供 辅助决策。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种基于地理信息系统的电网电压监视与 预测系统及方法。 本专利技术的技术方案是这样实现的： 一种基于地理信息系统的电网电压监视与预测系统，用于电网电压实时监视，并 对电网电压未来趋势进行预测，该系统包括：基础信息设置模块、地图服务模块和电压监视 与预测模块； 所述的基础信息设置模块用于对电网电压相关的基础信息进行设置，包括：1)电 压等级信息；2)电压类别信息；3)电压合格率信息；4)各个监视点的属性信息，包括监视 点代码、监视点名称、所属管辖单位、所属电压监测仪及其所属路数、使用状态、起用日期、 停用日期、安装地址、安装地址的经度和纬度、电压类别、合格率指标、电压等级、电压整定 值、电压上限值、电压下限值，其中电压类别、合格率指标、电压等级、电压整定值、电压上限 值、电压下限值分别从电压等级信息、电压类别信息和电压合格率信息中选择相应内容进 行设置；5)监视点管辖单位信息，包括监视点所属管辖单位的编码、名称、经度和纬度，所 述管辖单位，管辖级别由高到低包括省电力局、地区电力局、县电力局、子控区、供电所、变 电站和线路； 所述地图服务模块：（a)图层加载；S卩加载地图图层；所述的地图图层包括地理底 图图层和专题图层；所述的专题图层用于根据监视点的属性信息和地理信息数据绘制相应 的专题图层，包括：电力局专题图层，即用于记录电力局地理位置和属性信息；所述的电力 局包括省电力局、地区电力局和县电力局；所述的电力局属性信息包括：电力局的编号和 名称；子控区、供电所和变电站专题图层，即用于记录子控区、供电所和变电站的地理位置 和属性信息；所述子控区、供电所和变电站的属性信息包括子控区、供电所、变电站的编号 和名称；线路专题图层，即用于记录线路的地理位置和属性信息；所述线路的属性信息包 括线路的编号、名称、电压走向和电压等级，且不同电压等级的线路采用不同的颜色标识； 监视点专题图层，即用于记录监视点的编号、名称、地理位置、状态信息和实时电压信息；所 述监视点的状态信息包括在线和离线； (b)地图缩放，根据地图放大级别动态加载图层，显示详细程度不同的信息，放大 级别越高则地图的承载信息越详细；所述的地图放大级别由低到高，包括：第一级：地理底 图图层；第二级：电力局专题图层；第三级：子控区、供电所和变电站专题图层；第四级：线 路专题图层；第五级：监视点专题图层； (C)地图平移，即通过鼠标或者地图上的导航面板实现地图的移动，包括地图上、 下、左、右平移； (d)地图定位，即通过地图缩放和地图平移在地图视图上对所需查看的监视点管 辖单位或监视点进行定位，将所需查看的监视点管辖单位或监视点的地理坐标设置为地图 视图的中心位置； (e)地图测距，即在地图视图上对位置点之间的距离进行测量； (f)地图测面积，即在地图视图上对同一图层进行多边形面积测量； (g)地图搜索，即根据查询条件检索出满足要求的监视点管辖单位或监视点并进 行显示； (h)地图打印，即打印当前地图可见部分所显示的所有信息，包括当前地理底图图 层信息和专题图层信息； 所述的电压监视与预测模块用于对电网中的电压监测仪运行状态进行实时监视、 监视点电压值和电压合格率进行实时监视以及对监视点电压未来要求时间内的变化趋势 进行预测，包括数据显示、数据统计、实时报警和故障预报； 所述数据显示，即在地图面板和数据面板上显示监视点管辖单位及监视点的属性 信息和运行状态信息； 所述数据统计，即对各监视点管辖单位所管辖的所有监视点的状态信息和电压信 息进行统计； 所述实时报警，即当电压出现异常时，根据电压异常类型，在地图视图上相应的监 视点管辖单位位置上或者监视点位置上显示报警提示；电压异常类型包括网络故障、电压 超上限和电压超下限； 所述的故障预报，即根据监视对象的历史电压数据和当前电压监测仪运行状态参 数，对监视数据进行预处理；建立电压预测模型；根据电压预测模型，对监视点未来要求时 间内的电压变化趋势进行预测，若预测结果超过该监视点的电压上、下限范围，则在地图视 图上的该监视点位置上显示报警提示，同时在本监视点所属的监视点管辖单位所在的专题 图层的相应位置上也显示报警提示。 在图层上对监视点管辖单位和监视点采用不同的图元进行标识。 用户只能查看权限范围内的监视点信息，不能访问其监管范围以外的监视点。 采用所述的基于地理信息系统的电网电压监视与预测系统进行电压预测的方法， 包括如下步骤： 步骤1 :确定监视对象，所述监视对象为需要监视的监视点管辖单位或监视点； 步骤2 :从数据库中获取监视对象的从当前时刻至某个历史时刻的时间范围内的 历史电压数据； 若步骤1确定的监视对象为监视点管辖单位，则本步骤获取该监视点管辖单位所 管辖的所有监视点的从当前时刻至某个历史时刻的时间范围内的历史电压数据；若步骤1 确定的监视对象为监视点，则本步骤获取该监视点的从当前时刻至某个历史时刻的时间范 围内的历史电压数据； 步骤3 :根据步骤2获得的历史电压数据，分析确定该监视对象在这段时间范围内 的电压数据特性； 步骤4 :根据步骤2和步骤3的结果，建立时间序列模型并确定模型参数，此时模 型的输入为前述历史电压数据，该模型的输出为未来要求时间内的电压预测值； 步骤4-1:利用游程检验法检验监视对象的历史电压数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于地理信息系统的电网电压监视与预测系统，用于电网电压实时监视，并对电网电压未来趋势进行预测，其特征在于：该系统包括：基础信息设置模块、地图服务模块和电压监视与预测模块；所述的基础信息设置模块用于对电网电压相关的基础信息进行设置，包括：1)电压等级信息；2)电压类别信息；3)电压合格率信息；4)各个监视点的属性信息，包括监视点代码、监视点名称、所属管辖单位、所属电压监测仪及其路数、使用状态、起用日期、停用日期、安装地址、安装地址的经度和纬度、电压类别、合格率指标、电压等级、电压整定值、电压上限值、电压下限值，其中电压类别、合格率指标、电压等级、电压整定值、电压上限值、电压下限值分别从电压等级信息、电压类别信息和电压合格率信息中选择相应内容进行设置；5)监视点管辖单位信息，包括监视点所属管辖单位的编码、名称、经度和纬度，所述管辖单位，管辖级别由高到低包括省电力局、地区电力局、县电力局、子控区、供电所、变电站和线路；所述地图服务模块:(a)图层加载，即加载地图图层；所述的地图图层包括地理底图图层和专题图层；所述的专题图层用于根据监视点的属性信息和地理信息数据绘制相应的专题图层，包括：电力局专题图层，即用于记录电力局地理位置和属性信息；所述的电力局包括省电力局、地区电力局和县电力局；所述的电力局属性信息包括：电力局的编号和名称；子控区、供电所和变电站专题图层，即用于记录子控区、供电所和变电站的地理位置和属性信息；所述子控区、供电所和变电站的属性信息包括子控区、供电所、变电站的编号和名称；线路专题图层，即用于记录线路的地理位置和属性信息；所述线路的属性信息包括线路的编号、名称、电压走向和电压等级，且不同电压等级的线路采用不同的颜色标识；监视点专题图层，即用于记录监视点的编号、名称、地理位置、状态信息和实时电压信息；所述监视点的状态信息包括在线和离线；(b)地图缩放，根据地图放大级别动态加载图层，显示详细程度不同的信息，放大级别越高则地图的承载信息越详细；所述的地图放大级别由低到高，包括：第一级：地理底图图层；第二级：电力局专题图层；第三级：子控区、供电所和变电站专题图层；第四级：线路专题图层；第五级：监视点专题图层；(c)地图平移，即通过鼠标或者地图上的导航面板实现地图的移动，包括地图上、下、左、右平移；(d)地图定位，即通过地图缩放和地图平移在地图视图上对所需查看的监视点管辖单位或监视点进行定位，将所需查看的监视点管辖单位或监视点的地理坐标设置为地图视图的中心位置；(e)地图测距，即在地图视图上对位置点之间的距离进行测量；(f)地图测面积，即在地图视图上对同一图层进行多边形面积测量；(g)地图搜索，即根据查询条件检索出满足要求的监视点管辖单位或监视点并进行显示；(h)地图打印，即打印当前地图可见部分所显示的所有信息，包括当前地理底图图层信息和专题图层信息；所述的电压监视与预测模块用于对电网中的电压监测仪运行状态进行实时监视、监视点电压值和电压合格率进行实时监视以及对监视点电压未来要求时间内的变化趋势进行预测，包括数据显示、数据统计、实时报警和故障预报；所述数据显示，即在地图面板和数据面板上显示监视点管辖单位及监视点的属性信息和运行状态信息；所述数据统计，即对各监视点管辖单位所管辖的所有监视点的状态信息和电压信息进行统计；所述实时报警，即当电压出现异常时，根据电压异常类型，在地图视图上相应的监视点管辖单位位置上或者监视点位置上显示报警提示；电压异常类型包括网络故障、电压超上限和电压超下限；所述的故障预报，即根据监视点的历史电压数据和当前电压监测仪运行状态参数，对监视数据进行预处理；建立电压预测模型；根据电压预测模型，对监视点未来要求时间内的电压变化趋势进行预测，若预测结果超过该监视点的电压上、下限范围，则在地图视图上的该监视点位置上显示报警提示，同时在本监视点所属的监视点管辖单位所在的专题图层的相应位置上也显示报警提示。...
【技术特征摘要】
1. 一种基于地理信息系统的电网电压监视与预测系统，用于电网电压实时监视，并对 电网电压未来趋势进行预测，其特征在于：该系统包括：基础信息设置模块、地图服务模块 和电压监视与预测模块； 所述的基础信息设置模块用于对电网电压相关的基础信息进行设置，包括：1)电压等 级信息；2)电压类别信息；3)电压合格率信息；4)各个监视点的属性信息，包括监视点代 码、监视点名称、所属管辖单位、所属电压监测仪及其路数、使用状态、起用日期、停用日期、 安装地址、安装地址的经度和纬度、电压类别、合格率指标、电压等级、电压整定值、电压上 限值、电压下限值，其中电压类别、合格率指标、电压等级、电压整定值、电压上限值、电压下 限值分别从电压等级信息、电压类别信息和电压合格率信息中选择相应内容进行设置；5) 监视点管辖单位信息，包括监视点所属管辖单位的编码、名称、经度和纬度，所述管辖单位， 管辖级别由高到低包括省电力局、地区电力局、县电力局、子控区、供电所、变电站和线路； 所述地图服务模块：（a)图层加载，S卩加载地图图层；所述的地图图层包括地理底图图 层和专题图层；所述的专题图层用于根据监视点的属性信息和地理信息数据绘制相应的专 题图层，包括：电力局专题图层，即用于记录电力局地理位置和属性信息；所述的电力局包 括省电力局、地区电力局和县电力局；所述的电力局属性信息包括：电力局的编号和名称； 子控区、供电所和变电站专题图层，即用于记录子控区、供电所和变电站的地理位置和属性 信息；所述子控区、供电所和变电站的属性信息包括子控区、供电所、变电站的编号和名称； 线路专题图层，即用于记录线路的地理位置和属性信息；所述线路的属性信息包括线路的 编号、名称、电压走向和电压等级，且不同电压等级的线路采用不同的颜色标识；监视点专 题图层，即用于记录监视点的编号、名称、地理位置、状态信息和实时电压信息；所述监视点 的状态信息包括在线和离线； (b) 地图缩放，根据地图放大级别动态加载图层，显示详细程度不同的信息，放大级别 越高则地图的承载信息越详细；所述的地图放大级别由低到高，包括：第一级：地理底图图 层；第二级：电力局专题图层；第三级：子控区、供电所和变电站专题图层；第四级：线路专 题图层；第五级：监视点专题图层； (c) 地图平移，即通过鼠标或者地图上的导航面板实现地图的移动，包括地图上、下、 左、右平移； (d) 地图定位，即通过地图缩放和地图平移在地图视图上对所需查看的监视点管辖单 位或监视点进行定位，将所需查看的监视点管辖单位或监视点的地理坐标设置为地图视图 的中心位置； (e) 地图测距，即在地图视图上对位置点之间的距离进行测量； (f) 地图测面积，即在地图视图上对同一图层进行多边形面积测量； (g) 地图搜索，即根据查询条件检索出满足要求的监视点管辖单位或监视点并进行显 示； (h) 地图打印，即打印当前地图可见部分所显示的所有信息，包括当前地理底图图层信 息和专题图层信息； 所述的电压监视与预测模块用于对电网中的电压监测仪运行状态进行实时监视、监视 点电压值和电压合格率进行实时监视以及对监视点电压未来要求时间内的变化趋势进行 预测，包括数据显示、数据统计、实时报警和故障预报； 所述数据显示，即在地图面板和数据面板上显示监视点管辖单位及监视点的属性信息 和运行状态信息； 所述数据统计，即对各监视点管辖单位所管辖的所有监视点的状态信息...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐泉，刘强，俞胜平，张磊，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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