企业配用电安全智能诊断与决策支持系统技术方案

本发明专利技术公开了一种企业配用电安全智能诊断与决策支持系统，划分为数据采集与传输层、数据处理层、智能诊断层、决策支持层四个层次。本发明专利技术采用分布灵活的无线传感器节点实施电流、电压、谐波、温度等数据采集，异构无线网络结合现有电力光缆进行数据传输，决策级数据融合技术对多类异质传感器数据进行处理。智能诊断与决策支持系统，首先建立企业电力网络的模型，提供各条线路的潮流分布图；其次，实现电网解环、合环等相关的仿真；再者，结合企业实际的电力网络状态制定安全策略，提供相应的故障应急处理预案供企业参考；最后，深入分析企业电能质量的相关指标，挖掘其内在关联，提出具体优化方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能诊断与决策系统领域，具体是一种企业配用电安全智能诊断与决策支持系统。
技术介绍
企业尤其是大型电力、冶金、煤炭等国民经济命脉生产企业是电力能源的主要用户，停电事故、漏电危险、电能质量低下等隐患不可避免的对电力设施安全、现场操作人员安全、大规模生产安全构成威胁。传统的电气设备检测手段，一般每个监测点分别配置一套数据采集系统与诊断系统，不仅增加了系统整体成本，诊断的结果也具有片面性，只能起到局部调节的作用，整体效果较差。而且，通信手段多采用有线的RS485连接方式，现场施工时存在着布线困难、施工周期长，成本高等缺点。在线监测系统中，由于电磁环境干扰严重，必须将电缆完全屏蔽以防止外界干扰，有些区域甚至禁止使用电缆以防止爆炸。因此，建立一个可靠的无线数据传感网络已成为在线监测系统的一个迫切的需求。目前的在线监测系统处理信息的方式单一，输出结果简单，仅能起到报警的作用，缺乏更加科学全面的诊断结果，并不能给予用户具有指导性的意见。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种企业配用电安全智能诊断与决策支持系统，以解决现有技术存在的问题，以企业配用电网络的安全运行为主要目标，实现对企业配用电网络的有效控制与监测，提升电力消耗企业对于电能的精细化使用管理，为供电部门提供可用规划配置预案。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为: 企业配用电安全智能诊断与决策支持系统，其特征在于:划分为数据采集与传输层、数据处理层、智能诊断层、决策支持层四个层次，其中: 数据采集与传输层采用分布式互联的具有多种参量检测功能的无线传感器节点，完成多类数据的采集； 数据处理层采用分布式多传感器数据融合处理，充分利用不同时间和空间的多传感器信息资源，采用计算机技术对按时序获得的多传感器观测信息在产生式规则下加以自动分析、综合、支配和使用，获得被测对象的一致性解释与描述，以完成所需的决策和估计任务； 智能诊断层包括企业配用电网络模型、仿真系统、专家系统、数据挖掘四部分，其中企业配用电网络模型结合企业实际配用电线路建立企业配用电网络模型，在给定接线方式和运行条件后根据无线传感器节点采集的电气量进行潮流计算，采用牛顿-拉夫逊法、高斯一塞德尔法、P-Q分解法计算出各条线路的潮流分布情况，并实时显示；仿真系统在企业进行电力调度时，通过仿真系统进行模拟调度，来验证方案的可行性，排除潜在的安全隐患，当新的设备加入或者旧的设备退出配用电网络时，通过仿真系统模拟运行，借此观察设备变动对系统运行状态的影响，确保安全实施；专家系统针对电力系统安全、故障诊断构建专家知识库，然后专家系统采用合适的推理机进一步分析推理，综合评价企业电力网络的安全状态，安全状态从低到高依次为SL1、SL2、SL3、SL4，其中SLl代表严重警告，SL2代表预警，SL3代表安全状态一般，SL4代表安全状态良好；数据挖掘结合历史数据深入分析与电能质量相关的指标，挖掘企业的用电规律，分析其内在关联，根据企业的实际用电现状，提出电能质量的具体优化方案； 决策支持层首先利用企业配用电网络模型计算出的各条线路潮流分布情况，通过实时显示使得企业管理人员可以全面直观的掌握电力系统的运行状态，为制定规划方案、电力调度提供决策支持；同时通过仿真系统模拟运行，为配用电方案的可行性提供了一个验证平台，更好的为管理者提供决策支持，确保配用电安全；同时利用构建的专家系统综合评价企业电力网络的安全状态，并据此制定相关安全策略，提供相应的安全预案供企业参考；最后利用数据挖掘技术挖掘企业的用电规律，根据企业的实际用电现状，提出电能质量的具体优化方案，最终为企业实现配用电安全提供决策支持。本专利技术采用分布灵活的无线传感器节点实施电流、电压、谐波、温度等数据采集，异构无线网络结合现有电力光缆进行数据传输，决策级数据融合技术对多类异质传感器数据进行处理。智能诊断与决策支持系统，首先建立企业电力网络的模型，提供各条线路的潮流分布图，便于企业掌握整个电力网络的运行状况；其次，实现电网解环、合环等相关的仿真，为企业验证配用电方案的可行性提供决策支持；再者，结合企业实际的电力网络状态制定安全策略，提供相应的故障应急处理预案供企业参考；最后，深入分析企业电能质量的相关指标，挖掘其内在关联，提出具体优化方案。【附图说明】图1为本专利技术系统结构原理图。图2为本专利技术专家系统安全状态划分示意图。【具体实施方式】如图1所示。企业配用电安全智能诊断与决策支持系统的构建划分为四个层次:即数据采集与传输层、数据处理层、智能诊断层、决策支持层，符合典型物联网应用架构: 1、数据采集与传输层:企业配用电环境需要进行全面的实时数据采集，主要涉及:高低压侧A、B、C三相电压、A、B、C、N四线电流；低压侧三相不平衡电流，三相谐波电压/谐波电流、频率；功率因数、正反向有功、正反向无功、电度表电量；配变电容器温度；配变高，低压侧开关状态、油温、油位、计量箱门状态等开关量。采用分布式互联的具有多种参量检测功能的新型传感器节点，可以完成多类数据的采集，降低成本，提高灵活性与可靠性。2、数据处理层:系统采用分布式多传感器数据融合处理，充分利用不同时间和空间的多传感器信息资源，采用计算机技术对按时序获得的多传感器观测信息在产生式规则下加以自动分析、综合、支配和使用，获得被测对象的当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
企业配用电安全智能诊断与决策支持系统，其特征在于：划分为数据采集与传输层、数据处理层、智能诊断层、决策支持层四个层次，其中：数据采集与传输层采用分布式互联的具有多种参量检测功能的无线传感器节点，完成多类数据的采集；数据处理层采用分布式多传感器数据融合处理，充分利用不同时间和空间的多传感器信息资源，采用计算机技术对按时序获得的多传感器观测信息在产生式规则下加以自动分析、综合、支配和使用，获得被测对象的一致性解释与描述，以完成所需的决策和估计任务；智能诊断层包括企业配用电网络模型、仿真系统、专家系统、数据挖掘四部分，其中企业配用电网络模型结合企业实际配用电线路建立企业配用电网络模型，在给定接线方式和运行条件后根据无线传感器节点采集的电气量进行潮流计算，采用牛顿‑拉夫逊法、高斯—塞德尔法、P‑Q分解法计算出各条线路的潮流分布情况，并实时显示；仿真系统在企业进行电力调度时，通过仿真系统进行模拟调度，来验证方案的可行性，排除潜在的安全隐患，当新的设备加入或者旧的设备退出配用电网络时，通过仿真系统模拟运行，借此观察设备变动对系统运行状态的影响，确保安全实施；专家系统针对电力系统安全、故障诊断构建专家知识库，然后专家系统采用合适的推理机进一步分析推理，综合评价企业电力网络的安全状态，安全状态从低到高依次为SL1、SL2、SL3、SL4，其中SL1代表严重警告，SL2代表预警，SL3代表安全状态一般，SL4代表安全状态良好；数据挖掘结合历史数据深入分析与电能质量相关的指标，挖掘企业的用电规律，分析其内在关联，根据企业的实际用电现状，提出电能质量的具体优化方案；决策支持层首先利用企业配用电网络模型计算出的各条线路潮流分布情况，通过实时显示使得企业管理人员可以全面直观的掌握电力系统的运行状态，为制定规划方案、电力调度提供决策支持；同时通过仿真系统模拟运行，为配用电方案的可行性提供了一个验证平台，更好的为管理者提供决策支持，确保配用电安全；同时利用构建的专家系统综合评价企业电力网络的安全状态，并据此制定相关安全策略，提供相应的安全预案供企业参考；最后利用数据挖掘技术挖掘企业的用电规律，根据企业的实际用电现状，提出电能质量的具体优化方案，最终为企业实现配用电安全提供决策支持。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张克贵，贺伟，
申请(专利权)人：合肥天海电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34