一种配电柜运行监管系统的制作方法

本发明涉及配电柜设备监管，尤其涉及一种配电柜运行监管系统。

背景技术：

1、随着电力系统的不断发展，对配电柜的稳定性和安全性要求越来越高。传统的配电柜监管多依赖于人工定期检查，不仅效率低下，而且难以实时发现和处理突发故障。因此，开发一种能够实现实时监控、故障预警和远程管理的配电柜运行监管系统显得尤为重要。

2、中国专利公开号：cn117040138a公开了一种配电柜运行动态安全评估系统，包括处理器、配电柜采分模块、多部件逐项监测模块、配电柜整体决策模块以及后台可视化预警终端；本发明通过配电柜采分模块进行分析并判断是否生成对应配电柜的报废信号，以便管理人员及时进行相应配电柜的报废，减小后续运行风险和降低安全隐患，且通过将未生成报废信号的配电柜的内部各部件运行状况进行逐一分析，以生成多部件监测合格信号或多部件监测不合格信号，以及将多部件监测合格信号所对应的配电柜进行整体决策分析，据此以生成决策正常信号或决策异常信号，实现对配电柜动态安全的全方面评估，评估结果精准性高，有效保证配电柜的运行安全和稳定；由此可见，该发明仅针对配电柜的运行的安全状态进行判断和分析，未对配电柜的运行过程进行高效监管，存在对配电柜运行状态监管效率低的问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种配电柜运行监管系统，用以克服现有技术中对配电柜运行状态监管效率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种配电柜运行监管系统，包括，

3、数据获取模块，用以实时获取配电信息，还用以获取配电柜参数和配电柜历史信息；

4、数据分析模块，用以根据配电柜安置地区的海拔高度和配电柜参数对配电柜运行参数进行分析，还用以根据配电柜历史信息和配电柜运行参数对配电柜内各回路进行安全等级划分；

5、回路分析模块，用以根据监测周期内的配电信息和各回路的安全等级对各回路的运行状态进行分析；

6、整体分析模块，用以根据各回路的运行状态分析结果对配电柜整体运行状态进行分析，还用以根据配电柜参数对配电柜整体运行状态的分析过程进行调整；

7、配电管理模块，用以根据监测周期内配电柜的回路运行状态分析结果和整体运行状态分析结果生成下一监测周期的管理方案，并将管理方案向用户进行输出；

8、管理更新模块，用以根据管理周期内各监测周期的配电柜整体运行状态分析结果对下一管理周期生成管理方案的过程进行更新。

9、进一步地，所述数据分析模块设有海拔分析单元，所述海拔分析单元用以将配电柜安置地区的海拔高度h与各预设海拔高度进行比对，并根据比对结果和配电柜参数对配电柜运行参数进行分析，其中：

10、当2000≤h＜h1时，所述海拔分析单元将各回路的实际最大负载功率设为ps1(i)，设定ps1(i)＝ie(i)×ue×[1-l n(1+h/2000)]/cosφ；

11、当h1≤h＜h2时，所述海拔分析单元将各回路的实际最大负载功率设为ps2(i)，设定ps2(i)＝ie(i)×ue×[1-s i n(h/2000)]/cosφ；

12、当h≥h2时，所述海拔分析单元将各回路的实际最大负载功率设为ps3(i)，设定ps3(i)＝ie(i)×ue×(1-h/2000)/cosφ；

13、其中，i＝1，2...n1，n1是回路数量，ie(i)是配电柜第i个回路的额定电流，ue是配电柜额定电压，h1是第一预设海拔高度，cosφ是功率因数，φ是配电柜电压与电流之间的相位差，h2是第二预设海拔高度。

14、进一步地，所述数据分析模块还设有安全等级划分单元，所述安全等级划分单元用以将各回路的历史负载平均值pe(i)与各回路的实际最大负载功率psj(i)进行比对，并根据比对结果对配电柜内各回路进行安全等级划分，设定j＝1，2，3，其中：

15、当pe(i)≤psj(i)×a1时，所述安全等级划分单元判定该回路的安全等级为一级；

16、当psj(i)×a1＜pe(i)≤psj(i)×a2时，所述安全等级划分单元判定该回路的安全等级为二级；

17、当pe(i)＞psj(i)×a2时，所述安全等级划分单元判定该回路的安全等级为三级；

18、其中，a1是第一预设安全系数，a2是第二预设安全系数，0＜a1＜a2＜1.2；

19、所述数据分析模块还设有第一调整单元，所述第一调整单元用以将各回路的保护部件触发次数n2(i)与触发次数阈值m进行比对，并根据比对结果对配电柜内各回路进行安全等级划分的过程进行调整，其中：

20、当n2(i)＜m时，所述第一调整单元判定该回路的保护部件触发次数正常，不进行调整；

21、当n2(i)≥m时，所述第一调整单元判定该回路的保护部件触发次数异常，并将第二预设安全系数调整为a2’，设定a2’＝a2×{1-[n2(i)-m]/m}。

22、进一步地，所述回路分析模块设有回路负载分析单元，所述回路负载分析单元用以根据负载功率p(i)和各回路的安全等级对负载异常性进行分析，其中：

23、当回路安全等级为一级时，若p(i)＜psj(i)×b1时，所述回路负载分析单元判定内该回路负载正常，若p(i)≥psj(i)×b1时，所述回路负载分析单元判定该回路负载异常；

24、当回路安全等级为二级时，若p(i)＜psj(i)×b2时，所述回路负载分析单元判定该回路负载正常，若p(i)≥psj(i)×b2时，所述回路负载分析单元判定该回路负载异常；

25、当回路安全等级为三级时，若p(i)＜psj(i)×b3时，所述回路负载分析单元判定该回路负载正常，若p(i)≥psj(i)×b1时，所述回路负载分析单元判定该回路负载异常；

26、其中，b1是第一安全负载系数，b2是第二安全负载系数，b3是第三安全负载系数，1.2＞b1＞b2＞b3＞0；

27、所述回路分析模块还设有电流分析单元，所述电流分析单元根据各回路的负载电流i(i)与各回路的额定电流ie(i)对各回路的电流异常性进行分析，其中：

28、当i(i)＜ie(i)×η时，所述电流分析单元判定该回路的电流正常；

29、当i(i)≥ie(i)×η时，所述电流分析单元判定该回路的电流异常。

30、进一步地，所述回路分析模块还设有异常分析单元，所述异常分析单元将根据各回路的负载异常性的分析结果和电流异常性分析结果对监测周期内各回路运行异常状态进行分析，其中：

31、当c1×a1(i)/b+c2×a2(i)/b＜c时，所述异常分析单元判定监测周期内该回路运行状态为正常；

32、当c1×a1(i)/b+c2×a2(i)/b≥c时，所述异常分析单元判定监测周期内该回路运行状态为异常；

33、其中，c1是负载权重值，c2是电流权重值，c1＞c2且c1+c2＝1，a1(i)是第i个回路在监测周期内负载异常的是时长，b是监测周期的时长，c是预设异常指数。

34、进一步地，所述整体分析模块设有整体异常分析单元，所述整体异常分析单元用以根据各回路的异常分析状态对配电柜整体运行状态进行分析；

35、所述整体异常分析单元统计监测周期内配电柜各回路运行异常状态为异常的回路数量n3，并根据统计结果计算异常比例α，设定α＝n3/n1；

36、所述整体异常分析单元将异常比例α与预设异常比例y进行比对，并解根据比对结果对配电柜整体运行状态进行分析，其中：

37、当α＜y时，所述整体异常分析单元判定监测周期内配电柜整体运行状态为正常；

38、当α≥y时，所述整体异常分析单元判定监测周期内配电柜整体运行异常。

39、进一步地，所述整体分析模块还设有整体负载调整单元，所述整体负载调整单元根据配电柜参数计算配电柜总输出功率pw和承载功率pc，总输出功率pw和承载功率pc的计算公式如下：

40、

41、

42、其中，s是配电柜输入端电线的横截面积，k是电线的导电率，l是配电柜输入端电线的电线长度；

43、所述整体负载调整单元将监测周期内的总输出功率pw与承载功率pc进行比对，并根据比对结果对配电柜负载状态进行分析，所述整体负载调整单元还用以根据配电柜负载状态对整体运行状态的分析过程进行调整，其中：

44、当pw＜pc时，所述整体分析单元判定监测周期内配电柜负载正常，不进行调整；

45、当pw≥pc时，所述整体分析单元判定监测周期内配电柜负载异常，并将预设异常比例调整为y’，设定y’＝y×{1-2/π×arctan[(pw-pc)/pc]}。

46、进一步地，所述整体分析模块还设有优化单元，所述优化单元用以将监测周期内的热对流散热功率t与各热对流散热功率进行比对，并根据比对结果对整体运行状态的调整过程进行优化，其中：

47、当t＜t1时，所述优化单元判定监测周期内的散热功率低，并将承载功率pc调整为pc’，设定pc’＝pc×cosφ×(t1-t)/t1；

48、当t1≤t＜t2时，所述优化单元判定监测周期内散热正常，不进行优化；

49、当t≥t2时，所述优化单元判定监测周期内散热功率高，并将承载功率pc优化为pc”，设定pc”＝pc×cosφ×exp[(t2-t)/t1]；

50、其中，t1是第一预设热对流散热功率，t2是第二预设热对流散热功率，t1＜t2。

51、进一步地，所述配电管理模块根据监测周期内配电柜的回路运行状态分析结果和整体运行状态分析结果生成下一监测周期的管理方案，其中：

52、当整体运行状态为正常时，若第i个回路的运行状态为正常，所述配电管理模块将下一监测周期第i个回路的电线数量设为d1(i)，设定d1(i)＝d0(i)；若第i个回路的运行状态为异常，所述配电管理模块将下一监测周期第i个回路的电线数量设为d2(i)，设定所述配电管理模块将下一监测周期各回路的电线数量作为下一监测周期的管理方案；

53、当整体运行状态为异常且g(i)/b＜β时，所述配电管理模块将配电柜输入端的电线数量设为f1，设定f1＝pw×l/(ue2×k)，此时，若第i各回路的运行状态为正常，所述配电管理模块将下一监测周期第i个回路的电线数量设为d3(i)，设定d3(i)＝d0(i)，若第i个回路的运行状态为异常，所述配电管理模块将下一监测周期第i个回路的电线数量设为d4，设定所述配电管理模块将下一监测周期各回路的电线数量和配电柜输入端的电线数量作为下一监测周期的管理方案；

54、当整体运行状态为异常且g(i)/b≥β时，所述配电管理模块将“建议用户对配电柜进行重新布局和检查”作为下一监测周期的管理方案；

55、所述配电管理模块将下一监测周期的管理方案向用户进行输出；

56、其中，d0(i)是当前监测周期第i回路的电线和数量，g(i)是监测周期内配电柜负载异常的时长，β是预设负载时长比例。

57、进一步地，所述管理更新模块根据管理周期内的各监测周期的配电柜整体运行状态分析结果对下一管理周期下一管理周期生成管理方案的过程进行更新；

58、所述管理更新模块统计管理周期内配电柜整体运行状态为正常的监测周期比例γ，设定γ＝n4/n，并将γ与预设正常比例v进行比对，所述管理更新模块根据比对结果对下一管理周期输入端电线数量和各回路电线数量的管理过程进行更新，其中：

59、当γ≤v时，所述管理更新模块建议用户对配电柜进行重新布局和检查；

60、当v≤γ＜v×r时，所述管理更新模块将下一管理周期的预设负载时长比例更新为β’，设定β’＝β×s i n[v×(1-r)]；

61、当γ≥v×r时，所述管理更新模块不进行更新；

62、其中，r是缓冲系数，1＜r≤1.5，n是管理周期内监测周期的数量。

63、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，所述数据获取模块通过对本系统所需信息进行获取，提高了数据获取的准确性，进而提高了对高海拔地区各回路最大负载功率分析的准确性，进而提高了对各回路安全等级划分的准确性，从而提高了对回路运行状态和整体运行状态分析的准确性，最终提高了对配电柜运行状态监管的效率，通过所述数据分析模块对配电柜运行参数和进行分析，并对各回路安全等级进行划分，提高了对高海拔地区各回路最大负载功率分析的准确性，从而提高了对回路运行状态和整体运行状态分析的准确性，进而提高了对下一监测周期配电柜管理的准确性，最终提高了对配电柜运行状态监管的效率，通过所述回路分析模块对实时获取的配电信息进行负载分析，并根据分析结果对负载异常性进行分析，提高了对回路运行状态分析的准确性，进而提高了对下一监测周期配电柜管理的准确性，最终提高了对配电柜运行状态监管的效率，通过所述整体分析模块对配电柜整体运行状态进行分析，提高了对整体运行状态分析的准确性，进而提高了对下一监测周期配电柜管理的准确性，最终提高了对配电柜运行状态监管的效率，通过所述配电管理模块对监测周期内配电柜的回路运行状态分析结果和整体运行状态分析结果生成下一监测周期的管理方案，提高了对下一监测周期配电柜管理的准确性，最终提高了对配电柜运行状态监管的效率，通过所述管理更新模块对管理周期内各监测周期的配电柜整体运行状态分析结果对下一管理周期生成管理方案的过程进行更新，提高了对整体运行状态分析的准确性，进而提高了对下一监测周期配电柜管理的准确性，最终提高了对配电柜运行状态监管的效率。