一种智能集中器的制作方法

本发明属于集中器监测管理，涉及到一种智能集中器。

背景技术：

1、智能集中器是一种集成了通信、控制和数据处理等功能的设备。集中器具备运行数据采集、通信和数据显示等功能，应用在电力系统中可以为电力系统的管理、调度和决策提供有力支持。对于电力系统领域集中器的质量监督能够保障智能电网和电力管理系统的高效、安全运行。

2、现有集中器的质量监测主要针对硬件状态和通信连接进行监测，对异常情况进行预警，这样的监测方式存在以下不足：1、传统集中器的通信状态监测主要是对连接中断或连接故障等重点问题进行监控，缺乏对通信过程的监测，一方面无法及时识别通信故障的具体发生时间，容易造成通信故障处理延迟，另一方面单纯进行连接中断监测难以准确反映通信传输的有效性，这是由于通信连接上并不代表通信传输有效，当集中器在不佳的状态下进行通信在一定程度上增大了数据包丢失或错误的发生率，影响进而影响系统的正常运行和决策，同时不佳的通信状态可能导致通信模块频繁重新连接或重发数据，增加了系统的能耗，降低了能源利用效率。

3、2、现有集中器的自我监测是主要针对硬件状态、通信连接、数据采集和故障等方面进行监控，忽略了关于数据显示情况的监控，数据显示功能是管理人员和使用人员最常用的模块，传统的集中器自检内容不够全面，无法切实有效反映集中器的真实工作状态，降低了集中器的使用效果。

4、3、现有的集中器在遇到异常情况时向管理系统发送故障告警，从而辅助管理人员进行故障原因诊断，这种预警方式较为繁琐，无法直接显示故障模块和故障程度，浪费人力物力，降低集中器工作效率，加大管理人员维修难度，可能导致误判而影响电力系统的正常运行，降低集中器管理电力系统的安全性。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种智能集中器。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供一种智能集中器，包括：通信质量检测分析模块，用于对目标集中器的通信信号进行传输性能检测，并基于检测结果分析目标集中器的通信功能质量情况。

3、数显质量检测分析模块，用于获取目标集中器中数显区域的显示图像，并从显示图像中提取显示信息，进而对显示信息进行清晰度与完整度检测，由此分析目标集中器的数显功能质量情况。

4、运行采集质量检测分析模块，用于采集目标集中器所连接电力系统的运行数据，并与目标集中器相连接电能表显示的电能数据进行对比，由此分析目标集中器的运行采集功能质量情况。

5、异常状态预警模块，用于基于目标集中器的通信功能、数显功能和运行采集功能的质量分析结果判断各功能模块是否处于异常状态，如果处于异常状态，则进行预警处理。并对处于异常状态的功能模块进行异常等级评判，并记录异常等级。

6、数据管理库，用于存放目标集中器对应数据显示模块的正常显示图像。

7、于本发明一优选实施例，所述传输性能包括传输及时性和传输一致性，其中传输及时性的检测过程如下：从目标集中器通信过程中选取监测时段，并在监测时段内分别在通信发送端和通信接收端进行通信信号采集，由此统计监测时段内目标集中器发出的通信次数，形成通信记录，进而获取各条通信记录对应的通信信号发出量、通信信号接收量和通信时长。

8、在各条通信记录对应的通信时长内检测通信网速nsi和各通信记录对应的通信信号发出量ni代入公式计算得到各通信记录对应的正常通信时长sti，其中l表示通信发出端到通信接收端的距离，其中i表示通信记录编号，i＝1，2……p。

9、将各通信记录对应的通信时长δti和各通信记录对应的正常通信时长sti代入公式计算得到目标集中器对应的通信功能传输及时度α，其中p表示通信记录数量。

10、于本发明一优选实施例，所述传输一致性的检测过程如下：将目标集中器各条通信记录的通信信号发出量和信通信信号接收量带入公式得到目标集中器在各通信记录的通信信号丢失率。

11、设定允许通信信号丢失率，并基于设定的允许通信信号丢失率将目标集中器通信信号丢失率与其对比，将通信信号丢失率小于或等于允许通信信号丢失率的通信记录数量记为d,进而将d代入公式得到目标集中器对应的通信功能传输一致度β，其中p表示通信记录数量。

12、于本发明一优选实施例，所述分析目标集中器的通信功能质量情况步骤如下：将目标集中器对应的通信传输及时度α和传输一致度β代入公式得到目标集中器对应的通信功能质量系数η，其中e表示自然常数。

13、于本发明一优选实施例，所述对显示信息进行清晰度与完整度检测分析如下：通过对目标集中器数据显示屏进行若干次截屏操作得到目标集中器数据显示的图像。

14、从目标集中器数据显示的图像中识别显示内容，同时从数据管理库中提取符合该显示内容的正常显示图像。

15、从显示内容中提取显示信息轮廓，并与正常显示图像中显示信息轮廓进行重合对比，得到重合区域面积csj，将正常显示图像中显示信息轮廓面积记为zsj,其中j表示截取的目标集中器数据显示图像编号，j＝1，2……q。

16、将各数据显示图像对应的重合区域面积csj和正常显示图像中显示信息轮廓面积zsj代入公式得到显示信息完整度q表示截取的目标集中器数据显示图像数量。

17、根据显示屏的规格型号获取显示屏处于清晰显示状态下的像素值xs0。

18、从截取的目标集中器数据显示的图像中提取像素值，记为xsj，代入公式得到显示信息清晰度γ。

19、于本发明一优选实施例，所述分析目标集中器的数显功能质量情况具体如下：将目标集中器对应的显示信息完整度和显示信息清晰度γ代入公式得到目标集中器对应的数显功能质量系数λ。

20、于本发明一优选实施例，所述采集运行数据包括运行电压、运行电流，采集目标集中器所连接电力系统的运行数据步骤如下：在目标集中器运行过程中选取若干监测时段，并获取各监测时段的时长记为tk，其中k表示选取的监测时段编号，k＝1,2……l，从监测时段内对应的目标集中器数据显示屏的图像中提取相关运行数据信息，并从中读取显示的目标集中器所连接电力系统的运行电压uk和运行电流ik。

21、于本发明一优选实施例，所述分析目标集中器的运行采集功能质量情况具体如下：将目标集中器各监测时段的时长tk、目标集中器所连接电力系统的运行电压uk和运行电流ik带入公式qk＝uk*ik*tk得到各监测时段目标集中器所连接电力系统的用电量qk。

22、从电力系统外接电能表中读取各监测时段电力系统的实际用电量记为sqk,将各监测时段目标集中器所连接电力系统的用电量qk和实际电力系统的用电量sqk带入公式得到目标集中器对应的运行采集功能质量系数θ，l表示选取的监测时段数量。

23、于本发明一优选实施例，所述判断各功能模块是否处于异常状态分析如下：将目标集中器对应的通信功能质量系数η代入判断模型分析得到目标集中器对应的通信功能的评判结果，其中w1表示通信模块功能处于正常状态，w2表示通信模块功能处于异常状态，η′表示设定的目标集中器对应的达标通信功能质量系数。

24、将目标集中器对应的数显功能质量系数λ代入分析模型分析得到目标集中器对应的数显功能的评判结果，其中w3表示数显模块功能处于正常状态，w4表示数显模块功能处于异常状态，λ′表示设定的目标集中器对应的达标数显功能质量系数。

25、将目标集中器对应的运行采集功能质量系数θ代入分析模型分析得到目标集中器对应的运行采集功能的评判结果，其中w5表示运行采集模块功能处于正常状态，w6表示运行采集模块功能处于异常状态，θ′表示设定的目标集中器对应的达标运行采集功能质量系数。

26、于本发明一优选实施例，所述进行异常等级评判步骤如下：基于各功能模块是否处于异常状态的判断结果从中提取处于异常状态下的功能模块。

27、依据该功能模块的质量系数评判异常等级。

28、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：(1)本发明通过对目标集中器通信模块的通信信号进行传输性能检测，具体包括针对通信过程中传输一致性和传输及时性进行监测，从而分析目标集中器的通信功能质量情况，这种方式能够及时识别通信故障的具体发生时间，准确反映通信传输的有效性，能够反映通信传输的真实、有效情况，提升了集中器对于数据信息传输的管理效果。降低了系统的能耗，提升了能源利用效率。

29、(2)本发明通过对于目标集中器通信功能、数显功能和运行数据采集功能的质量情况进行综合分析，这种分析方式综合考虑了电力集中器正常运行的重要功能，可以全面了解电力集中器的运行状态和性能，提高对电力集中器的管理效率，节省了时间和人力资源，使得对目标集中器功能情况分析更加实用、科学。

30、(3)本发明通过基于目标集中器各模块功能质量情况进行分析，分别判断各功能模块异常情况以及异常等级，能够有效帮助管理人员进行异常功能判断和处理，降低管理人员维修难度，大大提升管理人员维修效率，节省了人力物力，避免了因为误判而导致的影响电力系统正常运行的情况发生，提升了集中器管理的电力系统的安全性。