一种基于大数据分析的电力生产安全预警系统的制作方法

本发明属于电力生产领域，涉及安全预警技术，具体是一种基于大数据分析的电力生产安全预警系统。

背景技术：

1、电力是以电能作为动力的能源，电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。它将自然界的一次能源通过机械能装置转化成电力，再经输电、变电和配电将电力供应到各用户。

2、在现有技术中，在对电力生产过程进行安全预警的方式通常为统一化的管理方式和监管方式，没有将电力生产过程进行精细划分，也没有基于各项生产数据对电力生产过程进行差异化监管，统一化的管理方式和监管方式容易造成监管资源的浪费；

3、为此，我们提出一种基于大数据分析的电力生产安全预警系统。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于大数据分析的电力生产安全预警系统。

2、本发明所要解决的技术问题为：

3、如何基于各项生产数据实现对电力生产过程的差异化监管。

4、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

5、一种基于大数据分析的电力生产安全预警系统，包括存储模块、历史分析模块、智能监测模块、区域圈定模块、数据采集模块、行为分析模块、设备分析模块、预警终端以及服务器；

6、所述区域圈定模块用于将电力生产范围划分为多个监管区域并发送至服务器；所述存储模块用于记录电力生产范围中监管区域的历史预警数据；所述历史分析模块用于对电力生产范围中监管区域的历史预警情况进行分析，通过服务器将分析得到的电力生产范围中监管区域的监管等级发送至智能监测模块；

7、所述智能监测模块用于对电力生产范围中监管区域的监测准则进行设定，通过服务器将设定的电力生产范围中监管区域的监测准则发送至数据采集模块和设备分析模块；

8、所述数据采集模块用于依据数据采集周期采集监管区域中电力生产设备的实时设备数据以及监管区域中电力生产过程中的实时行为数据，并将实时设备数据和实时行为数据发送至服务器，所述服务器将实时行为数据发送至行为分析模块和将实时设备数据发送至设备分析模块；所述存储模块还用于存储电力生产范围中监管区域的设备使用数据以及电力生产过程中的预警行为轮廓图；

9、所述行为分析模块用于对电力生产范围中监管区域的行为情况进行分析，通过服务器将分析生成的行为预警信号或行为正常信号发送至预警终端；所述设备分析模块用于对电力生产范围中监管区域的设备情况进行分析，通过服务器将分析生成的设备正常信号或设备异常信号发送至预警终端；所述预警终端用于对电力生产范围对应监管区域的电力生产情况进行预警。

10、进一步地，预警数据为监管区域的预警次数以及每次预警的预警时间。

11、进一步地，所述历史分析模块的分析过程具体如下：

12、获取电力生产范围中监管区域的预警次数；

13、而后获取电力生产范围中监管区域每次预警时的预警时间，计算相邻预警时间的预警间隔时长，多组预警间隔时长相加求和取均值后得到电力生产范围中监管区域的平均预警间隔时长；

14、计算电力生产范围中监管区域的预警值；

15、若预警值小于第一预警阈值，则电力生产范围中监管区域的监管等级为第三监管等级；

16、若预警值大于等于第一预警阈值且小于第二预警阈值，则电力生产范围中监管区域的监管等级为第二监管等级；

17、若预警值大于等于第二预警阈值，则电力生产范围中监管区域的监管等级为第一监管等级。

18、进一步地，第一预警阈值小于第二预警阈值；

19、第一监管等级的等级高于第二监管等级的等级，第二监管等级的等级高于第三监管等级的等级。

20、进一步地，所述智能监测模块的设定过程具体如下：

21、若为第一监管等级，则监管区域的数据采集周期为第一周期、设备预警阈值为第一设备预警阈值；

22、若为第二监管等级，则监管区域的数据采集周期为第二周期、设备预警阈值为第二设备预警阈值；

23、若为第三监管等级，则监管区域的数据采集周期为第三周期、设备预警阈值为第三设备预警阈值。

24、进一步地，第一周期的时长短于第二周期的时长，第二周期的时长短于第三周期的时长；

25、第一设备预警阈值小于第二设备预警阈值，第二设备预警阈值小于第三设备预警阈值。

26、进一步地，实时设备数据为监管区域中电力生产设备在多个时间点时的实时温度值、实时电流值和实时电压值；实时行为数据为监管区域中电力生产过程中的实时行为轮廓图；

27、设备使用数据为监管区域中电力生产设备的设备使用时长和设备维修次数。

28、进一步地，所述行为分析模块的分析过程具体如下：

29、获取监管区域中电力生产过程中的实时行为数据，得到电力生产过程中的实时行为轮廓图；

30、而后获取监管区域在电力生产过程中的预警行为轮廓图；

31、将实时行为轮廓图与预警行为轮廓图进行逐一堆叠放置，统计实时行为轮廓图与预警行为轮廓图堆叠放置时产生的未重叠区域，计算未重叠区域的面积得到实时行为轮廓图与预警行为轮廓图堆叠放置时的未重叠区域面积；

32、同时，统计实时行为轮廓图与预警行为轮廓图堆叠放置时未重叠区域的数量，并将未重叠区域的数量记为未重叠区域数；

33、通过计算公式计算得到实时行为轮廓图与预警行为轮廓图的相似度，相似度的计算公式具体为：

34、相似度=未重叠区域面积*第一权重系数+未重叠区域数*第二权重系数；

35、若相似度超过预设相似度，则认定实时行为轮廓图与预警行为轮廓图相匹配，生成行为预警信号；

36、若相似度未超过预设相似度，则认定实时行为轮廓图与预警行为轮廓图不匹配，生成行为正常信号。

37、进一步地，所述设备分析模块的分析过程具体如下：

38、获取监管区域中电力生产设备在多个时间点时的实时温度值、实时电流值和实时电压值；

39、若任一时间点时的实时温度值超过温度阈值、实时电流值超过电流阈值或实时电压值超过电压阈值，则生成设备异常信号；

40、若所有时间点时的实时温度值不超过温度阈值，所有时间点时的实时电流值不超过电流阈值，所有时间点时的实时电压值不超过电压阈值，则进入下一步骤；

41、获取监管区域中电力生产设备的设备使用数据，得到监管区域中电力生产设备的设备使用时长和设备维修次数；

42、计算监管区域中电力生产设备的设备预警值；

43、获取监管区域对应的设备预警阈值，并将设备预警值与设备预警阈值进行比对；

44、若监管区域中任一电力生产设备的设备预警值超过设备预警阈值，则生成设备异常信号；

45、若监管区域中所有电力生产设备的设备预警值均不超过设备预警阈值，则生成设备正常信号。

46、进一步地，所述预警终端的工作过程具体如下：

47、若接收到设备正常信号和行为正常信号，则不进行任何操作；

48、若接收到行为预警信号或行为正常信号，则生成预警信号。

49、第二方面，一种基于大数据分析的电力生产安全预警系统，包括如下步骤：

50、步骤s101，区域圈定模块将电力生产范围划分为多个监管区域，并将监管区域发送至服务器；

51、步骤s102，历史分析模块对电力生产范围中监管区域的历史预警情况进行分析，并将分析得到的电力生产范围中监管区域的监管等级将反馈至服务器，服务器将电力生产范围中监管区域的监管等级发送至智能监测模块；

52、步骤s103，智能监测模块对电力生产范围中监管区域的监测准则进行设定，并将设定的电力生产范围中监管区域的监测准则反馈至服务器，服务器将电力生产范围中监管区域的监测准则发送至数据采集模块和设备分析模块。

53、步骤s104，数据采集模块依据数据采集周期采集监管区域中电力生产设备的实时设备数据以及监管区域中电力生产过程中的实时行为数据，并将实时设备数据和实时行为数据发送至服务器，服务器将实时行为数据发送至行为分析模块，所述服务器将实时设备数据发送至设备分析模块；

54、步骤s105，行为分析模块对电力生产范围中监管区域的行为情况进行分析，分析生成行为预警信号或行为正常信号反馈至服务器，服务器将行为预警信号或行为正常信号发送至预警终端；

55、步骤s106，设备分析模块对电力生产范围中监管区域的设备情况进行分析，分析生成设备正常信号或设备异常信号反馈至服务器，服务器将设备正常信号或设备异常信号发送至预警终端；

56、步骤s107，预警终端对电力生产范围对应监管区域的电力生产情况进行预警。

57、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

58、本发明首先利用区域圈定模块将电力生产范围划分为多个监管区域，而后利用历史分析模块对电力生产范围中监管区域的历史预警情况进行分析，分析得到的电力生产范围中监管区域的监管等级发送至智能监测模块，智能监测模块对电力生产范围中监管区域的监测准则进行设定，依据数据采集周期采集监管区域中电力生产设备的实时设备数据以及监管区域中电力生产过程中的实时行为数据，一方面通过行为分析模块对电力生产范围中监管区域的行为情况进行分析，分析生成得到行为预警信号或行为正常信号发送至预警终端，另一方面通过设备分析模块对电力生产范围中监管区域的设备情况进行分析，分析生成设备正常信号或设备异常信号发送至预警终端，最终通过预警终端对电力生产范围对应监管区域的电力生产情况进行预警，本发明基于多项生产数据实现电力生产过程的差异化监管。