基于物联网的配电网故障处理方法及系统与流程

本发明涉及数据处理技术，尤其涉及一种基于物联网的配电网故障处理方法及系统。

背景技术：

1、电网系统是由线路、用电设施以及为保障其正常运行所需的调节控制及继电保护和安全自动装置、计量装置、调度自动化、电力通信等二次设施构成的统一整体。科技的进步和经济的飞速发展，使得社会对于电力需求量急速增加，而电网系统中的电力设备在电力的供应中则起着至关重要的作用，因此对于电网系统中电力设备的异常检测变得尤为重要。

2、一般来讲，电力设备一般会通过线路进行连接，从而形成一个电网系统，以实现电能的传输和分配，当电力设备出现问题时，可能会对相应的线路造成影响，进而影响电网系统的正常运行。目前，主要是依靠人工定期巡检的方式对电网系统中的电力设备进行巡检，但是由于电力设备通常是由多个设备部位组合而成的，例如对于变压器来讲，其可能是由高压套管、低压接线端、油柱、油箱、散热片等各个部位构建而成，通过各个设备部位之间的共同协作可以保证设备的正常运行，如果有设备部位之间的相对位置或者形状发生变化，可能会使电力设备处于不佳的工作状态，严重时甚至影响电力设备的正常运行，因此通过上述方式可能会使得检测效率低下，且在设备部位变化比较细微时，通过人眼可能很难发出现的问题，使得检测的数据往往不够准确，导致不能及时发现设备部位出现的问题。

3、因此，如何自动对电网系统中的电力设备进行故障分析，提高电网系统检测时的效率和准确性，成为了急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种基于物联网的配电网故障处理方法及系统，可以自动对电网系统中的电力设备进行故障分析，提高电网系统检测时的效率和准确性。

2、本发明实施例的第一方面，提供一种基于物联网的配电网故障处理方法，包括：

3、获取目标区域的电网拓扑结构，对所述电网拓扑结构进行解析得到多个电网分支，以及与各所述电网分支对应的电力设备；

4、基于电力物联网接收停电信息，根据所述停电信息定位相应所述电网分支作为目标分支，将所述目标分支的电力设备作为目标设备；

5、获取所述目标设备的历史电能信息，根据所述历史电能信息和阈值电能信息进行比对，生成电能判断数据，调取结构研判策略对相应所述目标设备进行结构分析，生成结构判断数据；

6、根据所述电能判断数据和结构判断数据生成配电网故障数据，将所述配电网故障数据发送至管理端进行处理。

7、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，调取结构研判策略对相应所述目标设备进行结构分析，生成结构判断数据，包括：

8、调取结构研判策略获取在预设方位上采集的目标设备对应的初始图像和当前图像，基于轮廓提取模型对初始图像和当前图像中的设备部位进行轮廓提取，得到初始图像中对应各设备部位的多个初始轮廓，以及当前图像中对应各设备部位的多个当前轮廓，其中，不同设备部位预先设置有不同的颜色；

9、选取预设设备部位对应的初始轮廓和当前轮廓作为基准初始轮廓和基准当前轮廓，根据各初始轮廓和基准初始轮廓对应的基准中心点坐标，得到各初始轮廓对应的基准斜率和基准距离，根据各当前轮廓和基准当前轮廓对应的当前中心点坐标，得到各当前轮廓对应的当前斜率和当前距离；

10、以所述设备部位为基准对初始轮廓和当前轮廓进行归类得到多个比对集合，若比对集合中的初始轮廓和当前轮廓对应的基准斜率和当前斜率不一致，或对应的基准距离和当前距离不一致，则将比对集合对应的设备部位作为位移异常部位；

11、根据比对集合中初始轮廓对应的轮廓坐标、基准初始轮廓对应的轮廓坐标、基准初始轮廓对应的基准中心点坐标得到初始轮廓对应的初始轮廓值，根据比对集合中当前轮廓对应的轮廓坐标、基准当前轮廓对应的轮廓坐标、基准当前轮廓对应的当前中心点坐标得到当前轮廓对应的当前轮廓值；

12、基于初始轮廓值和当前轮廓值得到各比对集合对应的轮廓相似值，获取轮廓相似值小于预设轮廓相似值的比对集合对应的设备部位作为轮廓异常部位，生成对应所述轮廓异常部位的提示框，基于提示框对所述轮廓异常部位进行标记，生成结构判断数据；

13、户对所述提示框的操作信息对所述预设轮廓相似值进行训练更新。

14、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，基于轮廓提取模型对初始图像和当前图像中的设备部位进行轮廓提取，得到初始图像中对应各设备部位的多个初始轮廓，以及当前图像中对应各设备部位的多个当前轮廓，包括：

15、基于轮廓提取模型获取目标设备中各设备部位对应的部位像素值区间，提取初始图像中位于各部位像素值区间的像素点作为各设备部位对应的第一像素点，获取相邻的第一像素点生成第一像素点集合，对第一像素点集合进行轮廓提取，得到初始图像中目标设备的各设备部位对应的初始轮廓；

16、提取当前图像中位于各部位像素值区间的像素点作为各设备部位对应的第二像素点，获取相邻的第二像素点生成第二像素点集合，对第二像素点集合进行轮廓提取，得到当前图像中目标设备的各设备部位对应的当前轮廓。

17、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，根据各初始轮廓和基准初始轮廓对应的基准中心点坐标，得到各初始轮廓对应的基准斜率和基准距离，根据各当前轮廓和基准当前轮廓对应的当前中心点坐标，得到各当前轮廓对应的当前斜率和当前距离，包括：

18、对初始图像和当前图像进行坐标化处理，根据各初始轮廓对应的第一初始坐标得到第一基准中心点坐标，根据基准初始轮廓对应的第二初始坐标得到第二基准中心点坐标，基于第一基准中心点坐标和第二基准中心点坐标得到各初始轮廓与基准初始轮廓对应的基准斜率和基准距离；

19、根据各当前轮廓对应的第一当前坐标得到第一当前中心点坐标，根据基准当前轮廓对应的第二当前坐标得到第二当前中心点坐标，基于第一当前中心点坐标和第二当前中心点坐标得到各当前轮廓与基准当前轮廓对应的当前斜率和当前距离。

20、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，根据各初始轮廓对应的第一初始坐标得到第一基准中心点坐标，根据基准初始轮廓对应的第二初始坐标得到第二基准中心点坐标，基于第一基准中心点坐标和第二基准中心点坐标得到各初始轮廓与基准初始轮廓对应的基准斜率和基准距离，包括：

21、获取各初始轮廓对应的多个第一初始坐标中的第一最大x轴坐标值、第一最小x轴坐标值、第一最大y轴坐标值和第一最小y轴坐标值；

22、根据第一最大x轴坐标值和第一最小x轴坐标值的差值的中间值得到第一x轴中心坐标值，根据第一最大y轴坐标值和第一最小y轴坐标值的差值的中间值得到第一y轴中心坐标值，基于第一x轴中心坐标值和第一y轴中心坐标值得到第一基准中心点坐标；

23、获取基准初始轮廓对应的多个第二初始坐标中的第二最大x轴坐标值、第二最小x轴坐标值、第二最大y轴坐标值和第二最小y轴坐标值；

24、根据第二最大x轴坐标值和第二最小x轴坐标值的差值的中间值得到第二x轴中心坐标值，根据第二最大y轴坐标值和第二最小y轴坐标值的差值的中间值得到第二y轴中心坐标值，基于第二x轴中心坐标值和第二y轴中心坐标值得到第二基准中心点坐标；

25、基于第一基准中心点坐标和第二基准中心点坐标计算得到各初始轮廓与基准初始轮廓对应的基准斜率和基准距离。

26、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，基于第一基准中心点坐标和第二基准中心点坐标计算得到各初始轮廓与基准初始轮廓对应的基准斜率和基准距离，包括：

27、通过以下公式计算各初始轮廓与基准初始轮廓对应的基准斜率，

28、，

29、其中，为基准斜率，为第二y轴中心坐标值，为第一y轴中心坐标值，为第二x轴中心坐标值，为第一x轴中心坐标值；

30、通过以下公式计算各初始轮廓与基准初始轮廓对应的基准距离，

31、，

32、其中，为基准距离。

33、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，根据比对集合中初始轮廓对应的轮廓坐标、基准初始轮廓对应的轮廓坐标、基准初始轮廓对应的基准中心点坐标得到初始轮廓对应的初始轮廓值，根据比对集合中当前轮廓对应的轮廓坐标、基准当前轮廓对应的轮廓坐标、基准当前轮廓对应的当前中心坐标得到当前轮廓对应的当前轮廓值，包括：

34、提取各比对集合中初始轮廓边缘线对应的第一轮廓坐标，以及当前轮廓边缘线对应的第二轮廓坐标，根据各第一轮廓坐标和基准初始轮廓对应的第二基准中心点坐标计算得到第一子距离，根据各第二轮廓坐标和基准当前轮廓对应的第二当前中心点坐标计算得到第二子距离；

35、基于所有第一子距离得到比对集合中的初始轮廓与基准初始轮廓之间的第一距离，基于所有第二子距离得到比对集合中的当前轮廓与基准当前轮廓之间的第二距离；

36、提取基准初始轮廓边缘线对应的第三轮廓坐标，以及基准当前轮廓边缘线对应的第四轮廓坐标，根据各第三轮廓坐标和基准初始轮廓对应的第二基准中心点坐标计算得到第三子距离，根据各第四轮廓坐标和基准当前轮廓对应的第二当前中心点坐标计算得到第四子距离；

37、基于所有第三子距离得到基准初始轮廓对应的第三距离，基于所有第四子距离得到基准当前轮廓对应的第四距离；

38、根据第一距离和第三距离的比值得到比对集合中初始轮廓对应的初始轮廓值，根据第二距离和第四距离的比值得到比对集合中当前轮廓对应的当前轮廓值。

39、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，基于初始轮廓值和当前轮廓值得到各比对集合对应的轮廓相似值，包括：

40、根据初始轮廓值和当前轮廓值计算得到轮廓差值，基于轮廓差值计算得到各比对集合对应的轮廓相似值；

41、通过以下公式计算轮廓相似值，

42、，

43、其中，为轮廓相似值，为第个第一轮廓坐标和第二基准中心点坐标之间的第一子距离，为第一轮廓坐标数量的上限值，为第一距离，为第个第三轮廓坐标和第二基准中心点坐标之间的第三子距离，为第三轮廓坐标数量的上限值，为第三距离，为第个第二轮廓坐标和第二当前中心点坐标之间的第二子距离，为第二轮廓坐标数量的上限值，为第二距离，为第个第四轮廓坐标和第二当前中心点坐标之间的第四子距离，为第四轮廓坐标数量的上限值，为轮廓相似权重值。

44、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，所述生成对应所述轮廓异常部位的提示框，基于提示框对所述轮廓异常部位进行标记，包括：

45、获取轮廓异常部位对应的异常部位轮廓，以及异常部位轮廓对应的多个坐标中的第三最大x轴坐标值、第三最小x轴坐标值、第三最大y轴坐标值和第三最小y轴坐标值；

46、根据第三最大x轴坐标值生成第一竖直线，根据第三最小x轴坐标值生成第二竖直线，根据第三最大y轴坐标值生成第一横向线，根据第三最小y轴坐标值生成第二横向线，基于第一竖直线、第二竖直线、第一横向线、第二横向线生成轮廓异常部位的提示框；

47、根据用户对所述提示框的操作信息对所述预设轮廓相似值进行训练更新，包括：

48、接收用户对所述提示框的选中信息，对所述提示框进行消除处理，并将消除提示框所对应的轮廓相似值标记为反馈轮廓相似值；

49、根据所述反馈轮廓相似值对所述预设轮廓相似值进行训练更新。

50、本发明实施例的第二方面，提供一种基于物联网的配电网故障处理系统，包括：

51、分支模块，用于获取目标区域的电网拓扑结构，对所述电网拓扑结构进行解析得到多个电网分支，以及与各所述电网分支对应的电力设备；

52、物联模块，用于基于电力物联网接收停电信息，根据所述停电信息定位相应所述电网分支作为目标分支，将所述目标分支的电力设备作为目标设备；

53、判断模块，用于获取所述目标设备的历史电能信息，根据所述历史电能信息和阈值电能信息进行比对，生成电能判断数据，调取结构研判策略对相应所述目标设备进行结构分析，生成结构判断数据；

54、管理模块，用于根据所述电能判断数据和结构判断数据生成配电网故障数据，将所述配电网故障数据发送至管理端进行处理。

55、本发明的有益效果如下：

56、1、本发明会通过对各设备部位的相对位移和轮廓形状进行比对，来判断各设备部位的位姿和轮廓形状是否发生变化，从而来判断设备是否发生异常，通过对设备部位位姿和轮廓形状的双重判断，可以提高对设备部位异常检测时的准确性。一方面，本发明在判断设备部位的位姿变化时，会通过各设备部位的轮廓对应的斜率和距离来判断各设备部位有没有发生倾斜、脱落或者移动等问题，通过斜率和距离的双重判断，可以提高对设备部位位移变化时的准确性。另一方面，本发明在判断设备部位的轮廓形状变化时，会根据初始轮廓值和当前轮廓值计算得到的轮廓相似值对其进行判断，并且由于轮廓相似值运算时的数据量相对较大，还会对轮廓相似值进行进一步的反馈训练，这样可以提高对设备部位的轮廓形状判断时的准确性。此外，与现有技术中的人工定期检修的方式相比，本发明还可以提高设备异常检测时的效率。

57、2、本发明在通过设备部位的轮廓对应的斜率和距离来判断设备部位的相对位移是否发生变化时，会通过设备部位对应的初始轮廓的中心点坐标和预设设备部位的中心点坐标得到设备部位对应的基准斜率和基准距离，通过设备部位对应的当前轮廓的中心点坐标和预设设备部位的中心点坐标得到设备部位对应的当前斜率和当前距离，然后将基准斜率和当前斜率进行比对，将基准距离和当前距离进行比对，来判断设备部位相对于预设设备部位的相对位移是否发生改变，进而判断设备部位是否发生倾斜、脱落或者移动，通过两个坐标点生成的斜率和距离的双重判断，可以提高判断时的效率以及准确性。

58、3、本发明在通过轮廓相似值判断设备部位的轮廓是否产生形变时，会对各设备部位对应的轮廓数值进行放大处理，通过放大后的轮廓之间的数值比值来判断设备部位的轮廓是否产生形变。首先，本发明会依据初始轮廓最外围对应的所有轮廓坐标与基准初始轮廓的中心点坐标得到初始轮廓与基准初始轮廓中心点之间的第一距离，再通过基准初始轮廓最外围对应的所有轮廓坐标与其中心点坐标得到基准初始轮廓最外围轮廓与其中心点之间的第三距离，通过第一距离和第三距离的比值得到初始轮廓值，然后再通过同样方法得到当前轮廓值，最后依据初始轮廓值和当前轮廓值之间的差值计算得到轮廓相似值，通过对数据的放大可以提高轮廓判断时的准确性，同时为了减少运算时产生的误差，本发明还会进一步对轮廓相似值进行反馈训练，通过与用户之间的信息交互将得到的误差数值进行更新训练，可以进一步提高对设备部位轮廓判断时的准确性。