配电线路防外力破坏智能预警系统及方法与流程

本发明涉及配电线路预警，具体涉及配电线路防外力破坏智能预警系统及方法。

背景技术：

1、配电线路是输送电能的重要通道，但常常面临着外力破坏带来的安全隐患。外力破坏可能源自多种因素，包括自然灾害（如风暴、地震）、人为因素（如工程施工、交通事故）以及恶劣环境条件（如高温、高湿度）。这些外力破坏可能导致线路断裂、设备损坏、电力中断甚至火灾等严重后果，对人们的生命财产安全造成严重威；

2、为了及时发现外力破坏，保障配电线路的安全稳定运行，智能预警系统应运而生，系统能够及时感知线路的异常情况，并通过数据采集、传输和处理，对异常事件进行快速识别和分析。一旦发现线路受到外力破坏的迹象，系统将立即发出预警信号，通知相关管理人员进行及时处置，以避免事故的发生。

3、现有技术存在以下不足：

4、1、传统的集中式算法可能由于数据量大、计算复杂而导致处理效率低下，影响系统的响应速度和效率；

5、2、传统的集中式算法难以灵活应对不同规模和复杂度的配电线路系统，扩展性受限，难以适应系统的变化和增长。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供配电线路防外力破坏智能预警系统，以解决背景技术中不足。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：配电线路防外力破坏智能预警系统，包括节点获取模块、数据采集模块、分布式计算模块、预测模块、策略生成模块、智能控制模块、评估模块；

3、节点获取模块：获取配电线路中的中央节点和其他节点信息，并对各个节点进行编号，通过传感器采集线路的实时数据，实时数据发送至数据采集模块，节点编号信息发送至数据采集模块以及策略生成模块；

4、数据采集模块：在每个节点处对接收到的数据进行预处理，预处理后的数据发送至分布式计算模块；

5、分布式计算模块：将预处理后的多源数据通过边缘计算设备进行计算，使每个节点上并行执行数据分析和处理任务，计算结果发送至预测模块；

6、预测模块：基于边缘计算设备的计算结果预测节点处是否存在破坏风险，并将预测结果通过通信网络传输到策略生成模块；

7、策略生成模块：通过中央节点集中预测结果并分析后，生成相应的预警管理策略发送至管理平台以及对各个节点发出相应的控制指令，控制指令发送至智能控制模块；

8、智能控制模块：各个节点根据接收到的控制指令，采取相应的控制措施；

9、评估模块：通过中央节点定期获取所有节点的预测结果，通过回归分析模型综合分析后评估配电线路的使用状况并发送至管理平台。

10、在一个优选的实施方式中，所述分布式计算模块获取预处理的多源数据，预处理后的多源数据包括电流电压数据、温度湿度数据以及振动数据；

11、将电流电压数据、温度湿度数据以及振动数据进行时序处理后，进行积分运算获取节点的预警值，函数表达式为：

12、

13、式中， z为预警值， b( t)为配电线路电量实时输出变化量，[ t x ，t y]为电流电压波动时段，[ t i ，t j]为温湿度警示时段，[ t a ，t b]为振幅稳定时段， ω1、 ω2、 ω3分别为电流电压波动时段、温湿度警示时段、振幅稳定时段积分数值的权重，且 ω1+ ω2+ ω3=1。

14、在一个优选的实施方式中，所述预测模块获取所有节点通过边缘计算设备计算的预警值，由预警值的函数表达式可知，预警值越大，节点越可能受到外力破坏；

15、将获取的预警值与预设的预警阈值进行对比，预警阈值用于预测节点是否会存在外力破坏的可能；

16、若预警值大于等于预警阈值，预测节点存在外力破坏的可能，若预警值小于预警阈值，预测节点不存在外力破坏的可能。

17、在一个优选的实施方式中，所述评估模块通过中央节点定期获取所有节点的预测结果，通过回归分析模型综合分析后评估配电线路的使用状况并发送至管理平台；

18、回归分析模型的函数表达式为：

19、

20、式中， yj为状态值，{ h 1 、h 2 、…、h n}为节点的回归系数，z 1 、z 2 、…、z n}为每个节点的预警均值，预警均值为节点历史所有预警值求和后除以预警值数量得到；

21、将配电线路的状态值与状态阈值进行对比，若状态值大于状态阈值，评估配电线路的使用状况差，若状态值小于等于状态阈值，评估配电线路的使用状况优。

22、在一个优选的实施方式中，所述电流电压波动时段的获取逻辑为：通过节点处设置的电流传感器以及电压传感器，实时获取节点处的电流值以及电压值，判断电流值是否在预设的电流范围内，判断电压值是否在预设的电压范围内，将电流值不在电流范围内的时段或电压值不在电压范围内的时间记录为电流电压波动时段，电流电压波动时段的持续时间越长，表明配电线路节点的电流或电压越偏离正常范围。

23、在一个优选的实施方式中，所述温湿度警示时段的获取逻辑为：通过节点处设置的温度传感器以及湿度传感器，实时获取节点处的温度以及湿度，温度与预设的温度阈值进行对比，湿度与预设的湿度阈值进行对比，将温度大于温度阈值的时段或湿度大于湿度阈值的时段记录为温湿度警示时段，温湿度警示时段持续时间越长，表明配电线路节点的温度或湿度越高；

24、所述振幅稳定时段的获取逻辑为：通过设置在节点处的振动传感器实时监测节点的振动幅度，振动幅度与振动阈值进行对比，将振动幅度低于振动阈值的时段记录为振幅稳定时段，振幅稳定时段越小，表明配电线路节点的振动持续时间越长。

25、在一个优选的实施方式中，所述数据采集模块对接收到的数据进行清洗，去除或修正异常值、缺失值、重复值；

26、将原始数据转换为后续处理的格式或结构，包括数据类型转换、单位转换、时间戳处理；

27、对数据进行归一化或标准化处理，使数据具有统一的尺度和范围，通过主成分分析方法对数据进行降维处理；

28、对清洗和转换后的数据进行异常检测，识别存在的异常或异常模式。

29、配电线路防外力破坏智能预警方法，所述预警方法包括以下步骤：

30、预警系统获取配电线路中的中央节点和其他节点信息，并对各个节点进行编号，通过传感器采集线路的实时数据，在每个节点处对接收到的数据进行预处理；

31、将预处理后的多源数据通过边缘计算设备进行计算，使每个节点上并行执行数据分析和处理任务，基于边缘计算设备的计算结果预测节点处是否存在破坏风险；

32、预测结果通过通信网络传输到中央节点，中央节点集中预测结果并分析后，生成相应的预警管理策略发送至管理平台以及对各个节点发出相应的控制指令；

33、各个节点根据接收到的控制指令，采取相应的控制措施；

34、中央节点定期获取所有节点的预测结果，通过回归分析模型综合分析后评估配电线路的使用状况并发送至管理平台。

35、本发明在工作中，通过分布式计算模块将预处理后的多源数据通过边缘计算设备进行计算，使每个节点上并行执行数据分析和处理任务，预测模块基于边缘计算设备的计算结果预测节点处是否存在破坏风险，策略生成模块：通过中央节点集中预测结果并分析后，生成相应的预警管理策略发送至管理平台以及对各个节点发出相应的控制指令，各个节点根据接收到的控制指令，采智能控制模块取相应的控制措施，如切断电源、调整线路参数等，以减轻外力破坏带来的影响，并确保线路的安全运行。该预警系统将任务分解成多个子任务，并通过并行处理提高数据处理速度，从而提升了系统的响应速度和效率，适应不同规模和复杂度的配电线路系统，使系统具有更好的可扩展性和灵活性。