一种变电站的辅助设备智能控制方法及系统与流程

本发明涉及辅助设备控制，更具体地说，本发明涉及一种变电站的辅助设备智能控制方法及系统。

背景技术：

1、变电站在电力系统中扮演着至关重要的角色，变电站不仅作为电能传输和分配的枢纽，还负责将高压电力转换为可供居民和工业使用的低压电力，由于其在电网中的核心地位，变电站的效率直接影响到整个电网的稳定性和经济性；

2、电力系统的效率是衡量能源利用率的重要指标。在变电站内，众多的站用电设备如照明、空调、风机等不仅为变电站的日常运营提供必要的支持，同时也是能源消耗的主要部分，如何有效管理这些设备的能耗，是提升整个电网能效的关键。

3、现有技术存在的不足：在现有的变电站运营管理中，站用电的不当使用和缺乏高效管理手段是普遍存在的问题，这不仅导致了高额的能源浪费，也影响了变电站及整个电网的供电效率，例如，空调和照明等设备的非最优运行时间设置，以及缺乏环境联动控制等，都容易导致能源产生浪费，进而影响到变电站的内部的节能减排。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种变电站的辅助设备智能控制方法及系统，以解决上述背景技术中提出的站用电管理效率差的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种变电站的辅助设备智能控制方法，包括如下步骤：

4、分析变电站的布局，识别关键监控点，根据变电站的布局和关键设备位置，设置传感器；

5、应用随机森林模型分析变电站的历史故障数据和传感器采集的设备运行数据，并识别故障频发区域；

6、根据故障频发区域的辅助设备的功耗，对传感器布局与变电站内辅助设备的功耗匹配情况进行分析，获取功耗匹配分析过程中产生的能耗匹配信息与能效适应信息；

7、根据能耗匹配信息与能效适应信息确定辅助设备能源管理情况并生成不同信号，根据生成的信号进行不同辅助设备的能源管理。

8、在一个优选的实施方式中，分析变电站的布局，识别关键监控点，根据变电站的布局和关键设备位置，设置传感器，具体过程如下：

9、进行布局分析，收集变电站的详细布局图和设备配置信息，包括所有一次和二次设备的位置、类型和重要性评级；

10、进行关键设备位置标定，使用gis技术标定所有主变压器、开关设备、控制室的位置；

11、根据每个设备变电站的布局和关键设备位置设置传感器。

12、在一个优选的实施方式中，应用随机森林模型分析变电站的历史故障数据和传感器采集的设备运行数据，并识别故障频发区域，具体过程如下：

13、将历史故障数据与设备运行数据进行清洗，包括清理数据中的缺失值、错误和异常值，并将清洗好的数据作为原始数据；

14、从原始数据中提取特征，特征包括辅助设备类型、故障频率、设备年龄、维护历史，并标明发生故障区域；

15、进行故障记录审查，对发生故障区域分配标签，将标明的发生故障区域作为随机森林模型训练的正样本；

16、进行随机森林模型训练，并将训练后随机森林模型进行故障频发区域的识别。

17、在一个优选的实施方式中，进行随机森林模型训练，并将训练后随机森林模型进行故障频发区域的识别，具体过程如下：

18、基于域知识选择特征，并进行数据标准化或归一化，将处理后的数据作为训练数据集；

19、使用k-折交叉验证进行随机森林模型性能评估；

20、计算随机森林模型的准确率、召回率、f1分数确定模型性能，当模型性能符合标准后使用随机森林模型进行故障频发区域的识别。

21、在一个优选的实施方式中，对传感器布局与变电站内辅助设备的功耗匹配情况进行分析，获取功耗匹配分析过程中产生的能耗匹配信息与能效适应信息，具体过程如下：

22、能耗匹配信息包括布局能耗匹配指数，能效适应信息包括能效动态适应指数；

23、将获取到布局能耗匹配指数、能效动态适应指数进行联立计算得到辅助控制系数。

24、在一个优选的实施方式中，布局能耗匹配指数、能效动态适应指数的获取方式分别如下：

25、获取传感器进行预设覆盖区域，获取传感器实际覆盖区域，i表示第i个区域，计算传感器覆盖效率值，计算表达式为：，式中，n为总区域数，获取每个区域所节省的能源和所消耗的能量，计算设备能效值，计算表达式为：；

26、获取每个区域传感器进行操作过程中产生的冗余操作数与总操作数，计算得到冗余操作比例，计算表达式为：，计算布局能耗匹配指数，计算表达式为：；

27、获取单位时间st内总的设备运行时间与单位时间进行评估的总小时数，获取第j次调整的持续时间，计算能源调整值，计算表达式为：，m表示调整总数量,获取单位时间内产生的事件数k，获取第k次事件中能耗标准和实际能耗计算能耗过高事件比率，计算表达式为：，计算能效动态适应指数，计算表达式为：。

28、在一个优选的实施方式中，根据能耗匹配信息与能效适应信息确定辅助设备能源管理情况并生成不同信号，根据生成的信号进行不同辅助设备的能源管理，具体过程如下：

29、获取联立计算得到的辅助控制系数，将辅助控制系数与辅助控制阈值进行对比；

30、若辅助控制系数大于或等于辅助控制阈值，则生成设备控制稳定信号，维持现有的辅助设备能耗管理策略；

31、若辅助控制系数小于辅助控制阈值，则生成智能控制信号，调整辅助设备的操作模式。

32、一种变电站的辅助设备智能控制系统，用于实现上述一种变电站的辅助设备智能控制方法，包括：

33、布局设置模块，用于分析变电站的布局，识别关键监控点，根据变电站的布局和关键设备位置，设置传感器；

34、故障区域识别模块，用于应用随机森林模型分析变电站的历史故障数据和传感器采集的设备运行数据，并识别故障频发区域；

35、能耗优化分析模块，用于根据故障频发区域的辅助设备的功耗，对传感器布局与变电站内辅助设备的功耗匹配情况进行分析，获取功耗匹配分析过程中产生的能耗匹配信息与能效适应信息；

36、能源管理模块，用于根据能耗匹配信息与能效适应信息确定辅助设备能源管理情况并生成不同信号，根据生成的信号进行不同辅助设备的能源管理。

37、本发明的技术效果和优点：

38、本发明通过分析变电站的布局和关键设备的位置，精确地设置传感器，以优化数据收集并确保关键监控点的全面覆盖，运用随机森林模型，对变电站的历史故障数据和实时设备运行数据进行分析，有效地识别出故障频发区域，这一过程不仅增强了故障预测的准确性，还使得能源管理更为高效；

39、进一步地，根据故障频发区域内辅助设备的功耗数据，本发明对传感器的布局与设备的能耗进行匹配分析，从而获得能耗匹配信息与能效适应信息；这些信息为变电站提供了实时、精准的能源管理决策支持，使得能源利用最大化，同时降低无效能耗和操作成本；最后，根据获得的能耗匹配信息与能效适应信息，本发明能够生成具体的信号，指导不同辅助设备的能源管理操作，不仅提高了变电站的能效和运行可靠性，还增强了设备的预防性维护能力，显著提升了整体运营效率。