一种基于多维数据模型的智能化变配电辅助数据系统及异常事件扩展方法与流程

本发明涉及变电站辅助控制，特别涉及一种基于多维数据模型的智能化变配电辅助数据系统。

背景技术：

1、在智能化变配电系统中，异常检测和处理是保障系统稳定性和安全性的重要环节，为了有效应对系统运行中的各种异常情况，一个精确的异常报警系统是必要的。随着变配电系统的复杂性不断增加，系统运行中可能出现的异常情况也变得更加多样化，传统的异常模型可能仅涵盖了部分常见的异常事件，但在实际运行中，还会遇到许多未曾记录或处理过的异常，这些未记录的异常可能因为其特殊性或复杂性，难以被现有模型准确识别和处理。对智能化系统开发的要求是需要不断适应新的运行环境和挑战，如果不能及时更新，可能会逐渐失去对新异常的识别能力，导致检测和响应滞后，而且异常检测的准确性直接关系到系统的可靠性和用户的信任，如果现有模型无法全面覆盖所有异常情况，可能会出现较高的误报率，即正常情况被误判为异常，或者漏报率，即真实异常被忽略，这不仅影响系统的运行效率，还可能导致严重的安全问题。

2、综上，变配电系统在实际运行中可能面临各种未知风险，包括极端天气、设备老化、外部攻击等，这些未知风险如果没有被及时识别和处理，可能会对系统造成严重影响，因此需要记录和分析这些未知风险，进行有效的预警和应对，确保在面对突发异常情况时能够迅速响应，保障系统的稳定运行。

技术实现思路

1、为了解决变配电系统在实际运行中可能面临各种未知风险的问题，在应对复杂环境，提升异常检测和响应能力，确保系统稳定运行方面，本发明提供了一种基于多维数据模型的智能化变配电辅助数据系统及异常事件扩展方法。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、一方面，本发明公开了一种基于多维数据模型的智能化变配电辅助数据系统，包括：智能巡视子系统：用于接入各类巡视设备监控信息，实现变电站巡视数据的集中采集和分析；

4、安全防卫子系统：用于实现对门禁控制器、电子围栏、红外双鉴探测器、红外对射探测器、声光报警器的运行监视；

5、环境监控子系统：用于接入温湿度传感器、风速传感器、sf6传感器、规约转换器的监控信息；

6、灯光控制子系统：用于实现灯光照明的控制；

7、给排水监控子系统：用于实现对给排水系统压力、流速、流量的监控，并通过接入水浸传感器、水位传感器感应信息，实现站内水情的监视和控制；

8、火灾消防子系统：用于通过对不同区域进行火警探测；

9、应急照明子系统：用于在交流失电时保证应急照明需求，与火灾消防子系统联动；

10、在线监测子系统：用于在线监测变压器、gis/hgis、断路器、空气绝缘开关柜、气体绝缘开关柜、避雷器数据，实现设备监测状态实时感知、实时监控。

11、进一步的：所述智能巡视子系统的系统前端设备包括全景摄像机、高清枪机、高清球机、高清防爆半球机、云台摄像机、红外热成像摄像机。

12、进一步的：所述灯光控制子系统的系统前端设备包括：灯光控制模块、光亮照度传感器、红外感应传感器以及照明回路，通过照明回路通断状态、光亮照度传感器、红外感应传感器信息的采集，实现远方控制、区域控制、光亮照度控制、红外感应控制。

13、进一步的：所述火灾消防子系统包括消防信息传输控制单元、火灾自动报警系统、模拟量变送器，实现站内火灾报警信息的采集、传输和联动控制。

14、进一步的：所述应急照明子系统包括应急照明控制器、应急照明灯具、应急标志灯具。

15、进一步的：所述在线监测子系统包括采集油位监测、变压器油中溶解气体监测、铁芯夹件接地电流监测、避雷器泄漏电流监测、绝缘气体密度监测、开关触头测温在线监测数据，实现设备监测状态实时感知、实时监控。

16、另一方面，本发明公开了一种适用变配电辅助用异常事件扩展方法，包括如下步骤：

17、预先建立用于存储典型异常事件的异常模型；

18、通过计算各个子系统的关联度，提取各个子系统的异常数据；

19、判断异常数据与异常模型中存储的典型异常事件是否匹配，若匹配则输出报警，若不匹配则对异常数据进行标记，记录为标记后的异常事件，标记过程包括：

20、a.由单一事件引发的某一子系统出现异常数据，将该异常事件记录为标记后的异常事件；

21、b.由单一事件引发的多个子系统出现异常数数据，将该异常事件记录为标记后的异常事件；

22、c.由多个异常事件引发的某一子系统出现异常数据，将该多个异常事件记录为一个标记后的异常事件；

23、d.由多个异常事件引发的多个子系统出现异常数据，将该多个异常事件记录为一个标记后的异常事件；

24、将标记后的异常事件添加到异常模型中作为新增的典型异常事件。

25、将标记后的异常事件添加到异常模型中作为典型异常事件。

26、进一步的：所述计算各个子系统的关联度包括：

27、将各个子系统的数据按照固定的时间窗口进行划分；

28、在每个时间窗口内对数据进行聚合，生成时间序列数据；

29、假设有n个子系统，将每个子系统在t个时间点上产生数据表示为一个n×t的时间序列数据矩阵d；矩阵d中的每一行表示一个子系统在不同时间点上的数据，每一列表示所有子系统在同一时间点上的数据；

30、利用时间序列数据矩阵d，计算每对子系统时间序列之间的互信息i(xi；xj)，以衡量它们的依赖关系：利用时间序列数据矩阵d，计算每对子系统时间序列之间的相关系数衡量它们的线性相关性；

31、计算得到的互信息和相关系数分别存储在关联度矩阵中，得到关联度矩阵i和ρ。

32、进一步的：所述提取各个子系统的异常数据包括：

33、对于互信息，设定上限阈值ti和下限阈值li，对于相关系数，设定上限阈值tρ和下限阈值lρ：

34、对于每对子系统xi和xj，如果i(xi；xj)＞ti或i(xi；xj)＜li，则标记为异常；

35、对于每对子系统xi和xj，如果或则标记为异常；

36、根据标记的异常对xi和xj，提取相应时间窗口内的子系统数据点作为异常数据。

37、本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

38、本发明标记的异常事件越多，异常模型中的典型异常事件就越丰富，更多的标记事件意味着系统对各种异常情况的识别能力更强，能更准确地判断和分类新出现的异常事件，也能够更准确地区分正常和异常情况，降低误报率和漏报率，提高系统的可靠性。同时丰富的异常事件记录为后续的维护提供了历史数据，帮助识别长期趋势和潜在问题，通过对异常事件的分析，可以优化设备维护计划，减少不必要的维护，延长设备使用寿命。更多的标记事件也为模型提供了持续学习和优化的基础，使得系统能够不断提升自身性能和适应性，通过标记和记录新的异常事件，形成反馈循环，推动系统的持续改进和进化。

技术特征：

1.一种基于多维数据模型的智能化变配电辅助数据系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于多维数据模型的智能化变配电辅助数据系统，其特征在于，所述智能巡视子系统的系统前端设备包括全景摄像机、高清枪机、高清球机、高清防爆半球机、云台摄像机、红外热成像摄像机。

3.根据权利要求1所述的一种基于多维数据模型的智能化变配电辅助数据系统，其特征在于，所述灯光控制子系统的系统前端设备包括：灯光控制模块、光亮照度传感器、红外感应传感器以及照明回路，通过照明回路通断状态、光亮照度传感器、红外感应传感器信息的采集，实现远方控制、区域控制、光亮照度控制、红外感应控制。

4.根据权利要求1所述的一种基于多维数据模型的智能化变配电辅助数据系统，其特征在于，所述火灾消防子系统包括消防信息传输控制单元、火灾自动报警系统、模拟量变送器，实现站内火灾报警信息的采集、传输和联动控制。

5.根据权利要求1所述的一种基于多维数据模型的智能化变配电辅助数据系统，其特征在于，所述应急照明子系统包括应急照明控制器、应急照明灯具、应急标志灯具。

6.根据权利要求1所述的一种基于多维数据模型的智能化变配电辅助数据系统，其特征在于，所述在线监测子系统包括采集油位监测、变压器油中溶解气体监测、铁芯夹件接地电流监测、避雷器泄漏电流监测、绝缘气体密度监测、开关触头测温在线监测数据，实现设备监测状态实时感知、实时监控。

7.一种适用变配电辅助用异常事件扩展方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种适用变配电辅助用异常事件扩展方法，其特征在于，所述计算各个子系统的关联度包括：

9.根据权利要求8所述的一种适用变配电辅助用异常事件扩展方法，其特征在于，所述提取各个子系统的异常数据包括：

技术总结本发明公开了一种基于多维数据模型的智能化变配电辅助数据系统及异常事件扩展方法，变配电辅助数据系统包括：智能巡视子系统；安全防卫子系统；环境监控子系统；灯光控制子系统；给排水监控子系统；火灾消防子系统；应急照明子系统；在线监测子系统。异常事件扩展方法包括：预先建立用于存储典型异常事件的异常模型；提取各个子系统的异常数据；判断异常数据与异常模型中存储的典型异常事件是否匹配，若匹配则输出报警，若不匹配则对异常数据进行标记，记录为标记后的异常事件；将标记后的异常事件添加到异常模型中作为新增的典型异常事件。本申请可以进行有效的预警和应对，确保在面对突发异常情况时能够迅速响应，保障系统的稳定运行。技术研发人员：燕跃豪,杨铮,张超磊,朱燕飞,马远,郭旭,高万宇,王宁,姚莹莹,崔珂,惠娟,杨亚男受保护的技术使用者：国家电网有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14