本發(fā)明涉及電網(wǎng)數(shù)據(jù)管理，具體是一種基于計算機分析的電網(wǎng)數(shù)據(jù)智能化管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、電網(wǎng)線纜作為載體，通過其傳輸電能。當(dāng)電網(wǎng)線纜與支撐線桿或其他接地物相連時，電流會自動流向地面，形成電流回路，造成電能的浪費和安全隱患。絕緣子的作用就是用來隔離電網(wǎng)線纜與支撐線桿或其他接地物之間的，防止電流外泄和人身觸電的安全設(shè)備。

2、但當(dāng)絕緣子出現(xiàn)臟污、結(jié)冰以及破損情況時，容易導(dǎo)致電弧放電，會對絕緣子的性能產(chǎn)生影響，甚至導(dǎo)致電力中斷，危害電網(wǎng)運行安全；現(xiàn)有技術(shù)對絕緣子的維護中，大多采用人工定期檢測，而人工檢測效率低下，長時間的停電檢修容易對生產(chǎn)活動和日常生活造成影響；通過機器監(jiān)測則往往采用實時監(jiān)測的方式，容易造成資源的浪費。?

3、所以，本發(fā)明公開一種基于計算機分析的電網(wǎng)數(shù)據(jù)智能化管理系統(tǒng)及方法以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于計算機分析的電網(wǎng)數(shù)據(jù)智能化管理系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于計算機分析的電網(wǎng)數(shù)據(jù)智能化管理方法，該方法包括如下步驟：

3、s1：獲取待測區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)線路的走向分布以及各條電網(wǎng)線路的絕緣子規(guī)格；通過傳感器對待測區(qū)域內(nèi)各條電網(wǎng)線路的各個監(jiān)測節(jié)點進行監(jiān)測，生成待測區(qū)域內(nèi)各條電網(wǎng)線路的各個監(jiān)測節(jié)點的監(jiān)測特征信息；

4、s2：通過圖像識別技術(shù)對待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路的各個監(jiān)測節(jié)點的監(jiān)測特征信息進行圖像識別，評估分析各個監(jiān)測節(jié)點的監(jiān)測特征信息，搭建待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型；

5、s3：獲取最近一次監(jiān)測特征信息，結(jié)合待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型，分析最近一次監(jiān)測待測區(qū)域內(nèi)各個監(jiān)測節(jié)點的潛在風(fēng)險情況，并生成潛在風(fēng)險節(jié)點；

6、s4：對所得的各個潛在風(fēng)險節(jié)點進行排列組合，根據(jù)每種排列組合生成對應(yīng)的巡檢線路方案；結(jié)合各個潛在風(fēng)險節(jié)點的先后順序和對應(yīng)的異常風(fēng)險情況，分析巡檢線路方案的巡檢參考值；根據(jù)巡檢參考值對管理員推送巡檢線路方案。

7、根據(jù)上述方案，在s1中，所述監(jiān)測特征信息包括監(jiān)測節(jié)點對應(yīng)位置、監(jiān)測節(jié)點所屬電網(wǎng)線路、監(jiān)測節(jié)點對應(yīng)的線纜規(guī)格、監(jiān)測節(jié)點電流數(shù)值、監(jiān)測節(jié)點電壓數(shù)值、監(jiān)測節(jié)點電纜溫度以及絕緣子監(jiān)測圖像；所述監(jiān)測特征信息中監(jiān)測節(jié)點電流數(shù)值、監(jiān)測節(jié)點電壓數(shù)值和監(jiān)測節(jié)點電纜溫度通過實時動態(tài)監(jiān)測獲取，所述監(jiān)測特征信息中絕緣子監(jiān)測圖像通過定期監(jiān)測獲取；

8、絕緣子的臟污或者損壞情況需要長時間的積累，若對絕緣子監(jiān)測圖像采取實時動態(tài)監(jiān)測，容易造成電力以及物力資源的浪費，采用定期監(jiān)測獲取能夠有效地減少監(jiān)測需要消耗的資源量；

9、對第條電網(wǎng)線路的監(jiān)測節(jié)點的數(shù)量進行統(tǒng)計，[1,i]，其中i表示待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路的總數(shù)；對第條電網(wǎng)線路的監(jiān)測節(jié)點統(tǒng)一標(biāo)號并組成線路監(jiān)測節(jié)點集合，記為；將其中第個監(jiān)測節(jié)點記為；[1,j]，j表示第條電網(wǎng)線路上監(jiān)測節(jié)點的總數(shù)。根據(jù)上述方案，在s2中，包括以下內(nèi)容：

10、s201：通過圖像識別技術(shù)對待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路的各個監(jiān)測節(jié)點的絕緣子監(jiān)測圖像進行圖像識別，并進行灰度處理，評估分析各個監(jiān)測節(jié)點的絕緣子監(jiān)測圖像，計算各個監(jiān)測節(jié)點的絕緣子監(jiān)測圖像的圖像評估值；將監(jiān)測節(jié)點的絕緣子監(jiān)測圖像的圖像評估值記為；具體計算公式如下所示：

11、

12、其中，、和分別為評估系數(shù)，所述評估系數(shù)為系統(tǒng)預(yù)設(shè)常數(shù)；表示圖像平均灰度值，所述圖像平均灰度值為監(jiān)測節(jié)點的絕緣子監(jiān)測圖像灰度處理后，各個像素點分別對應(yīng)的灰度值的平均值；表示歷史數(shù)據(jù)中絕緣子更換前絕緣子監(jiān)測圖像的圖像平均灰度值的平均值；表示監(jiān)測節(jié)點的灰度特征偏差值；表示歷史數(shù)據(jù)中絕緣子更換前絕緣子監(jiān)測圖像的灰度特征偏差值的平均值；表示監(jiān)測節(jié)點的平整度差值；表示歷史數(shù)據(jù)中絕緣子更換前絕緣子監(jiān)測圖像的平整度差值的平均值；

13、從圖像平均灰度值、灰度特征偏差值和平整度差值這三個方面實現(xiàn)對監(jiān)測特征信息的量化，便于后續(xù)步驟中對相應(yīng)電網(wǎng)線路的運行狀態(tài)建立聯(lián)系，為搭建待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型提供了數(shù)據(jù)支撐。

14、監(jiān)測節(jié)點的灰度特征偏差值的具體計算公式如下所示：

15、

16、其中，表示監(jiān)測節(jié)點絕緣子監(jiān)測圖像灰度處理后，第個像素點對應(yīng)的灰度值；，其中表示監(jiān)測節(jié)點絕緣子監(jiān)測圖像的像素點總數(shù)；

17、監(jiān)測節(jié)點的平整度差值的具體計算公式如下所示：

18、

19、其中，表示監(jiān)測節(jié)點的絕緣子第塊形變區(qū)域面積，，其中表示監(jiān)測節(jié)點的絕緣子形變區(qū)域總數(shù)；表示監(jiān)測節(jié)點的絕緣子形變區(qū)域平均面積；

20、s202：提取與絕緣子監(jiān)測圖像同一獲取時刻的監(jiān)測節(jié)點電流數(shù)值、監(jiān)測節(jié)點電壓數(shù)值和監(jiān)測節(jié)點電纜溫度，對監(jiān)測節(jié)點電流數(shù)值、監(jiān)測節(jié)點電壓數(shù)值和監(jiān)測節(jié)點電纜溫度設(shè)置不同的權(quán)重，計算監(jiān)測節(jié)點的運行評估值；

21、s203：根據(jù)運行評估值和圖像評估值構(gòu)建監(jiān)測節(jié)點的評估對，記為；以o為原點，以運行評估值為x軸且以圖像評估值為y軸，構(gòu)建平面直角坐標(biāo)系，在平面直角坐標(biāo)系中將評估對對應(yīng)的坐標(biāo)點進行標(biāo)記，并按照x軸坐標(biāo)值從小到大的順序依次將平面直角坐標(biāo)系中相鄰的標(biāo)記坐標(biāo)點進行連接，將所得折線對應(yīng)的函數(shù)作為搭建的待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型。

22、搭建待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型，是為了結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析電網(wǎng)線路的圖像評估值與運行評估值之間的關(guān)系，為后續(xù)步驟中預(yù)測最近一次監(jiān)測特征信息中各個電網(wǎng)線路對應(yīng)的異常風(fēng)險情況提供依據(jù)。

23、根據(jù)上述方案，在s3中，包括以下內(nèi)容：

24、s301：獲取最近一次監(jiān)測特征信息，計算最近一次監(jiān)測時刻待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路中每個監(jiān)測節(jié)點對應(yīng)的運行評估值；

25、s302：將所得運行評估值分別輸入待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型中，生成最近一次監(jiān)測后待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路的每個監(jiān)測節(jié)點對應(yīng)的虛擬圖像評估值；

26、s303：對虛擬圖像評估值系統(tǒng)預(yù)設(shè)第一閾值，若所得虛擬圖像評估值小于第一閾值時，則判定最近一次監(jiān)測后待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路的相應(yīng)監(jiān)測節(jié)點不存在異常風(fēng)險；反之，則判定最近一次監(jiān)測后待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路的相應(yīng)監(jiān)測節(jié)點存在異常風(fēng)險；

27、s304：獲取存在異常風(fēng)險的監(jiān)測節(jié)點的實時絕緣子監(jiān)測圖像，對實時絕緣子監(jiān)測圖像計算圖像評估值，對圖像評估值系統(tǒng)預(yù)設(shè)第二閾值，若所得圖像評估值小于第二閾值時，則判定實時絕緣子監(jiān)測圖像的相應(yīng)監(jiān)測節(jié)點不存在潛在風(fēng)險；反之，則判定實時絕緣子監(jiān)測圖像的相應(yīng)監(jiān)測節(jié)點存在潛在風(fēng)險；將存在潛在風(fēng)險的監(jiān)測節(jié)點記為潛在風(fēng)險節(jié)點。

28、根據(jù)實時動態(tài)監(jiān)測獲取的監(jiān)測節(jié)點電流數(shù)值、監(jiān)測節(jié)點電壓數(shù)值和監(jiān)測節(jié)點電纜溫度，計算運行評估值，結(jié)合電網(wǎng)特征變化模型分析監(jiān)測節(jié)點異常風(fēng)險情況，對存在異常風(fēng)險情況的監(jiān)測節(jié)點開啟傳感器獲取實時絕緣子監(jiān)測圖像，能夠有效地避免絕緣子監(jiān)測圖像定期監(jiān)測獲取不及時的問題，能夠更加準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)絕緣子的潛在風(fēng)險，保障電網(wǎng)的安全性。

29、根據(jù)上述方案，在s4中，包括以下內(nèi)容：

30、s401：提取所有潛在風(fēng)險節(jié)點，將潛在風(fēng)險節(jié)點按照所屬電網(wǎng)線路進行分類，將同屬一條電網(wǎng)線路的潛在風(fēng)險節(jié)點按照電網(wǎng)線路傳輸方向進行排序；對所有潛在風(fēng)險節(jié)點按照所屬電網(wǎng)線路進行排列組合，生成每種排列組合方案對應(yīng)的巡檢線路方案；相鄰潛在風(fēng)險節(jié)點用待測區(qū)域內(nèi)的最短路線進行拼接；

31、s402：對巡檢線路方案計算巡檢參考值acv，具體計算公式如下所示：

32、acv=；

33、其中，表示參考系數(shù)，所述參考系數(shù)為系統(tǒng)預(yù)置常數(shù)；表示待測區(qū)域中電網(wǎng)線路總長度；表示巡檢線路方案途徑電網(wǎng)線路的長度；表示巡檢線路方案未途徑電網(wǎng)線路的長度；表示巡檢線路方案中潛在風(fēng)險節(jié)點的總數(shù)；表示巡檢線路方案中第個潛在風(fēng)險節(jié)點對應(yīng)的圖像評估值；；

34、將巡檢參考值最小的巡檢線路方案作為最佳巡檢方案，并推薦相應(yīng)管理員采用最佳巡檢方案對待測區(qū)域電網(wǎng)線路中監(jiān)測節(jié)點進行絕緣子維修。

35、通過利用風(fēng)險節(jié)點對應(yīng)的圖像評估值計算巡檢線路方案計算巡檢參考值，并選取巡檢參考值最小的巡檢線路方案作為最佳巡檢方案，能夠有效地將圖像評估值較大的潛在風(fēng)險節(jié)點排到前面，提供維修人員盡早進行絕緣子維修，進一步保障了電網(wǎng)的運行安全。

36、本技術(shù)的另一個方面，提供了一種基于計算機分析的電網(wǎng)數(shù)據(jù)智能化管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)應(yīng)用于上述的一種基于計算機分析的電網(wǎng)數(shù)據(jù)智能化管理方法實現(xiàn)，該系統(tǒng)包括電網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取模塊、數(shù)據(jù)特征分析模塊、潛在風(fēng)險分析模塊和巡線路線分析模塊；

37、所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取待測區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)線路的走向分布以及各條電網(wǎng)線路的絕緣子規(guī)格；通過傳感器對待測區(qū)域內(nèi)各條電網(wǎng)線路的各個監(jiān)測節(jié)點進行監(jiān)測，生成待測區(qū)域內(nèi)各條電網(wǎng)線路的各個監(jiān)測節(jié)點的監(jiān)測特征信息；

38、所述數(shù)據(jù)特征分析模塊用于通過圖像識別技術(shù)對待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路的各個監(jiān)測節(jié)點的監(jiān)測特征信息進行圖像識別，評估分析各個監(jiān)測節(jié)點的監(jiān)測特征信息，搭建待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型；

39、所述潛在風(fēng)險分析模塊用于獲取最近一次監(jiān)測特征信息，結(jié)合待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型，分析最近一次監(jiān)測待測區(qū)域內(nèi)各個監(jiān)測節(jié)點的潛在風(fēng)險情況，并生成潛在風(fēng)險節(jié)點；

40、所述對所得的各個潛在風(fēng)險節(jié)點進行排列組合，根據(jù)每種排列組合生成對應(yīng)的巡檢線路方案；結(jié)合各個潛在風(fēng)險節(jié)點的先后順序和對應(yīng)的異常風(fēng)險情況，分析巡檢線路方案的巡檢參考值；根據(jù)巡檢參考值對管理員推送巡檢線路方案。

41、根據(jù)上述方案，所述電網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取模塊包括電網(wǎng)線路獲取單元和監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取單元；

42、所述電網(wǎng)線路獲取單元用于獲取待測區(qū)域內(nèi)的電網(wǎng)線路的走向分布、各條電網(wǎng)線路監(jiān)測節(jié)點的分布情況以及各條電網(wǎng)線路的絕緣子規(guī)格；

43、所述監(jiān)測數(shù)據(jù)獲取單元用于通過傳感器對待測區(qū)域內(nèi)各條電網(wǎng)線路的各個監(jiān)測節(jié)點進行監(jiān)測，生成待測區(qū)域內(nèi)各條電網(wǎng)線路的各個監(jiān)測節(jié)點的監(jiān)測特征信息；所述監(jiān)測特征信息包括監(jiān)測節(jié)點對應(yīng)位置、監(jiān)測節(jié)點所屬電網(wǎng)線路、監(jiān)測節(jié)點對應(yīng)的線纜規(guī)格、監(jiān)測節(jié)點電流數(shù)值、監(jiān)測節(jié)點電壓數(shù)值、監(jiān)測節(jié)點電纜溫度以及絕緣子監(jiān)測圖像；所述監(jiān)測特征信息中監(jiān)測節(jié)點電流數(shù)值、監(jiān)測節(jié)點電壓數(shù)值和監(jiān)測節(jié)點電纜溫度通過實時動態(tài)監(jiān)測獲取，所述監(jiān)測特征信息中絕緣子監(jiān)測圖像通過定期監(jiān)測獲取。

44、根據(jù)上述方案，所述數(shù)據(jù)特征分析模塊包括監(jiān)測數(shù)據(jù)分析單元和模型構(gòu)建單元；

45、所述監(jiān)測數(shù)據(jù)分析單元用于通過圖像識別技術(shù)對待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路的各個監(jiān)測節(jié)點的絕緣子監(jiān)測圖像進行圖像識別，并進行灰度處理，評估分析各個監(jiān)測節(jié)點的絕緣子監(jiān)測圖像，計算各個監(jiān)測節(jié)點的絕緣子監(jiān)測圖像的圖像評估值；對監(jiān)測節(jié)點電流數(shù)值、監(jiān)測節(jié)點電壓數(shù)值和監(jiān)測節(jié)點電纜溫度設(shè)置不同的權(quán)重，計算監(jiān)測節(jié)點的運行評估值；

46、所述模型構(gòu)建單元用于根據(jù)運行評估值和圖像評估值構(gòu)建監(jiān)測節(jié)點的評估對，根據(jù)監(jiān)測節(jié)點的評估對搭建的待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型。

47、根據(jù)上述方案，所述潛在風(fēng)險分析模塊包括模型預(yù)測單元和風(fēng)險確認單元；

48、所述模型預(yù)測單元用于獲取最近一次監(jiān)測特征信息，計算最近一次監(jiān)測時刻待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路中每個監(jiān)測節(jié)點對應(yīng)的運行評估值；將所得運行評估值分別輸入待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型中，生成最近一次監(jiān)測后待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路的每個監(jiān)測節(jié)點對應(yīng)的虛擬圖像評估值；

49、所述風(fēng)險確認單元對虛擬圖像評估值系統(tǒng)預(yù)設(shè)第一閾值，判定最近一次監(jiān)測后待測區(qū)域內(nèi)電網(wǎng)線路的相應(yīng)監(jiān)測節(jié)點異常風(fēng)險情況；根據(jù)異常風(fēng)險情況，獲取存在異常風(fēng)險的監(jiān)測節(jié)點的實時絕緣子監(jiān)測圖像，對實時絕緣子監(jiān)測圖像計算圖像評估值，判定實時絕緣子監(jiān)測圖像的相應(yīng)監(jiān)測節(jié)點的潛在風(fēng)險情況。

50、根據(jù)上述方案，所述巡線路線分析模塊包括巡檢線路方案生成單元和巡檢參考分析單元；

51、所述巡檢線路方案生成單元用于提取所有潛在風(fēng)險節(jié)點，將潛在風(fēng)險節(jié)點按照所屬電網(wǎng)線路進行分類，將同屬一條電網(wǎng)線路的潛在風(fēng)險節(jié)點按照電網(wǎng)線路傳輸方向進行排序；對所有潛在風(fēng)險節(jié)點按照所屬電網(wǎng)線路進行排列組合，生成每種排列組合方案對應(yīng)的巡檢線路方案；相鄰潛在風(fēng)險節(jié)點用待測區(qū)域內(nèi)的最短路線進行拼接；

52、所述巡檢參考分析單元用于對巡檢線路方案計算巡檢參考值，將巡檢參考值最小的巡檢線路方案作為最佳巡檢方案，并推薦相應(yīng)管理員采用最佳巡檢方案對待測區(qū)域電網(wǎng)線路中監(jiān)測節(jié)點進行絕緣子維修。

53、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：絕緣子的臟污或者損壞情況需要長時間的積累，若對絕緣子監(jiān)測圖像采取實時動態(tài)監(jiān)測，容易造成電力以及物力資源的浪費，采用定期監(jiān)測獲取能夠有效地減少監(jiān)測需要消耗的資源量；從圖像平均灰度值、灰度特征偏差值和平整度差值這三個方面實現(xiàn)對監(jiān)測特征信息的量化，便于后續(xù)步驟中對相應(yīng)電網(wǎng)線路的運行狀態(tài)建立聯(lián)系，為搭建待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型提供了數(shù)據(jù)支撐；搭建待測區(qū)域電網(wǎng)線路的電網(wǎng)特征變化模型，是為了結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析電網(wǎng)線路的圖像評估值與運行評估值之間的關(guān)系，為后續(xù)步驟中預(yù)測最近一次監(jiān)測特征信息中各個電網(wǎng)線路對應(yīng)的異常風(fēng)險情況提供依據(jù)；對存在異常風(fēng)險情況的監(jiān)測節(jié)點開啟傳感器獲取實時絕緣子監(jiān)測圖像，能夠有效地避免絕緣子監(jiān)測圖像定期監(jiān)測獲取不及時的問題，能夠更加準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)絕緣子的潛在風(fēng)險，保障電網(wǎng)的安全性；通過利用風(fēng)險節(jié)點對應(yīng)的圖像評估值計算巡檢線路方案計算巡檢參考值，并選取巡檢參考值最小的巡檢線路方案作為最佳巡檢方案，能夠有效地將圖像評估值較大的潛在風(fēng)險節(jié)點排到前面，提供維修人員盡早進行絕緣子維修，進一步保障電網(wǎng)的運行安全。