本發明專利技術涉及電力系統監測保護技術領域，提出了一種變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置及方法，能夠通過實時采集變電站的電流、電壓和相位等電參數，并加密傳輸，保證數據的及時性和安全性。借助智能終端中部署的1D?CNN模型，能高效地分析電參數數據，實現對負荷運行狀態的智能判別，包括正常狀態、過載狀態和相位不平衡狀態。模型的動態更新與優化：通過定期更新1D?CNN模型，能夠適應不同負荷條件下的數據變化，提高模型的預測精度和適應性，保證系統在長期運行中的可靠性和準確性。能夠實現對變電站保護裝置輸入側電參數的實時采集、加密傳輸、遠程存儲和分析，同時為判斷判斷保護裝置動作提供依據，降低對人員技能的依賴，提高測試效率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統監測，尤其是一種變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置及方法。
技術介紹
1、在現代電力系統中，變電站作為電力輸送與分配的重要節點，其穩定運行對整個電力網絡的安全至關重要。傳統的變電站保護裝置檢測主要依賴于本地的測量。隨著電力系統規模的不斷擴大，提高變電站保護裝置的監測能力，特別是實現遠程監測與數據分析，已經成為電力行業亟需解決的重要課題。
2、目前，隨著物聯網、云計算和人工智能技術的發展，遠程監測系統的技術條件已日臻成熟。提供了先進的數據采集、通信和處理能力，使得可以實時分析和評估電力系統的運行狀態。
3、基于此，本專利技術提供了一種變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置及方法，實現對變電站保護裝置輸入側電參數的實時采集、加密傳輸、遠程存儲和分析，同時為判斷判斷保護裝置動作提供依據，降低對人員技能的依賴，提高測試效率。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置及方法，實現對變電站保護裝置輸入側電參數的實時采集、加密傳輸、遠程存儲和分析，同時為判斷判斷保護裝置動作提供依據，降低對人員技能的依賴，提高測試效率。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用了如下技術方案：
3、一種變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，包括：數據采集模塊、通訊模塊、服務器、智能終端，所述數據采集模塊與通訊模塊電性連接；通訊模塊及智能終端分別與服務器信號連接；
4、所述數據采集模塊，用于采集變電站保護裝置輸入側的電參數；
5、所述通訊模塊，用于將數據采集模塊采集的電參數經過加密后發送至服務器；
6、所述服務器，用于接收通訊模塊發送的加密電參數；
7、所述智能終端，用于從服務器獲取加密電參數，并根據電參數判斷負荷運行狀態。
8、優選地，所述數據采集模塊及通訊模塊布置在主機及從機上；所述從機設有多個，從機與主機之間進行無線通訊，從機將檢測的電參數傳輸至主機；所述主機作為基準時鐘源并匯總從機檢測的電參數數據，并將匯總的電參數數據通過通訊模塊上傳至服務器。
9、優選地，所述負荷運行狀態包括：正常狀態、過載狀態、相位不平衡狀態。
10、優選地，所述負荷運行狀態判斷基于以下步驟：
11、步驟1、智能終端讀取部署的1d?cnn模型；
12、步驟2、智能終端讀取電參數，并進行數據預處理；
13、步驟3、智能終端將預處理后的電參數輸入1d?cnn模型，1d?cnn模型根據電參數將負荷運行狀態分為：正常狀態、過載狀態、相位不平衡狀態；
14、步驟4、將負荷運行狀態信息進行顯示。
15、優選地，所述數據預處理包括以下步驟：
16、步驟2.1、歸一化；將數據標準化0-1，歸一化公式為：
17、
18、其中，x為原始數據值，xmin為數據集中的最小值；x?max為數據集中的最大值，x'為歸一化后的數據；
19、步驟2.2、特征提取；通過時間域、頻率域和時頻域分析提取電流、電壓的均值、方差、波動范圍；頻率域主頻分量；特征提取公式為：
20、均值：
21、
22、方差：
23、
24、峰峰值：
25、pp＝xmax-xmin；
26、頻率域主頻分量：
27、fmain＝argmax(fft(x))；
28、其中，xi為采樣數據點；n為采樣點數；fft(x)為信號的傅里葉變換結果；fmain為頻譜中的主頻分量。
29、優選地，所述1d?cnn模型通過以下方法獲得：
30、步驟a、數據收集；收集不同負荷運行狀態下的電參數，并為每一段采集的數據打上標簽，標明其對應的運行狀態；將數據集劃分為訓練集、驗證集和測試集；
31、步驟b、數據預處理；
32、步驟c、模型架構選擇；包括若干個卷積層、池化層及全連接層，且輸出層使用softmax激活函數以獲得狀態概率分布；
33、步驟d、模型訓練：將預處理后的數據輸入1d?cnn模型，使用交叉熵損失函數和優化算法在訓練集上進行訓練；
34、步驟e、模型驗證與優化：在驗證集上對模型進行驗證，根據驗證結果調整模型參數以優化性能；
35、步驟f、模型評估：在測試集上評估模型性能，計算準確率、精確率、召回率和f1分數；
36、步驟g、模型部署：將訓練好的1d?cnn模型部署到智能終端上，根據電參數將負荷運行狀態分為：正常狀態、過載狀態、相位不平衡狀態。
37、優選地，所述步驟e包括以下步驟：
38、i、學習率調整；在訓練過程中每經過若干個epoch無驗證集損失下降時，
39、將學習率降低一個固定比例，以防止震蕩并加速收斂；
40、ii、正則化調整：在模型中加入l2正則化，對每個權重施加一個l2懲罰項，通過驗證集性能選取最佳值；同時，應用dropout技術在全連接層設置一定比例的節點隨機失活，以增加模型的泛化能力；
41、iii、超參數優化：進行網格搜索或隨機搜索，選擇使驗證集損失最小的參數組合；
42、iv、提前停止：在驗證集上監控交叉熵損失，當連續若干個epoch損失沒有顯著下降時，停止訓練以防止過擬合，并選擇驗證損失最小的模型參數作為最終模型。
43、優選地，所述步驟f具體包括：
44、準確率accuracy計算；評估模型對測試集樣本整體正確分類的比例，計算公式為：
45、
46、精確率precision計算：計算模型對正類預測的準確性，計算公式為：
47、
48、召回率recall計算：評估模型在所有實際正類樣本中正確識別的比例，計算公式為：
49、
50、f1分數f1?score計算：綜合考慮精確率和召回率的調和平均數，計算公式為：
51、
52、其中tp、tn、fp和fn分別表示真正類、真負類、假正類和假負類樣本數；
53、混淆矩陣分析：構建混淆矩陣，分析模型在不同狀態類別上的分類效果，識別易混淆的狀態以進行模型改進。
54、本專利技術的另一目的在于，提出一種變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測方法，使用上述的變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，包括以下步驟：
55、步驟s1、安裝和配置；將數據采集模塊安裝在變電站保護裝置的輸入側，通過通訊模塊與服務器進行連接；
56、步驟s2、數據采集；通過數據采集模塊實時采集變電站的電流、電壓和相位電參數；
57、步驟s3、數據加密與傳輸；利用通訊模塊對采集到的電參數進行加密處理，并將加密后的數據安全傳輸至服務器；
58、本文檔來自技高網
...
【技術保護點】
1.一種變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，包括：數據采集模塊、通訊模塊、服務器、智能終端，所述數據采集模塊與通訊模塊電性連接；通訊模塊及智能終端分別與服務器信號連接；
2.如權利要求1所述的變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，所述數據采集模塊及通訊模塊布置在主機及從機上；所述從機設有多個，從機與主機之間進行無線通訊，從機將檢測的電參數傳輸至主機；所述主機作為基準時鐘源并匯總從機檢測的電參數數據，并將匯總的電參數數據通過通訊模塊上傳至服務器。
3.如權利要求1所述的變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，所述負荷運行狀態包括：正常狀態、過載狀態、相位不平衡狀態。
4.如權利要求3所述的變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，所述負荷運行狀態判斷基于以下步驟：
5.如權利要求3所述的變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，所述數據預處理包括以下步驟：
6.如權利要求3所述的變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，所述1D?CNN模型通過以下方法獲得：
7.如權利要求6所述的變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，所述步驟e包括以下步驟：
8.如權利要求6所述的變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，所述步驟f具體包括：
9.一種變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測方法，使用權利要求1至8任意一項所述的變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，包括如下步驟：
...
【技術特征摘要】
1.一種變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，包括：數據采集模塊、通訊模塊、服務器、智能終端，所述數據采集模塊與通訊模塊電性連接；通訊模塊及智能終端分別與服務器信號連接；
2.如權利要求1所述的變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，所述數據采集模塊及通訊模塊布置在主機及從機上；所述從機設有多個，從機與主機之間進行無線通訊，從機將檢測的電參數傳輸至主機；所述主機作為基準時鐘源并匯總從機檢測的電參數數據，并將匯總的電參數數據通過通訊模塊上傳至服務器。
3.如權利要求1所述的變電站保護裝置帶負荷測試數據遠程監測裝置，其特征在于，所述負荷運行狀態包括：正常狀態、過載狀態、相位不平衡狀態。
4.如權利要求3所述的變電站保護裝置帶負荷測...
【專利技術屬性】
技術研發人員：段敬忠，李剛，唐媛媛，何林潤，周志新，楊橋偉，太然，武霖，陳勇，楊飛，蔣陳根，楊宇韜，李瀚云，鄧立武，段根月，陳立強，曹立鵬，楊以波，譚振華，代顯忠，孫世雄，張世才，夏聆峰，楊媛媛，沈寅辰，肖良東，余逸塵，任裕，
申請(專利權)人：云南電網有限責任公司楚雄供電局，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。