利索能及
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专利号: 2021101288675
申请人: 上海工程技术大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于大数据预警配电站设备故障的系统,其特征在于:包括数据采集模块、数据传输模块、数据接收及消息处理模块、实时数据处理模块、信息展示终端、大数据存储模块、离线模型训练模块和故障预警模型;其中,所述数据采集模块包括传感器组件和数据采集网关,传感器组件与数据采集网关通信连接,数据采集网关与数据传输模块通信连接;传感器组件是用于实时采集配电站被监控设备自身的状态参数及设备所处的外部环境的状态参数,并将采集的数据传递给数据采集网关,数据采集网关将采集到的数据通过数据传输模块传输给数据接收及消息处理模块;

所述数据传输模块基于互联网分别与数据采集模块和数据接收及消息处理模块通信连接,是用于将数据采集模块采集到的数据传输给数据接收及消息处理模块;

所述数据接收及消息处理模块包括数据接收网关、消息队列和故障预警引擎;所述数据接收网关通过数据传输模块与数据采集网关通信连接,是用于实时接收数据采集模块采集的数据并将接收到的数据传输给消息队列;所述消息列队分别与数据接收网关、故障预警引擎和实时数据处理模块通信连接,是用于将数据接收网关接收的数据推送到实时数据处理模块进行数据处理,以及用于接收数据处理模块发送的故障预警信息,并将故障预警信息传递至故障预警引擎;所述故障预警引擎通信连接有信息展示终端,是用于接收消息列队推送的故障预警信息并将故障预警信息发送到信息展示终端,由信息展示终端将故障预警信息推送给系统受众;

所述实时数据处理模块分别与消息队列、大数据存储模块和故障预警模型通信连接,是用于对消息列队推送的数据进行实时快速处理,具体为:一方面将实时数据发送至大数据存储模块中进行存储;一方面调用故障预警模型判断是否具有潜在故障,如果判断具有潜在故障,则产生故障预警信息,将故障预警信息发送至消息列队;

所述大数据存储模块分别与实时数据处理模块和离线模型训练模块通信连接,是用于接收海量的实时数据处理模块发送的数据,实现大数据存储,并用于向离线模型训练模块提供训练数据;

所述离线模型训练模块分别与大数据存储模块和故障预警模型通信连接,是利用大数据存储模块存储的数据对故障预警模型进行持续训练,并将训练出的模型参数定期传送给故障预警模型;

所述故障预警模型分别与离线模型训练模块和实时数据处理模块通信连接,是用于判断是否有潜在故障。

2.根据权利要求1所述的基于大数据预警配电站设备故障的系统,其特征在于:设备自身的状态参数包括电压、电流、零序电流、有功功率、无功功率、视在功率;设备所处的外部环境的状态参数包括温度、湿度。

3.根据权利要求1所述的基于大数据预警配电站设备故障的系统,其特征在于:所述数据传输模块利用4G或5G技术接入互联网,并且在数据传输过程中采用压缩和加密技术,对传输的数据进行压缩和加密处理。

4.根据权利要求1所述的基于大数据预警配电站设备故障的系统,其特征在于:所述消息列队为Kafka消息队列。

5.根据权利要求1所述的基于大数据预警配电站设备故障的系统,其特征在于:所述实时数据处理模块采用Flink工具进行实时数据处理。

6.根据权利要求1所述的基于大数据预警配电站设备故障的系统,其特征在于:所述大数据存储模块采用ClickHouse数据库进行大数据存储。

7.根据权利要求1所述的基于大数据预警配电站设备故障的系统,其特征在于:所述离线模型训练模块采用Spark Mmlib机器学习库进行数据训练。

8.根据权利要求1所述的基于大数据预警配电站设备故障的系统,其特征在于:所述信息展示终端为PC端或移动端小程序。

9.一种基于大数据预警配电站设备故障的方法,其特征在于,包括如下步骤:a)根据配电站设备的历史数据库,构建设备潜在故障的故障预警模型;

b)通过数据采集模块中的传感器组件实时采集配电站被监控设备的状态参数,并将采集的数据传递给数据采集网关;数据采集网关将采集到的数据通过数据传输模块传输给数据接收网关;

c)数据接收网关实时接收数据采集模块采集的数据,并将接收到的数据传输给消息队列;消息队列将数据接收网关接收的数据推送到实时数据处理模块进行数据处理;

d)实时数据处理模块对消息列队推送的数据进行实时快速处理,一方面将实时数据发送至大数据存储模块中进行存储;一方面调用故障预警模型判断是否具有潜在故障,如果判断具有潜在故障,则产生故障预警信息,将故障预警信息发送至消息列队,消息列队将接收到的故障预警信息传递至故障预警引擎,故障预警引擎再将故障预警信息发送到信息展示终端,由信息展示终端将故障预警信息推送给系统受众;

e)大数据存储模块接收并存储实时数据处理模块发送的数据,并将存储的数据传递至离线模型训练模块,离线模型训练模块利用大数据存储模块的数据对故障预警模型进行持续训练,并将训练出的模型参数定期传送给故障预警模型。

10.根据权利要求9所述的基于大数据预警配电站设备故障的方法,其特征在于:所述故障预警模型为配电站单台设备的故障预警模型或配电站设备群的故障预警模型。