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专利名称：一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411124121.7

专利申请（专利权）人：国网山东省电力公司菏泽供电公司
权利人地址：山东省菏泽市牡丹区中华东路北侧(中银对面)

专利发明（设计）人：王智杰,牛硕丰,贾斌,吴衍达,王飒,李鑫,何栋

专利摘要：本发明公开了一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，属于电网消防安全监控技术领域，包括设备管理与报警模块、数据采集与报警模块、远程控制模块、多层确定模块、命令执行模块；所述设备管理与报警模块，用于收集变电站下辖设备信息并建立变电站设备管理数据库，并通过报警器获取待定异常信号并传输至后续模块中；所述数据采集与报警模块，用于采集变电站内相关数据信息。本发明一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，可以实现对变电站环境和设备的实时监控与数据分析，从而对于变电站消防系统进行监控控制，准确判断是否需要启动消防设备，从而提高变电站的安全性和消防响应效率。

主权利要求：
1.一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，其特征在于：包括设备管理与报警模块、数据采集与报警模块、远程控制模块、多层确定模块、命令执行模块、人工核查模块、调节推广模块；
所述设备管理与报警模块，用于收集变电站下辖设备信息并建立变电站设备管理数据库，并通过报警器获取待定异常信号并传输至后续模块中；
所述设备管理与报警模块，用于收集记录变电站下辖设备信息，包括基础设备、消防应急设备，对相关下辖设备建立变电站设备管理数据库，库中包括设备名称、设备种类、设备位置，并通过报警器传输待定异常信号进入远程控制模块中，包括烟雾报警器与固定温度报警器；
所述数据采集与报警模块，用于采集变电站内相关数据信息，同时通过监控摄像头实时获取变电站内部图像，传输真异常信号进入远程控制模块中；
所述数据采集与报警模块，包括温度传感器、电流互感器、气体分析仪，用于收集变电站内环境温度以及设备温度、相关工作设备电流值、变电站内一氧化碳以及二氧化碳浓度，同时通过监控摄像头实时获取变电站内部图像，传输真异常信号进入远程控制模块中；
所述远程控制模块，接收设备管理与报警模块中的待定异常信号与数据采集与报警模块中的真异常信号，基于异常信号类型传输信号进入命令执行模块或多层确定模块中；
所述远程控制模块，接收设备管理与报警模块中的待定异常信号与数据采集与报警模块中的真异常信号，当接收到待定异常信号时，则传输判定信号进入多层确定模块中进行判定，当判定通过则传输执行信号进入命令执行模块中，当接收到真异常信号时，直接传输执行信号进入命令执行模块中；
所述命令执行模块，基于接收的执行信号，传输指令进入设备管理与警报模块中，基于变电站设备管理数据库提取相关消防应急设备信息，控制异常位置相关应急设备进行消防操作；
所述多层确定模块，基于远程控制模块传输的判定信号，根据数据采集与报警模块中的环境温度、设备温度、温度上升速率、电流数据、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度，对于待定异常信号进行判定，包括以下步骤：通过数据采集与报警模块获取待定异常信号出现时以及待定异常信号出现前T时刻的相关数据，包括环境温度 、设备温度 、温度上升速率 、电流数值I、一氧化碳浓度 以及二氧化碳浓度 ，基于设定阈值对于上述数据进行异常判定；
对待定异常信号发生时的相关数据异常数量进行统计，基于相关异常数量数值，对于待定异常信号进行多层确定；
所述调节推广模块，基于天气因素以及不同变电站设备的负载，对于多层确定模块中的设备温度阈值、短路电流阈值进行动态调节，同时基于远程控制模块对于不同变电站之间的天气温度以及负载水平，对于相似设置阈值进行套用；
所述人工核查模块，基于多层确定模块传输的定期异常信号进行接收，信号包括异常信息类型、发生时间、设备信息，并触发声光报警器提醒值班人员。
2.根据权利要求1所述的一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，其特征在于：所述基于设定阈值对于上述数据进行异常判定，其具体的步骤为：基于环境温度阈值 ，对环境温度 进行判定：
当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度出现异常，则；
当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度正常，则 ；
基于设备温度阈值 ，对设备温度 进行判定：
当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时设备温度出现异常，则；
当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时设备温度正常，则 ；
基于温度上升速率阈值 ，对于温度上升速率 进行判定：；
其中， 代表待定异常信号出现时的环境温度， 代表待定异常信号出现前T时刻的环境温度；
当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度上升速率出现异常，则 ；
当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度上升速率正常，则；
基于短路电流阈值 ，对电流数值 进行判定：
当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时相关设备出现短路，则 ；
当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时相关设备运行正常，则；
基于一氧化碳浓度阈值 ，对一氧化碳浓度 进行判定：当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时一氧化碳浓度异常，则；
当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时一氧化碳浓度正常，则；
基于二氧化碳浓度阈值 ，对二氧化碳浓度 进行判定：当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时二氧化碳浓度异常，则；
当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时二氧化碳浓度正常，则。
3.根据权利要求2所述的一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，其特征在于：所述基于相关异常数量数值，对于待定异常信号进行多层确定，其具体的步骤为：通过判定获取的 ，计算获得异常值数量 ，其算法公式为：
；
对于获取的异常值数量 ，结合数量阈值 进行进一步判定：当 时，代表异常值数量达标，输出判定通过结果进入远程控制模块中；
当 时，代表异常值数量不达标，输出判定失败结果进入远程控制模块中。
4.根据权利要求3所述的一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，其特征在于：所述多层确定模块中还设置有异常执行系统，通过定期接收数据采集与报警模块中的相关数据，根据设定阈值对于数据进行异常判定，基于判定结果传输控制指令进入命令执行模块中，其具体的步骤为：基于设定阈值对于定期采集的数据进行判定，获得定期参数，其中定期时间为 ：
基于环境温度阈值 ，对定期环境温度 进行判定：当 ，代表定期环境温度出现异常，则 ；
当 ，代表定期环境温度正常，则 ；
基于设备温度阈值 ，对定期设备温度 进行判定：当 ，代表定期设备温度出现异常，则 ；
当 ，代表定期设备温度正常，则 ；
基于温度上升速率阈值 ，对于定期温度上升速率 进行判定：当 ，代表定期温度上升速率异常，则 ；
当 ，代表定期温度上升速率正常，则 ；
基于短路电流阈值 ，对定期电流数值 进行判定：当 ，代表定期电流数值异常，则 ；
当 ，代表定期电流数值正常，则 ；
基于一氧化碳浓度阈值 ，对定期一氧化碳浓度 进行判定：当 ，代表定期一氧化碳浓度异常，则 ；
当 ，代表定期一氧化碳浓度正常，则 ；
基于二氧化碳浓度阈值 ，对定期二氧化碳浓度 进行判定：当 ，代表定期二氧化碳浓度异常，则 ；
当 ，代表定期二氧化碳浓度正常，则 ；
基于定期参数 ，计算获得定期异常数值 ，其算法公式为：
；
设置定期干涉阈值 与 ，其中 ；
当 时，传输控制指令进入命令执行模块中，通过命令执行模块对于相关异常设备进行应急处理，同时传输异常信号进入人工核查模块中；
当 时，传输控制指令进入远程控制模块中，通过远程控制模块传输调整信号进入数据采集与报警模块中，提高相关设备的数据采集频率，即采集频率为 ；
当 时，不进行信号传输操作。
5.根据权利要求1所述的一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，其特征在于：所述调节推广模块，基于天气因素以及不同变电站设备的负载，对于多层确定模块中的设备温度阈值、短路电流阈值进行动态调节，同时基于远程控制模块对于不同变电站之间的天气温度以及负载水平，对于相似设置阈值进行套用，具体的步骤为：收集历史天气温度数据以及负载数量数据，并对于天气温度以及负载数量进行划分，包括高温、正常、低温以及高负载、正常负载、低负载，并收集各类温度下、负载下不同温度、电流数据，计算获得不同天气温度下设备温度阈值，以及不同负载下短路电流阈值；
基于获取不同变电站的天气因素和设备负载数据，包括当日天气温度每小时预测数据以及变电站设备负载数据，对于变电站每n个时间间隔计算温度平均值，基于温度平均值划分高温、正常、低温，基于变电站设备负载数据划分高负载、正常负载、低负载，对于设备温度阈值、短路电流阈值进行调整。
6.根据权利要求5所述的一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，其特征在于：所述收集历史天气温度数据以及负载数量数据，并对于天气温度以及负载数量进行划分，包括高温、正常、低温以及高负载、正常负载、低负载，并收集各类温度下、负载下不同温度、电流数据，计算获得不同天气温度下设备温度阈值，以及不同负载下短路电流阈值，具体的步骤及算法公式为：对天气温度 进行划分：
当 时，则划分为高温；
当 时，则划分为正常；
当 时，则划分为低温；
对于负载数量数据F进行划分：
当 时，则划分为高负载；
当 时，则划分为正常负载；
当 时，则划分为低负载；
设置期望阈值触发发生率，收集不同天气温度区间以及负载区间情况下，设备温度数据以及电流数据，对于温度数据以及电流数据进行升序排列，基于期望阈值触发发生率，划分不同天气温度区间以及负载区间情况下的设备温度阈值以及短路电流阈值。
7.根据权利要求1所述的一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，其特征在于：所述数据采集与报警模块，通过监控摄像头实时获取变电站内部图像，传输真异常信号进入远程控制模块中，具体的步骤为：通过监控摄像头监测变电站内部重要区域，包括变电设备、变压器、配电柜，摄像头会持续捕捉变电站内部的实时图像，使用计算机视觉算法，包括边缘检测与颜色分割以识别火焰的特征，包括特定的颜色和形状特征；
当识别到火灾特征时，将真异常信号传输到后续模块中，自动执行应急措施。 说明书 : 一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统技术领域[0001] 本发明属于电网消防安全监控技术领域，具体是一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统。背景技术[0002] 变电站是电力系统中的关键设施，其主要功能是对电压和电流进行变换，以便在电力系统内有效地接收、传输和分配电能，变电站通过电气设备如变压器、开关设备和保护装置等，执行多种电力变换任务，而变电站消防系统则是确保变电站在发生火灾等紧急情况时能够迅速、高效地扑灭火源，并保护电力设备和人员安全的系统；[0003] 现有的变电站消防系统往往是通过报警器对于变电站中的异常情况进行接收，同时触发消防系统，无法基于变电站中设备的参数以及环境参数对于警报信号的真实性进行判定，容易出现消防系统误启动的情况发生，同时难以根据变电站的具体使用环境以及负载情况对于消防系统中警报触发阈值进行动态控制，存在实用性与功能性低下的问题；[0004] 针对上述，本案提出一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，以解决上述技术问题。发明内容[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，通过改善检测方式和处理方式以解决上述技术问题。[0006] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：[0007] 一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，包括设备管理与报警模块、数据采集与报警模块、远程控制模块、多层确定模块、命令执行模块、人工核查模块、调节推广模块；[0008] 所述设备管理与报警模块，用于收集变电站下辖设备信息并建立变电站设备管理数据库，并通过报警器获取待定异常信号并传输至后续模块中；[0009] 所述数据采集与报警模块，用于采集变电站内相关数据信息，同时通过监控摄像头实时获取变电站内部图像，传输真异常信号进入远程控制模块中；[0010] 所述远程控制模块，接收设备管理与报警模块中的待定异常信号与数据采集与报警模块中的真异常信号，基于异常信号类型传输信号进入命令执行模块或多层确定模块中；[0011] 所述命令执行模块，基于接收的执行信号，传输指令进入设备管理与警报模块中，基于变电站设备管理数据库提取相关消防应急设备信息，控制异常位置相关应急设备进行消防操作；[0012] 所述多层确定模块，基于远程控制模块传输的判定信号，根据数据采集与报警模块中的环境温度、设备温度、温度上升速率、电流数据、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度，对于待定异常信号进行判定；[0013] 所述调节推广模块，基于天气因素以及不同变电站设备的负载，对于多层确定模块中的设备温度阈值、短路电流阈值进行动态调节，同时基于远程控制模块对于不同变电站之间的天气温度以及负载水平，对于相似设置阈值进行套用；[0014] 所述人工核查模块，基于多层确定模块传输的定期异常信号进行接收，信号通常包括异常信息类型、发生时间、设备信息，并触发声光报警器提醒值班人员。[0015] 进一步的，所述设备管理与报警模块，用于收集记录变电站下辖设备信息，包括基础设备、消防应急设备，对相关下辖设备建立变电站设备管理数据库，库中包括设备名称、设备种类、设备位置，并通过报警器传输待定异常信号进入远程控制模块中，包括烟雾报警器与固定温度报警器；[0016] 所述数据采集与报警模块，包括温度传感器、电流互感器、气体分析仪，用于收集变电站内环境温度以及设备温度、相关工作设备电流值、变电站内一氧化碳以及二氧化碳浓度，同时通过监控摄像头实时获取变电站内部图像，传输真异常信号进入远程控制模块中；[0017] 所述远程控制模块，接收设备管理与报警模块中的待定异常信号与数据采集与报警模块中的真异常信号，当接收到待定异常信号时，则传输判定信号进入多层确定模块中进行判定，当判定通过则传输执行信号进入命令执行模块中，当接收到真异常信号时，直接传输执行信号进入命令执行模块中。[0018] 进一步的，所述多层确定模块，基于远程控制模块传输的判定信号，根据数据采集与报警模块中的环境温度、设备温度、温度上升速率、电流数据、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度，对于待定异常信号进行判定，包括以下步骤：通过数据采集与报警模块获取待定异常信号出现时以及待定异常信号出现前T时刻的相关数据，包括环境温度 、设备温度 、温度上升速率 、电流数值 、一氧化碳浓度 以及二氧化碳浓度 ，基于设定阈值对于上述数据进行异常判定；[0019] 对待定异常信号发生时的相关数据异常数量进行统计，基于相关异常数量数值，对于待定异常信号进行多层确定。[0020] 进一步的，所述基于设定阈值对于上述数据进行异常判定，其具体的步骤为：[0021] 基于环境温度阈值 ，对环境温度 进行判定：[0022] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度出现异常，则 ；[0023] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度正常，则；[0024] 基于设备温度阈值 ，对设备温度 进行判定：[0025] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时设备温度出现异常，则 ；[0026] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时设备温度正常，则；[0027] 基于温度上升速率阈值 ，对于温度上升速率 进行判定：[0028] ；其中， 代表待定异常信号出现时的环境温度， 代表待定异常信号出现前T时刻的环境温度[0029] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度上升速率出现异常，则 ；[0030] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度上升速率正常，则 ；[0031] 基于短路电流阈值 ，对电流数值 进行判定：[0032] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时相关设备出现短路，则；[0033] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时相关设备运行正常，则；[0034] 基于一氧化碳浓度阈值 ，对一氧化碳浓度 进行判定：[0035] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时一氧化碳浓度异常，则 ；[0036] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时一氧化碳浓度正常，则 ；[0037] 基于二氧化碳浓度阈值 ，对二氧化碳浓度 进行判定：[0038] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时二氧化碳浓度异常，则 ；[0039] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时二氧化碳浓度正常，则 。[0040] 进一步的，所述多层确定模块中还设置有异常执行系统，通过定期接收数据采集与报警模块中的相关数据，根据设定阈值对于数据进行异常判定，基于判定结果传输控制指令进入命令执行模块中，其具体的步骤为：[0041] 基 于设定 阈值 对于 定期 采集的 数 据进行 判定 ，获 得定 期参 数，其中定期时间为 ：[0042] 基于环境温度阈值 ，对定期环境温度 进行判定：[0043] 当 ，代表定期环境温度出现异常，则 ；[0044] 当 ，代表定期环境温度正常，则 ；[0045] 基于设备温度阈值 ，对定期设备温度 进行判定：[0046] 当 ，代表定期设备温度出现异常，则 ；[0047] 当 ，代表定期设备温度正常，则 ；[0048] 基于温度上升速率阈值 ，对于定期温度上升速率 进行判定：[0049] 当 ，代表定期温度上升速率异常，则 ；[0050] 当 ，代表定期温度上升速率正常，则 ；[0051] 基于短路电流阈值 ，对定期电流数值 进行判定：[0052] 当 ，代表定期电流数值异常，则 ；[0053] 当 ，代表定期电流数值正常，则 ；[0054] 基于一氧化碳浓度阈值 ，对定期一氧化碳浓度 进行判定：[0055] 当 ，代表定期一氧化碳浓度异常，则 ；[0056] 当 ，代表定期一氧化碳浓度正常，则 ；[0057] 基于二氧化碳浓度阈值 ，对定期二氧化碳浓度 进行判定：[0058] 当 ，代表定期二氧化碳浓度异常，则 ；[0059] 当 ，代表定期二氧化碳浓度正常，则 ；[0060] 基于定期参数 ，计算获得定期异常数值 ，其算法公式为： ；设置定期干涉阈值 与 ，其中；[0061] 当 时，传输控制指令进入命令执行模块中，通过命令执行模块对于相关异常设备进行应急处理，同时传输异常信号进入人工核查模块中；[0062] 当 时，传输控制指令进入远程控制模块中，通过远程控制模块传输调整信号进入数据采集与报警模块中，提高相关设备的数据采集频率，即采集频率为 ；当 时，不进行信号传输操作。[0063] 进一步的，所述调节推广模块，基于天气因素以及不同变电站设备的负载，对于多层确定模块中的设备温度阈值、短路电流阈值进行动态调节，同时基于远程控制模块对于不同变电站之间的天气温度以及负载水平，对于相似设置阈值进行套用，具体的步骤为：[0064] 收集历史天气温度数据以及负载数量数据，并对于天气温度以及负载数量进行划分，包括高温、正常、低温以及高负载、正常负载、低负载，并收集各类温度下、负载下不同温度、电流数据，计算获得不同天气温度下设备温度阈值，以及不同负载下短路电流阈值；[0065] 基于获取不同变电站的天气因素和设备负载数据，包括当日天气温度每小时预测数据以及变电站设备负载数据，对于变电站每n个时间间隔计算温度平均值，基于温度平均值划分高温、正常、低温，基于变电站设备负载数据划分高负载、正常负载、低负载，对于设备温度阈值、短路电流阈值进行调整。[0066] 进一步的，所述收集历史天气温度数据以及负载数量数据，并对于天气温度以及负载数量进行划分，包括高温、正常、低温以及高负载、正常负载、低负载，并收集各类温度下、负载下不同温度、电流数据，计算获得不同天气温度下设备温度阈值，以及不同负载下短路电流阈值，具体的步骤及算法公式为：[0067] 对天气温度 进行划分：[0068] 当 时，则划分为高温；[0069] 当 时，则划分为正常；[0070] 当 时，则划分为低温；[0071] 对于负载数量数据F进行划分：[0072] 当 时，则划分为高负载；[0073] 当 时，则划分为正常负载；[0074] 当 时，则划分为低负载；[0075] 设置期望阈值触发发生率，收集不同天气温度区间以及负载区间情况下，设备温度数据以及电流数据，对于温度数据以及电流数据进行升序排列，基于期望阈值触发发生率，划分不同天气温度区间以及负载区间情况下的设备温度阈值以及短路电流阈值。[0076] 进一步的，所述数据采集与报警模块，通过监控摄像头实时获取变电站内部图像，传输真异常信号进入远程控制模块中，具体的步骤为：[0077] 通过监控摄像头监测变电站内部重要区域，包括变电设备、变压器、配电柜，摄像头会持续捕捉变电站内部的实时图像，使用计算机视觉算法，包括边缘检测与颜色分割以识别火焰的特征，包括特定的颜色和形状特征；[0078] 当识别到火灾特征时，将真异常信号传输到后续模块中，自动执行应急措施。[0079] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：[0080] 在本发明中，通过设置多层确定模块与远程控制模块，对于变电站内的消防系统异常信号进行获。攵源ㄒ斐Ｐ藕，通过对于待定异常信号发生时的相关变电站内部数据进行获。佣杂诖ㄒ斐Ｐ藕沤信卸，将假异：驼嬉斐Ｇ挚，以提高系统的可靠性，确保信号的准确性和真实度，减少误判的风险；[0081] 在本发明中，通过多层确认模块对于待定异常信号进行多层判定，使得远程控制模块能够做出快速而准确的决策，提升整个系统的应急响应的效率，并且通过对异常信号的多层确认和详细数据分析，避免了由于误报引起的不必要的操作和资源浪费，减少了不必要的风险和损失；[0082] 在本发明中，通过远程控制模块处理来自设备管理与报警模块和数据采集与报警模块的异常信号，对于真异常信号进行及时消防应急操作，对于待定异常信号进行快速判定，智能地判断是否需要启动消防设备，提升了应急处理的智能化和自动化水平；[0083] 在本发明中，通过多层确定模块中的异常执行系统，通过对于变电站内部数据进行定期采集，并根据预设的阈值对这些数据进行异常判定，可以在危险早期发现潜在的异常情况，并通过相关措施对于问题进行缓解并上传相关信息进入人工核查模块中等待进一步核验，确保变电站长时间稳定运行，减小事故发生的风险；[0084] 在本发明中，通过设置调节推广模块配合多层确定模块以及远程控制模块，基于不同变电站使用地点的不同以及负载量不同，对于变电站的设备温度阈值以及短路电流阈值进行动态调整，并基于不同变电站的实际使用情况，对于设备温度阈值以及短路电流阈值进行更新，减少因阈值设定不当引发的误报警，提高系统的安全性，同时保持系统的灵活性和适应性；[0085] 整个用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，可以实现对变电站环境和设备的实时监控与数据分析，从而对于变电站消防系统进行监控控制，准确判断是否需要启动消防设备，从而提高变电站的安全性和消防响应效率。附图说明[0086] 图1为本发明的一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统框图。具体实施方式[0087] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0088] 如图1所示，一种用于变电站消防系统的远程集中监控控制系统，包括设备管理与报警模块、数据采集与报警模块、远程控制模块、多层确定模块、命令执行模块、人工核查模块、调节推广模块；[0089] 设备管理与报警模块，用于收集变电站下辖设备信息并建立变电站设备管理数据库，并通过报警器获取待定异常信号并传输至后续模块中；[0090] 设备管理与报警模块，用于收集记录变电站下辖设备信息，包括基础设备、消防应急设备，对相关下辖设备建立变电站设备管理数据库，库中包括设备名称、设备种类、设备位置，并通过报警器传输待定异常信号进入远程控制模块中，包括烟雾报警器与固定温度报警器。[0091] 需要说明的是，通过设备管理与报警模块，可以收集和记录变电站下辖设备的信息，包括基础设备如变压器、开关等以及消防应急设备如灭火器、消防泵等，并将相关设备信息集中存储在设备管理数据库中，便于设备管理、维护和应急调度以及对于问题设备进行标记，方便后续模块对问题设备进行提取。[0092] 数据采集与报警模块，用于采集变电站内相关数据信息，同时通过监控摄像头实时获取变电站内部图像，传输真异常信号进入远程控制模块中；[0093] 数据采集与报警模块，包括温度传感器、电流互感器、气体分析仪，用于收集变电站内环境温度以及设备温度、相关工作设备电流值、变电站内一氧化碳以及二氧化碳浓度，同时通过监控摄像头实时获取变电站内部图像，传输真异常信号进入远程控制模块中。[0094] 需要说明的是，通过温度传感器以测量变电站内环境的温度和设备的工作温度，有助于识别设备过热或环境异常，通过电流互感器监测变电站内各个设备的电流值帮助检测设备的电流异常，通过气体分析仪测量变电站内的一氧化碳和二氧化碳浓度，有助于识别因设备故障或火灾产生的可能有害气体。[0095] 数据采集与报警模块，通过监控摄像头实时获取变电站内部图像，传输真异常信号进入远程控制模块中，具体的步骤为：[0096] 通过监控摄像头监测变电站内部重要区域，包括变电设备、变压器、配电柜，摄像头会持续捕捉变电站内部的实时图像，使用计算机视觉算法，包括边缘检测与颜色分割以识别火焰的特征，包括特定的颜色和形状特征；[0097] 当识别到火灾特征时，将真异常信号传输到后续模块中，自动执行应急措施。[0098] 需要说明的是，通过远程控制模块接收真异常信号，并传输执行信号进入命令执行模块中，以采取应急措施，包括自动断开变电站的电力供应以防止火势扩大、启动自动灭火系统来扑灭火源、通过短信或电话通知维护人员以及消防人员。[0099] 远程控制模块，接收设备管理与报警模块中的待定异常信号与数据采集与报警模块中的真异常信号，基于异常信号类型传输信号进入命令执行模块或多层确定模块中；[0100] 远程控制模块，接收设备管理与报警模块中的待定异常信号与数据采集与报警模块中的真异常信号，当接收到待定异常信号时，则传输判定信号进入多层确定模块中进行判定，当判定通过则传输执行信号进入命令执行模块中，当接收到真异常信号时，直接传输执行信号进入命令执行模块中；[0101] 命令执行模块，基于接收的执行信号，传输指令进入设备管理与警报模块中，基于变电站设备管理数据库提取相关消防应急设备信息，控制异常位置相关应急设备进行消防操作；[0102] 人工核查模块，基于多层确定模块传输的定期异常信号进行接收，信号通常包括异常信息类型、发生时间、设备信息，并触发声光报警器提醒值班人员。[0103] 需要说明的是的，异常信息类型包括电流异常、环境温度异常、设备温度异常、温度上升速率异常、气体浓度异常，对于异常信息进行罗列以方便后续人工对于问题进行核查。[0104] 多层确定模块，基于远程控制模块传输的判定信号，根据数据采集与报警模块中的环境温度、设备温度、温度上升速率、电流数据、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度，对于待定异常信号进行判定，包括以下步骤：通过数据采集与报警模块获取待定异常信号出现时以及待定异常信号出现前T时刻的相关数据，包括环境温度 、设备温度 、温度上升速率、电流数值 、一氧化碳浓度 以及二氧化碳浓度 ，基于设定阈值对于上述数据进行异常判定；[0105] 基于设定阈值对上述数据进行异常判定，其具体的步骤为：基于环境温度阈值，对环境温度 进行判定：[0106] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度出现异常，则 ；[0107] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度正常，则；[0108] 基于设备温度阈值 ，对设备温度 进行判定：[0109] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时设备温度出现异常，则 ；[0110] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时设备温度正常，则；[0111] 基于温度上升速率阈值 ，对于温度上升速率 进行判定：[0112] ；其中， 代表待定异常信号出现时的环境温度， 代表待定异常信号出现前T时刻的环境温度[0113] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度上升速率出现异常，则 ；[0114] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时环境温度上升速率正常，则 ；[0115] 基于短路电流阈值 ，对电流数值 进行判定：[0116] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时相关设备出现短路，则；[0117] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时相关设备运行正常，则；[0118] 基于一氧化碳浓度阈值 ，对一氧化碳浓度 进行判定：[0119] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时一氧化碳浓度异常，则 ；[0120] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时一氧化碳浓度正常，则 ；[0121] 基于二氧化碳浓度阈值 ，对二氧化碳浓度 进行判定：[0122] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时二氧化碳浓度异常，则 ；[0123] 当待定异常信号出现时 ，代表待定异常信号出现时二氧化碳浓度正常，则 ；对待定异常信号发生时的相关数据异常数量进行统计，基于相关异常数量数值，对于待定异常信号进行多层确定；基于相关异常数量数值，对于待定异常信号进行多层确定，其具体的步骤为：通过判定获取的 ，计算获得异常值数量 ，其算法公式为： ；[0124] 对于获取的异常值数量 ，结合数量阈值 进行进一步判定：[0125] 当 时，代表异常值数量达标，输出判定通过结果进入远程控制模块中；[0126] 当 时，代表异常值数量不达标，输出判定失败结果进入远程控制模块中。[0127] 需要说明的是，数量阈值 的数值一般设定为3，即代表出现待定异常信号时，有超过半数的变电站内相关数据同时出现异常，也可以根据具体的变电站需要对于数量阈值的数值进行调整，从而提高整个系统的响应灵敏度。[0128] 多层确定模块中还设置有异常执行系统，通过定期接收数据采集与报警模块中的相关数据，根据设定阈值对于数据进行异常判定，基于判定结果传输控制指令进入命令执行模块中，其具体的步骤为：[0129] 基 于设定 阈值 对于 定期 采集的 数 据进行 判定 ，获 得定 期参 数，其中定期时间为 ：[0130] 基于环境温度阈值 ，对定期环境温度 进行判定：[0131] 当 ，代表定期环境温度出现异常，则 ；[0132] 当 ，代表定期环境温度正常，则 ；[0133] 基于设备温度阈值 ，对定期设备温度 进行判定：[0134] 当 ，代表定期设备温度出现异常，则 ；[0135] 当 ，代表定期设备温度正常，则 ；[0136] 基于温度上升速率阈值 ，对于定期温度上升速率 进行判定：[0137] 当 ，代表定期温度上升速率异常，则 ；[0138] 当 ，代表定期温度上升速率正常，则 ；[0139] 基于短路电流阈值 ，对定期电流数值 进行判定：[0140] 当 ，代表定期电流数值异常，则 ；[0141] 当 ，代表定期电流数值正常，则 ；[0142] 基于一氧化碳浓度阈值 ，对定期一氧化碳浓度 进行判定：[0143] 当 ，代表定期一氧化碳浓度异常，则 ；[0144] 当 ，代表定期一氧化碳浓度正常，则 ；[0145] 基于二氧化碳浓度阈值 ，对定期二氧化碳浓度 进行判定：[0146] 当 ，代表定期二氧化碳浓度异常，则 ；[0147] 当 ，代表定期二氧化碳浓度正常，则 ；[0148] 基于定期参数 ，计算获得定期异常数值 ，其算法公式为： ；设置定期干涉阈值 与 ，其中；[0149] 当 时，传输控制指令进入命令执行模块中，通过命令执行模块对于相关异常设备进行应急处理，同时传输异常信号进入人工核查模块中；需要说明的是，应急处理包括断开相关异常变电站运行设备、调整负荷分配等，同时通过设备管理与报警模块中的设备管理数据库对于相关异常设备进行标记，以等待人工对于相关异常设备进行进一步核查。[0150] 当 时，传输控制指令进入远程控制模块中，通过远程控制模块传输调整信号进入数据采集与报警模块中，提高相关设备的数据采集频率，即采集频率为 ；[0151] 当 时，不进行信号传输操作。[0152] 需要说明的是，定期时间 可以根据变电站的重要程度进行灵活设置，定期时间相当于自检周期，通过对于 的数值进行调整，可以对于变电站潜在问题进行发掘，定期干涉阈值 与 则可以根据变电站的情况进行灵活设置，以满足不同的变电站使用需求，详见表1：[0153] 表1变电站自检周期表[0154][0155] 调节推广模块，基于天气因素以及不同变电站设备的负载，对于多层确定模块中的设备温度阈值、短路电流阈值进行动态调节，同时基于远程控制模块对于不同变电站之间的天气温度以及负载水平，对于相似设置阈值进行套用，具体的步骤为：[0156] 收集历史天气温度数据以及负载数量数据，并对于天气温度以及负载数量进行划分，包括高温、正常、低温以及高负载、正常负载、低负载，并收集各类温度下、负载下不同温度、电流数据，计算获得不同天气温度下设备温度阈值，以及不同负载下短路电流阈值，具体的步骤及算法公式为：对天气温度 进行划分：[0157] 当 时，则划分为高温；[0158] 当 时，则划分为正常；[0159] 当 时，则划分为低温；[0160] 对于负载数量数据F进行划分：[0161] 当 时，则划分为高负载；[0162] 当 时，则划分为正常负载；[0163] 当 时，则划分为低负载；设置期望阈值触发发生率，收集不同天气温度区间以及负载区间情况下，设备温度数据以及电流数据，对于温度数据以及电流数据进行升序排列，基于期望阈值触发发生率，划分不同天气温度区间以及负载区间情况下的设备温度阈值以及短路电流阈值。[0164] 需要说明的是， 与 需要根据变电站使用的不同的地区的温度情况进行灵活设置，具体的数值可以通过咨询相关领域专家进行设置， 与 数值可以根据不同设备的规格参数进行设置；[0165] 期望阈值触发发生率通常为5%，也可以根据不同变电站的使用情况进行调整，如果期望的报警触发发生率为5%，在排序后的数据中第 个数据点的值作为阈值，其中N是该区间内的总数据点数。[0166] 基于获取不同变电站的天气因素和设备负载数据，包括当日天气温度每小时预测数据以及变电站设备负载数据，对于变电站每n个时间间隔计算温度平均值，基于温度平均值划分高温、正常、低温，基于变电站设备负载数据划分高负载、正常负载、低负载，对于设备温度阈值、短路电流阈值进行调整。[0167] 需要说明的是，时间间隔n可以根据变电站自检周期进行灵活设定，通常选择3倍或4倍的自检周期作为时间间隔n的数值，单位为小时。[0168] 在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式；作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方法的目的。[0169] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

专利地区：山东

专利申请日期：2024-08-16

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN118646166B