基于PLC的变电柜异常检测控制方法、系统及存储介质

本发明涉及plc变电柜控制领域，更具体的说是涉及一种基于plc的变电柜异常检测控制方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、随着社会的发展以及人类社会的进步，用电量每年都在呈几何数字增长。这也使供电设备以及高低压变电柜数量急剧增加，由于在某些地区工作环境恶劣，高低压变电柜发生火灾的概率极高。高低压变电柜是供电系统中用于电能分配、控制、计量以及连接线缆的配电设备。在其内部的电压互感器、电流互感器以及变压器等，因为长期过负荷或设备自身的短路故障，会使电气设备发生老化，自身发热从而引起火灾，严重的还会使电压器、避雷针、电容器发生爆炸。因此在封闭空间内安置一个可以检测内部工作环境，并作出相应处理反应的封闭安全系统就有了巨大的价值。

2、目前，现有技术中大多都通过温度检测的方式判断变电柜中是否发生异常情况，显然这存在着一定的弊端，例如，只有温度快速升高或者已经超出正常温度时才能触发警报，这就导致了对异常情况不能及时的预警，从而延误最佳的异常情况处理时间。因此，如何解决这一问题，是本领域技术人员亟需研究的。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种基于plc的变电柜异常检测控制方法、系统及存储介质，通过电流电压检测的方式，确定变电柜内部是否发生危险情况，并制定相应的控制策略，以达到快速响应的目的。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种基于plc的变电柜异常检测控制方法，包括以下步骤：

4、利用plc控制芯片分别提取变电柜中的各个电器元件中的电流数值、电压数值以及变电柜中磁场变化情况；

5、基于电流数值、电压数值以及电流数值、电压数值对应的磁场变化情况，生成变电柜特征数据序列；

6、将变电柜特征数据序列按周期划分，并分别获取每个周期变电柜特征序列标准差；

7、通过k-means算法对每个周期变电柜特征序列标准差进行聚类计算，根据聚类结果选取变电柜异常特征序列；

8、判断变电柜异常特征序列是否为引起变电柜故障的序列，并根据判断结果制定控制策略。

9、可选的，变电柜中的电器元件包括变压器、电压互感器、电流互感器和避雷器；分别提取变压器的输入电压数值、电流数值，电压互感器的电压数值，电流互感器的电流数值以及雷雨天气下避雷器的瞬时电流值。

10、可选的，生成变电柜特征数据序列的具体步骤如下：

11、将电流数值、电压数值与磁场变化情况的生成一一对应的映射关系；

12、基于磁场变化情况与电流数值、电压数值的映射关系，利用特征提取算法提取磁场变化情况的第一特征序列；

13、利用特征提取算法分别提取电流数值、电压数值的第二特征序列、第三特征序列；

14、将第一特征序列、第二特征序列和第三特征序列进行融合，得到变电柜特征数据序列。

15、可选的，将第一特征序列、第二特征序列和第三特征序列进行归一化处理，将归一化处理后的特征序列按照电流、电压、磁场的方式插值排列，完成融合。

16、可选的，获取每个周期变电柜特征序列标准差具体步骤如下：

17、分别计算同一周期内的电流对应特征序列、电压对应特征序列以及磁场对应特征序列的前后序列的第一标准差，再分别计算第一标准差之间的标准差，即为每个周期变电柜特征序列标准差。

18、可选的，根据判断结果制定控制策略包括：将异常结果传输给移动终端，移动终端将异常结果的数据在历史数据库中遍历，得到相应控制策略。

19、可选的，还包括将异常结果以及异常结果对应的控制策略保存至历史数据库。

20、一种基于plc的变电柜异常检测控制系统，包括：

21、变电柜数据提取模块：用于利用plc控制芯片分别提取变电柜中的各个电器元件中的电流数值、电压数值以及变电柜中磁场变化情况；

22、变电柜特征序列生成模块：用于基于电流数值、电压数值以及电流数值、电压数值对应的磁场变化情况，生成变电柜特征数据序列；

23、标准差获取模块：用于将变电柜特征数据序列按周期划分，并获取变电柜特征序列标准差；

24、异常序列选取模块：用于通过k-means算法对变电柜特征序列标准差进行聚类计算，根据聚类结果选取变电柜异常特征序列；

25、控制策略制定模块：用于判断变电柜异常特征序列是否为引起变电柜故障的序列，并根据判断结果制定控制策略。

26、一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种基于plc的变电柜异常检测控制方法的步骤。

27、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种基于plc的变电柜异常检测控制方法、系统及存储介质，具有以下有益效果：

28、1、本发明通过对变电柜中电压、电流以及磁场变化情况的数据提取，并根据三者之间的关系，能够准确的确认是否发生异常情况，结合相关策略，有助于快速响应，及时将危险因素遏制在萌芽之中。

29、2、本发明对各项数据综合考虑，有效提高了异常情况的判断精度，为管理人员提供更为可靠的检测数据。

技术特征：

1.一种基于plc的变电柜异常检测控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于plc的变电柜异常检测控制方法，其特征在于，变电柜中的电器元件包括变压器、电压互感器、电流互感器和避雷器；分别提取变压器的输入电压数值、电流数值，电压互感器的电压数值，电流互感器的电流数值以及雷雨天气下避雷器的瞬时电流值。

3.根据权利要求1所述的一种基于plc的变电柜异常检测控制方法，其特征在于，生成变电柜特征数据序列的具体步骤如下：

4.根据权利要求3所述的一种基于plc的变电柜异常检测控制方法，其特征在于，将第一特征序列、第二特征序列和第三特征序列进行归一化处理，将归一化处理后的特征序列按照电流、电压、磁场的方式插值排列，完成融合。

5.根据权利要求1所述的一种基于plc的变电柜异常检测控制方法，其特征在于，获取每个周期变电柜特征序列标准差具体步骤如下：

6.根据权利要求1所述的一种基于plc的变电柜异常检测控制方法，其特征在于，根据判断结果制定控制策略包括：将异常结果传输给移动终端，移动终端将异常结果的数据在历史数据库中遍历，得到相应控制策略。

7.根据权利要求6所述的一种基于plc的变电柜异常检测控制方法，其特征在于，还包括将异常结果以及异常结果对应的控制策略保存至历史数据库。

8.一种基于plc的变电柜异常检测控制系统，其特征在于，包括：

9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的一种基于plc的变电柜异常检测控制方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于PLC的变电柜异常检测控制方法、系统及存储介质，涉及PLC变电柜控制领域。利用PLC控制芯片分别提取变电柜中的各个电器元件的电流数值、电压数值以及变电柜中磁场变化情况；基于电流数值、电压数值以及电流数值、电压数值对应的磁场变化情况，生成变电柜特征数据序列；将变电柜特征数据序列按周期划分，并分别获取每个周期变电柜特征序列标准差；对每个周期变电柜特征序列标准差进行聚类计算，根据聚类结果选取变电柜异常特征序列；判断变电柜异常特征序列是否为引起变电柜故障的序列，并根据判断结果制定控制策略。本发明用于确定变电柜内部是否发生危险情况，并制定相应的控制策略，以达到快速响应的目的。

技术研发人员：孙广,刘顺
受保护的技术使用者：安徽机电职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21