本發(fā)明涉及電力設(shè)備監(jiān)控，特別涉及一種基于站用直流電源系統(tǒng)智能母聯(lián)的監(jiān)控及管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、智能母聯(lián)是現(xiàn)代電力系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛應(yīng)用于變電站、發(fā)電廠以及各類工業(yè)場所的直流電源系統(tǒng)中。其核心功能在于實(shí)現(xiàn)兩套或多套直流電源系統(tǒng)的智能化互聯(lián)與備用切換，確保在一套電源系統(tǒng)發(fā)生故障時，能夠無縫切換到另一套正常運(yùn)行的系統(tǒng)，從而保障電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。智能母聯(lián)裝置通常配備自動切換功能、dc/dc電源變換模塊、超級電容組以及故障檢測與保護(hù)機(jī)制，能夠有效應(yīng)對電壓波動、短路跳閘等突發(fā)情況。通過這些先進(jìn)技術(shù)，智能母聯(lián)不僅提高了直流電源系統(tǒng)的供電可靠性，還減少了因電源故障導(dǎo)致的設(shè)備停機(jī)時間，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了堅實(shí)保障。

2、然而，盡管智能母聯(lián)在技術(shù)上已經(jīng)取得了顯著進(jìn)步，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些不足之處，尤其是在監(jiān)控方面。目前，許多智能母聯(lián)設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)存在監(jiān)控不到位的問題，無法實(shí)時、全面地監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和健康狀況。這可能導(dǎo)致故障無法及時發(fā)現(xiàn)和處理，從而影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。例如，一些監(jiān)控系統(tǒng)僅能監(jiān)測電壓和電流等基本參數(shù)，而忽視了其他關(guān)鍵指標(biāo)，如超級電容的溫度、dc/dc變換器的效率等。此外，現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)往往缺乏對歷史數(shù)據(jù)的深度分析和預(yù)測功能，無法提前預(yù)警潛在故障，增加了設(shè)備維護(hù)成本和停機(jī)風(fēng)險。

3、鑒于此，需要一種基于站用直流電源系統(tǒng)智能母聯(lián)的監(jiān)控及管理系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中智能母聯(lián)缺少功能監(jiān)控以及壽命和故障預(yù)測的問題，本發(fā)明提供了一種基于站用直流電源系統(tǒng)智能母聯(lián)的監(jiān)控及管理系統(tǒng)，能夠通過采集和分析智能母聯(lián)的多項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)，包括自動切換功能的異常次數(shù)、dc/dc電源變換的效率、超級電容的健康狀態(tài)以及故障檢測與保護(hù)的觸發(fā)頻率等，全面評估設(shè)備的健康狀況。而且，還能夠結(jié)合先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理和預(yù)測模型，準(zhǔn)確預(yù)測智能母聯(lián)的壽命和故障概率，為設(shè)備的維護(hù)和更換提供科學(xué)依據(jù)，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支持。具體技術(shù)方案如下：

2、一種基于站用直流電源系統(tǒng)智能母聯(lián)的監(jiān)控及管理系統(tǒng)，包括：

3、數(shù)據(jù)監(jiān)控單元，用于獲取智能母聯(lián)本身以及與智能母聯(lián)產(chǎn)生連接的各設(shè)備的狀態(tài)，進(jìn)而至少判斷智能母聯(lián)的自動切換和dc/dc電源變換功能是否正常工作，并輸出功能是否正常的判斷結(jié)果；

4、歷史數(shù)據(jù)分析單元，每個功能的歷史異常結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，記錄每個功能的異常次數(shù)；

5、狀態(tài)預(yù)測單元，建立壽命預(yù)測模型如下：

6、l預(yù)測＝l0-(α·h自動切換+β·hdc/dc)-ε·t運(yùn)行

7、式中，l預(yù)測表示智能母聯(lián)的預(yù)測壽命，l0表示初始壽命(根據(jù)設(shè)備規(guī)格確定)，α、β、ε表示權(quán)重系數(shù)，h自動切換表示自動切換功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，hdc/dc表示dc/dc電源變換功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，t運(yùn)行表示智能母聯(lián)運(yùn)行時間；

8、預(yù)警單元，基于壽命預(yù)測的結(jié)果以及預(yù)先設(shè)定相應(yīng)的告警閾值范圍決定是否輸出預(yù)警信號。

9、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)監(jiān)控單元還判斷智能母聯(lián)的超級電容組是否正常工作，所述歷史數(shù)據(jù)分析單元也相應(yīng)統(tǒng)計超級電容組的功能的異常次數(shù)，因此，狀態(tài)預(yù)測單元的壽命預(yù)測模型表示如下：

10、l預(yù)測＝l0-(α·h自動切換+β·hdc/dc+γ·h電容)-ε·t運(yùn)行

11、式中，l預(yù)測表示智能母聯(lián)的預(yù)測壽命，l0表示初始壽命(根據(jù)設(shè)備規(guī)格確定)，α、β、γ、ε表示權(quán)重系數(shù)，h自動切換表示自動切換功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，hdc/dc表示dc/dc電源變換功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，h電容表示超級電容組功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，t運(yùn)行表示智能母聯(lián)運(yùn)行時間。

12、優(yōu)選的，數(shù)據(jù)監(jiān)控單元還判斷智能母聯(lián)的故障檢測與保護(hù)功能是否正常工作，所述歷史數(shù)據(jù)分析單元也相應(yīng)統(tǒng)計故障檢測與保護(hù)功能的異常次數(shù)，因此，狀態(tài)預(yù)測單元的壽命預(yù)測模型表示如下：

13、l預(yù)測＝l0-(α·h自動切換+β·hdc/dc+γ·h電容+δ·h保護(hù))-ε·t運(yùn)行

14、式中，l預(yù)測表示智能母聯(lián)的預(yù)測壽命，l0表示初始壽命(根據(jù)設(shè)備規(guī)格確定)，α、β、γ、δ、ε表示權(quán)重系數(shù)，h自動切換表示自動切換功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，hdc/dc表示dc/dc電源變換功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，h電容表示超級電容組功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，h保護(hù)表示故障檢測與保護(hù)功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，t運(yùn)行表示智能母聯(lián)運(yùn)行時間。

15、優(yōu)選的，狀態(tài)預(yù)測單元還建立故障預(yù)測模型，故障預(yù)測模型具體如下：

16、

17、式中，p故障表示未來一段時間內(nèi)發(fā)生故障的概率，θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6、θ7、θ8表示權(quán)重系數(shù)，h自動切換表示自動切換功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，hdc/dc表示dc/dc電源變換功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，h電容表示超級電容組功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，h保護(hù)表示故障檢測與保護(hù)功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，t運(yùn)行表示智能母聯(lián)運(yùn)行時間，c負(fù)載表示負(fù)載電流，t環(huán)境表示環(huán)境溫度，n切換表示自動切換次數(shù)。

18、優(yōu)選的，歷史數(shù)據(jù)分析單元對每個功能的歷史異常結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，記錄每個功能的異常次數(shù)，具體如下：

19、

20、式中，h自動切換表示自動切換功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，hdc/dc表示dc/dc電源變換功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，h電容表示超級電容組功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，h保護(hù)表示故障檢測與保護(hù)功能在時間周期t內(nèi)的異常次數(shù)統(tǒng)計，r自動切換(t)表示自動切換功能檢測結(jié)果(1表示正常，0表示異常)，rdc/dc(t)表示dc/dc電源變換功能檢測結(jié)果(1表示正常，0表示異常)，r電容(t)表示超級電容組功能檢測結(jié)果(1表示正常，0表示異常)，r保護(hù)(t)表示故障檢測與保護(hù)功能檢測結(jié)果(1表示正常，0表示異常)。

21、優(yōu)選的，使用歷史數(shù)據(jù)建立回歸模型，求解權(quán)重系數(shù)，具體如下：

22、s1：收集并整理歷史數(shù)據(jù)，包括智能母聯(lián)的異常次數(shù)、運(yùn)行時間、負(fù)載電流、環(huán)境溫度、切換次數(shù)以及對應(yīng)的壽命和故障情況；

23、s2：根據(jù)問題的性質(zhì)選擇合適的回歸模型。對于壽命預(yù)測，可以使用線性回歸模型；對于故障預(yù)測，可以使用邏輯回歸模型，詳見上述模型公式；

24、s3：使用歷史數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行訓(xùn)練，求解權(quán)重系數(shù)。對于線性回歸模型，使用最小二乘法；對于邏輯回歸模型，使用最大似然估計；

25、s4：使用測試集對模型進(jìn)行驗(yàn)證，評估模型的預(yù)測精度。評估指標(biāo)包括：均方誤差和準(zhǔn)確率；

26、s5：調(diào)整權(quán)重系數(shù)，使模型的預(yù)測結(jié)果更接近實(shí)際結(jié)果，得到最優(yōu)的權(quán)重系數(shù)，并將其應(yīng)用到壽命預(yù)測模型和故障預(yù)測模型中。

27、一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括存儲的程序，其中，在所述程序運(yùn)行時控制所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行如上所述的基于站用直流電源系統(tǒng)智能母聯(lián)的監(jiān)控及管理系統(tǒng)。

28、一種處理器，所述處理器用于運(yùn)行程序，其中，所述程序運(yùn)行時執(zhí)行如上所述的基于站用直流電源系統(tǒng)智能母聯(lián)的監(jiān)控及管理系統(tǒng)。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在智能母聯(lián)的監(jiān)控與壽命預(yù)測方面取得了顯著進(jìn)步?，F(xiàn)有技術(shù)通常僅關(guān)注電壓、電流等基本參數(shù)的監(jiān)測，缺乏對智能母聯(lián)核心功能(如自動切換和dc/dc電源變換)的全面檢測與分析，且無法對設(shè)備的健康狀態(tài)和壽命進(jìn)行有效預(yù)測。本方案通過引入自動切換功能和dc/dc電源變換功能的實(shí)時檢測，結(jié)合歷史異常數(shù)據(jù)和運(yùn)行時間等多維度參數(shù)，構(gòu)建了精準(zhǔn)的壽命預(yù)測模型。這一創(chuàng)新不僅能夠?qū)崟r評估智能母聯(lián)的運(yùn)行狀態(tài)，還能提前預(yù)測設(shè)備的剩余使用壽命，為預(yù)防性維護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，從而顯著提升智能母聯(lián)的可靠性、降低維護(hù)成本，并優(yōu)化電力系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。