(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210634868.1 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 昂顿科技 （上海） 有限公司 地址 201506 上海市金山区金山工业区夏 宁路818弄72号B区 (72)发明人 王锦友　戢卫平　申宝玲　 (74)专利代理 机构 上海邦德专利代理事务所 (普通合伙) 31312 专利代理师 郭靖宇 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01D 7/00(2006.01) H02J 13/00(2006.01) (54)发明名称 智能变电站管理系统 (57)摘要 本发明提出一种智能变电站管 理系统， 其特 征在于， 具体包括： 至少一个数据收集装置100， 数据获取装置2 00， 集成警报 装置300和输 出装置 400组成； 至少一个 数据收集 设备100检测变电站 中各个点的工作状态信息； 数据获取设备200获 取由每个数据获取设备100感测的数据,将接收 的信息作为集成感测数据提供给集成警报装置 300； 集成警报 装置300基于由多个数据获取装置 200中的每一个收集的数据来诊断在变电站设施 是否已经 发生异常， 并且当诊断出变电站设备2 0 中已经发生异常时， 产生警报信号； 由集成警报 设备300生成的警报信号作为警报声音输出， 以 便变电站房屋中的现场工作人员 可以通过安装 在现场的输出设备40 0识别。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115077605 A 2022.09.20 CN 115077605 A 1.一种智能变电站管理系统， 其特 征在于， 具体包括： 至少一个数据收集装置10 0， 数据获取装置20 0， 集成警报装置 300和输出装置40 0组成； 至少一个数据收集设备10 0检测变电站中各个点的工作状态信息； 数据获取设备200获取由每个数据获取设备100感测的数据,数据获取设备200包括接 口210和数据提供单元220； 接口210包括多个接口用以接收各个数据收集设备100的各个 设 备的工作状态信息； 数据提供单元220将通过上述接口210接收的信息作为集成感测数据提 供给集成警报装置 300； 集成警报装置300基于由多个数据获取装置200中的每一个收集的数据来诊断在变电 站设施是否已经发生异常， 并且当诊断出变电站设备20中已经发生异常时， 产生 警报信号； 集成警报设备300包括接口310， 异常检测器320， 警报生 成器330和数据库340； 接口310从数 据获取设备200接收包括各种类型的感测数据的集 成感测数据， 异常检测单元320将通过接 口310从数据获取装置200接收的数据与数据库340中存储的设备参数、 环 境参数、 电网参数 自动计算保护定值比较， 如发现异常则主动预警； 由集成警报设备300生成的警报信号作为警报声音输出， 以便变电站房屋中的现场工 作人员可以通过安装在现场的输出设备40 0识别。 2.根据权利要求1所述的智能变电站管理系统， 其特征在于， 一个数据收集装置100包 括多个继电器， 多个断路器， 多个隔离开关， 多个GIS气体传感器， 多个气压传感器， 收集声 发射的AE传感器， 红外传感器阵列单元、 振动传感器、 接地 断开传感器和 接地电阻传感器, 多个红外传感器以网格的形式二维排列,红外传感器检测是否发生热变化， 接地断开传感 器和接地电阻传感器确定是否出现配电盘接地断开异常以及配电盘的接地电阻值是否异 常， 振动传感器用于检测是否由于地震等外 部环境因素对配电盘施加振动。 3.根据权利要求1所述的智能变电站管理系统， 其特征在于， 当异常检测单元320通过 接口310接收到由AE传感器检测到的异常声音信号时， 其分析异常声音信号的波形并将从 变电站发出的声音传输到两个轨道， 如果在规定时间内偏 离基准频带， 则认为 发生了异常， 当在变电站设备中产生的声带超过绝缘击穿声带时， 异常检测单元320检测到在变电站设 备中发生了异常； 当压力升高到预设警报设置值以上或降低到下限以下时， 异常检测单元320检测到变 电站20中发生了异常。 4.根据权利要求1所述的智能变电站管理系统， 其特征在于， 异常检测单元320可以检 测是否出现超温现象， 具体包括如下步骤： 将红外传感器阵列 单元检测并周期性接收的图像数据识别为三维图像数据， 即对红外 传感器阵列在同一周期 检测到的图像数据进 行采集和分支， 识别并存储为一个三 维图像数 据帧； 异常检测单元320针对累积存储的三维图像数据帧， 将之前存储的图像数据帧与当前 存储的图像数据帧进行比较分析， 然后不断检查变化的区域和变化的状态； 异常检测单元320在判断是否异常， 判断出异常已经开始时， 通过缩短监控周期来增加 监控次数； 异常检测单元320不断地分析图像数据帧的变化区域和变化状态， 如果该区域在 特定区域内不断地逐渐扩大和变化， 即跨多个图像数据检测变化状态帧； 如果有， 则判断相 关区域的温度正在上升 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115077605 A 25.根据权利要求1所述的智能变电站管理系统， 其特征在于， 异常检测单元320可以检 测电弧， 具体包括如下步骤： 异常检测单元320持续分析图像数据帧的变化区域和变化状 态， 如果仅在特定区域检测到短暂的变化， 即仅在特定图像数据中检测到变化状态帧， 检测 到相应区域的电弧， 判断发生了异常， 异常检测单元320的判断是对图像数据帧的亮度和饱 和度进行比较分析， 以确定是否在特定区域检测到产生电弧； 采用CNN、 RNN、 GA N作为异常检 测单元320比较和分析图像数据帧的亮度和饱和度时使用的深度学习模型； 将比较分析结 果导出为数值， 根据导出值的变化 面积、 变化状态、 持续时间等判断电弧的发生。 6.根据权利要求1所述的智能变电站管理系统， 其特征在于， 异常检测单元320在确定 异常信号之后， 根据异常信号进行分类， 并通过该异常信号将变电站的状态报告给变电站 操作员， 以识别设备问题并实现紧急响应； 使用机器学习对异常信号进 行分类， 包括由于气 体绝缘开关设备的内部缺陷， 变压器局部放电和变压器分接开关引起的电信号。 7.根据权利要求6所述的智能变电站管理系统， 其特征在于， 在每个设备中产生异常信 号的原因如下： 1)电晕： 突起 或颗粒附着在GIS内部的导体和外壳上； 2)浮动部分： 未接地 或 未电气连接或由浮动电极产生的电容性放电引起的浮动部分； 3)微粒： 由导电性异物流入 产生； 4)空隙： 以介电空隙或阻挡层表面污染的形式出现； 5)蠕变： 沿着导体电介质的表面 发生， 当颗粒粘附到表面或在垫片中出现裂纹时发生； 6)绕组： 高压 接触不良引起。 8.根据权利要求7所述的智能变电站管理系统， 其特征在于， 异常信号分类方法包括异 常信号监视处理， 事件数据接收和分类请求处理， 事件数据图案化和预处理处理， 分类算法 学习处理， 其包括信号分类处理； 另外， 异常信号分类方法还包括计算每个设施的风险的过 程和计算变电站风险的过程。 9.根据权利要求7所述的智能变电站管理系统， 其特征在于， 在确定故障类型之后， 还 需要对于故障进行备份和恢复， 通过人工智能算法和 通讯数据 交换， 可以在边缘端保护装 置出现问题时， 代 替保护装置的功能， 以便 现场保护装置损坏情况下的备份， 从而在现场的 继电保护装置故障不能使用时， 可以通过智能变电站管理系统代替现场继电保护的功能。 10.根据权利要求7所述的智能变电站管理系统， 其特征在于， 恢复过程是与多个变电 站故障类型信息中的每一个相对应的多个变电站恢复过程信息， 通过输出装置输出与与变 电站故障类型信息相对应的变电站恢复过程信息或通讯连接,管理者可以通过接收根据变 电站故障类型的自适应修复程序来快速执 行变电站故障恢复， 并减少人为 错误的频率。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115077605 A 3