电力系统三相不平衡的能效监控系统及方法与流程

1.本说明书涉及电力能效监控
技术领域：
：，尤其是涉及一种电力系统三相不平衡的能效监控系统及方法。
背景技术：
：：2.电力能效监控系统的建设和部署落实了国家能源发展战略，其对电力用能数据进行采集、整理和统计，将电力能耗情况进行展示。然而，相关技术中，其电力系统的能效监控系统通常是基于传统数据库和sql语句来进行数据存储和统计分析的。相关技术中的统计分析方式在数据大体量增长时，对于不同维度的指标的监控可拓展性较低。技术实现要素：3.本说明书旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本说明书的一个目的在于提出一种电力系统三相不平衡的能效监控系统，能够单独获取电力设备用能数据，并基于电力设备用能数据在不同维度继续聚合计算，从而进行电力质量情况的预警提醒。4.本说明书的第二个目的在于提出一种电力系统三相不平衡的能效监控方法。5.本说明书的第三个目的在于提出一种电力系统。6.本说明书的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。7.为达上述目的，本说明书第一方面实施例提出了一种电力系统三相不平衡的能效监控系统。所述监控系统包括：数据接入模块，用于获取电力设备用能数据；其中，所述电力设备用能数据包括第一时间段内的第一用能数据和第二时间段内的第二用能数据；所述第一时间段与所述第二时间段是相邻的，且所述第一时间段早于所述第二时间段。数据计算模块，用于基于所述第一用能数据和所述第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到目标不平衡数据；其中，所述目标不平衡数据用于表征所述电力系统在所述指定维度上的三相不平衡情况。数据应用模块，用于将所述目标不平衡数据与所述指定维度对应的维度预警阈值进行比较，并根据比较结果进行电力质量情况的提醒。8.在本说明书的一些实施例中，所述能效监控系统还包括：数据存储模块，用于存储并备份所述电力设备用能数据以及所述目标不平衡数据。9.在本说明书的一些实施例中，所述数据接入模块，还用于获取所述电力设备用能数据对应的电力系统档案数据；所述数据计算模块，还用于基于所述电力系统档案数据确定用于在所述指定维度上进行聚合计算的电力设备用能数据。10.在本说明书的一些实施例中，所述数据接入模块包括canal组件、flume组件、kafka组件；所述数据接入模块，还用于通过所述canal组件监控电力系统档案数据、通过所述flume组件采集所述电力系统档案数据对应的电力设备用能数据，将监控到的电力系统档案数据以及采集到的电力设备用能数据发送到所述kafka组件。11.在本说明书的一些实施例中，所述数据计算模块包括数据明细层和数据服务层；所述数据明细层用于对监控到的电力系统档案数据以及采集到的电力设备用能数据进行清洗；所述数据服务层，用于将所述电力设备用能数据生成用于在不同维度进行聚合计算所涉及的数据宽表。12.在本说明书的一些实施例中，所述数据计算模块包括flink-sql单元；所述数据计算模块通过所述flink-sql单元基于所述第一用能数据和所述第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到所述目标不平衡数据。13.在本说明书的一些实施例中，所述第一用能数据包括第一三相电压数据、第一三相电流数据；所述第二用能数据包括第二三相电压数据、第二三相电流数据；所述数据计算模块，用于通过所述flink-sql单元基于所述第一三相电压数据和所述第二三相电压数据，在时间维度上计算每个计量点的电压不平衡率的最大值、最小值、均值、最新值、方差。所述数据计算模块还用于通过所述flink-sql单元基于所述第一三相电流数据和所述第二三相电流数据，在所述时间维度上计算所述每个计量点的电流不平衡率的最大值、最小值、均值、最新值、方差。14.在本说明书的一些实施例中，所述数据存储模块包括hbase数据库和mysql数据库；所述数据存储模块，用于通过所述hbase数据库存储所述电力设备用能数据以及所述目标不平衡数据、通过所述mysql数据库备份所述电力设备用能数据以及所述目标不平衡数据。15.为达上述目的，本说明书第二方面实施例提出了一种电力系统三相不平衡的能效监控方法，所述能效监控方法包括：获取电力设备用能数据；其中，所述电力设备用能数据包括第一时间段内的第一用能数据和第二时间段内的第二用能数据；所述第一时间段与所述第二时间段是相邻的，且所述第一时间段早于所述第二时间段；基于所述第一用能数据和所述第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到目标不平衡数据；其中，所述目标不平衡数据用于表征所述电力系统在所述指定维度上的三相不平衡情况；将所述目标不平衡数据与所述指定维度对应的维度预警阈值进行比较，并根据比较结果进行电力质量情况的提醒。16.在本说明书的一些实施例中，所述能效监控方法还包括：存储并备份所述电力设备用能数据以及所述目标不平衡数据。17.在本说明书的一些实施例中，所述能效监控方法还包括：获取所述电力设备用能数据对应的电力系统档案数据，并基于所述电力系统档案数据确定用于在所述指定维度上进行聚合计算的电力设备用能数据。18.为达上述目的，本说明书第三方面实施例提出了一种电力系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电力系统三相不平衡的能效监控程序，所述处理器执行所述电力系统三相不平衡的能效监控程序时，实现如第二方面中任意一项实施例所述的电力系统三相不平衡的能效监控方法。19.为达上述目的，本说明书第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有电力系统三相不平衡的能效监控程序，所述电力系统三相不平衡的能效监控程序被处理器执行时，实现如第二方面中任意一项实施例所述的电力系统三相不平衡的能效监控方法。20.通过上述实施例，能效监控系统的数据接入模块能够接入大体量的电力设备用能数据，并且数据计算模块能够对接收到的电力设备用能数据进行多维度分析处理和数据挖掘，从而在指定维度进行聚合计算，使得能效监控系统能够在不同维度对电力系统的三相不平衡情况进行监控。本说明书的实施例提高了对电力系统在不同维度上进行监控的可拓展性，并且在面对大体量数据时，计算效率不会降低。21.本说明书附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本说明书的实践了解到。附图说明22.图1是本说明书一个实施例的电力系统三相不平衡的能效监控系统的场景示例图。23.图2是本说明书实施例提出的电力系统三相不平衡的能效监控系统的原理框图。24.图3是本说明书一个实施例的数据处理逻辑的示意图。25.图4a是本说明书一个实施例的电力设备用能数据处理过程的流程图。26.图4b是本说明书一个实施例的数据计算模块聚合计算过程的示意图。27.图5是本说明书一个实施例的数据计算模块的数据计算的示意图。28.图6是本说明书一个实施例的能效监控系统的原理示意图。29.图7是本说明书实施例提出的电力系统三相不平衡的能效监控方法的流程图。30.图8是本说明书一个实施例的电力系统的结构框图。具体实施方式31.下面详细描述本说明书的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本说明书，而不能理解为对本说明书的限制。32.电力能效监控系统的建设和部署，落实了国家能源发展战略。以厂区为试点，能效监控系统能够对厂区的电力用能数据进行采集、整理分析和统计，将各种能耗情况通过大屏幕的形式呈现出来，以使相关人员能够及时了解厂区的电力质量情况，例如变压器的电压情况。33.相关技术中所建设的电力系统三相不平衡的能效监控系统通常是基于传统的mysql和oracle数据库，利用单一的javastream和mysql进行存储和统计分析，并在前端展示。然而，随着电力系统的部署范围推广，电力系统每月产生的电力用能数据会以亿级的速度增长。相关技术中的能效监控系统随着数据指数级的增长，其计算效率会逐渐降低，并且对于不同维度的指标计算的可拓展性低。因此，本说明书以相关技术中的能效控制系统的电能质量分析为理论基础，结合大数据处理相关组件构成独立的数据接入模块、数据计算模块和数据应用模块，以应对大体量用能数据，并在多个维度进行聚合计算，根据计算结果进行电力质量情况的预警提醒。34.本说明书实施方式以厂区电力系统为例提供了一种电力系统三相不平衡的能效监控系统。请参阅图1，该能效监控系统包括厂区电力系统102、服务器104和客户端106。在本场景示例中，服务器106包括数据接入模块、数据计算模块和数据应用模块；客户端106作为数据展示模块对数据应用模块的比较结果和数据计算模块得到的目标不平衡数据进行展示。35.示例性地，数据接入模块用于获取厂区电力系统102中的电力设备用能数据。其中，电力设备用能数据包括第一时间段内的第一用能数据和第二时间段内的第二用能数据。第一时间段与第二时间段是相邻的，且第一时间段早于第二时间段。电力设备用能数据可以为产区电力系统102中的电能表采集得到的电压数据和/或电流数据。基于对厂区电力系统的监控任务，第一时间段可以为历史时段，第二时间段可以为当天实时时段。数据计算模块用于基于第一用能数据和第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到目标不平衡数据。其中，目标不平衡数据用于表征电力能效系统在指定维度上的三相不平衡情况。其中，指定维度可以根据对厂区的监控任务确定的维度，例如，时间维度、场景维度、计量点维度等等。数据应用模块用于将目标不平衡数据与指定维度对应的维度预警阈值进行比较，并根据比较结果进行电力质量情况的提醒。36.服务器104将数据应用模块得到的比较结果发送到客户端106，以使客户端106通过图表等形式展示出来，在出现目标不平衡数据超出对应的维度预警阈值的情况下，在客户端106发出预警提醒。37.图2为本说明书实施例提出的电力系统三相不平衡的能效监控系统的原理框图。请参阅图2，该监控系统包括：38.数据接入模块210，用于获取电力设备用能数据。39.其中，电力设备用能数据包括第一时间段内的第一用能数据和第二时间段内的第二用能数据。第一时间段与第二时间段是相邻的，且第一时间段早于第二时间段。40.数据计算模块220，用于基于第一用能数据和第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到目标不平衡数据。41.其中，目标不平衡数据用于表征电力系统在指定维度上的三相不平衡情况。42.数据应用模块230，用于将目标不平衡数据与指定维度对应的维度预警阈值进行比较，并根据比较结果进行电力质量情况的提醒。43.在本说明书的实施例中，能效监控系统的系统架构包括数据接入模块210、数据计算模块220以及数据应用模块220。数据接入模块210可接收电力系统运行过程若干电力设备产生的电力设备用能数据，电力设备用能数据可以包括电力设备在不同时间的电压数据和/或电流数据。在数据接入模块210获取电力设备用能数据后，可在数据计算模块220通过flink实时计算引擎对电力设备用能数据进行聚合计算，得到在指定维度上的目标不平衡数据。继而，数据应用模块230将目标不平衡数据与在指定维度上设置的维度预警阈值进行比较，根据比较结果判断是否存在电压或电流不平衡的情况，从而进行电力质量情况的预警提醒。44.具体地，数据接入模块210获取电力设备用能数据。为了能够提高在不同维度对电力系统进行预警的可拓展性，电力设备用能数据可以包括两个时段内的用能数据。第一时间段可以理解为历史时段，第二时间段可以理解为当日实时时段。则第一用能数据表示离线数据；第二用能数据表示实时数据。第一时间段与第二时间段是相邻的，且第一时间段早于第二时间段。示例性地，电力设备用能数据可以包括前1至3日的离线数据和当日0至24时内的实时数据。45.数据计算模块220接收到数据源后，即接收到电力设备用能数据后，根据目标监控任务确定指定维度。在本说明书的实施例中，指定维度可以为时间维度、场景维度或计量点维度等。然后基于第一用能数据和第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到在指定维度对应的目标不平衡数据。目标不平衡数据用于表征电力系统在指定维度上的三相不平衡情况。例如电力系统在指定维度上的三相电压不平衡情况或三相电流不平衡情况。46.数据应用模块230接收到数据计算模块220计算得到的目标不平衡数据，将目标不平衡数据与指定维度对应的维度预警阈值进行比较，判断电力系统中是否存在三相电压不平衡情况或者三相电流不平衡情况，从而根据比较结果来对电力质量情况进行预警提醒。其中，基于国际规定标准，三相负荷不平衡率的标准是不大于15％，中性线电流不大于变压器额定电流的25％。因此，本说明书实施例的维度预警阈值可结合国家标准根据厂区实际情况设定不同维度的“三相不平衡”的维度预警阈值。在目标不平衡数据超出对应的维度预警阈值时，进行相关预警提醒。在出现预警时，可及时对配电变压器的三相负荷进行及时的检测和调整，合理进行三相负荷的分配，减少配电变压器的电能损耗、提高电动机的效率。47.通过上述实施例，能效监控系统的数据接入模块能够接入大体量的电力设备用能数据，并且数据计算模块能够对接收到的电力设备用能数据进行多维度分析处理和数据挖掘，从而在指定维度进行聚合计算，使得能效监控系统能够在不同维度对电力系统的三相不平衡情况进行监控。本说明书的实施例提高了对电力系统在不同维度上进行监控的可拓展性，并且在面对大体量数据时，计算效率不会降低。48.在本说明书的一些实施例中，能效监控系统还包括：数据存储模块，用于存储并备份电力设备用能数据以及目标不平衡数据。49.在本说明书的实施例中，能效监控系统还包括数据存储模块，以完成对数据的长期存储和实时获取分析。数据存储模块可以存储并备份数据接入模块210获取到的电力设备用能数据以及数据计算模块220计算得到的目标不平衡数据。在监控任务表示需要对电力系统进行历史长时段的电力质量进行分析的情况下，可直接在数据存储模块获取所需历史时段的电力设备用能数据或者获取对应维度的目标不平衡数据。50.在本说明书的一些实施例中，数据接入模块，还用于获取电力设备用能数据对应的电力系统档案数据。数据计算模块，还用于基于电力系统档案数据确定用于在指定维度上进行聚合计算的电力设备用能数据。51.由于电力设备用能数据一般为电力系统中电能表采集到的电压和/或电流数据，而电力设备用能数据还可能包括不同厂区电力系统的用能数据或者同一厂区不同计量点采集的用能数据，因此若对电力设备用能数据进行分类、拆分主题等处理，还需要获取电力设备用能数据对应的电力系统档案数据。52.电力系统档案数据可以包括采集对象数据信息、集抄系统测量队信息、电能表id、系统配置数据、终端配置数据等等原始基础数据。数据计算模块220用于基于电力系统档案数据确定用于在指定维度上进行聚合计算的电力设备用能数据。53.示例性地，若根据监控任务，指定维度为场景维度，需对晚高峰期间的各个厂区的三相不平衡情况进行监控。则可基于电力系统档案数据区分不同厂区中不同计量点对应的电力设备用能数据，然后区分对应晚高峰时段的电力设备用能数据。继而，对晚高峰时段不同厂区对应的电力设备用能数据进行聚合计算，确定不同厂区分别在晚高峰时段的目标不平衡数据。然后通过数据应用模块对目标不平衡数据进行判断，确定各个厂区在晚高峰期间是否存在三相不平衡超出预警阈值的情况，从而进行预警提醒。54.在本说明书的一些实施例中，数据接入模块包括canal组件、flume组件、kafka组件。数据接入模块，还用于通过canal组件监控电力系统档案数据、通过flume组件采集电力系统档案数据对应的电力设备用能数据，将监控到的电力系统档案数据以及采集到的电力设备用能数据发送到kafka组件。55.示例性地，数据接入模块可以包括canal组件、flume组件、kafka组件。56.canal组件是mysql数据库binlog的增量订阅、消费组件。能够基于数据库增量日志解析，提供增量数据订阅和消费，可以很方便地同步数据库的增量数据到其他的存储应用。示例性地，canal组件能够实时监控电力系统档案数据，在厂区新增电力设备或拆除计量点等情况时，可及时更新电力系统档案数据。57.flume组件是一个高可用的、高可靠的、分布式的海量日志采集、聚合和传输的组件。flume组件支持在日志系统中定制各类数据发送方，用于收集数据。flume组件是一个可以收集如日志、事件等数据资源，将这些数量极大的数据从各项数据资源中集中起来的存储工具、服务、或者数字集中机制。flume具有高可用分布式，配置工具。因此，在本说明书的实施例中，为了能够满足当前电力系统的部署，采集海量电力设备用能数据，利用flume组件构建数据接入模块。58.kafka组件是一种高吞吐量的分布式发布订阅消息系统，它可以处理消费者在网站中的所有动作流数据。这种动作(网页浏览，搜索和其他用户的行动)是在现代网络上的许多社会功能的一个关键因素。这些数据通常是由于吞吐量的要求而通过处理日志和日志聚合来解决的。本说明书的实施例中，为了保证对海量电力设备用能数据的处理的及时性，canal组件监控获取的电力系统档案数据和flume组件采集获得的电力系统用能数据均会发送到kafka进行存储。kafka存储的是电力系统档案数据和电力系统用能数据的原始数据，不对数据做任何操作。59.在本说明书的一些实施例中，数据计算模块包括数据明细层和数据服务层。数据明细层用于对监控到的电力系统档案数据以及采集到的电力设备用能数据进行清洗。数据服务层，用于将电力设备用能数据生成用于在不同维度进行聚合计算所涉及的数据宽表。60.数据明细层(datawarehousedetail，dwd)主要解决一些数据质量问题和数据的完整度问题，在本说明书的实施例中，数据明细层主要对电力系统档案数据和电力设备用能数据进行清洗，比如拆分主题、打平数据等。61.数据服务层(datawarehouseservce，dws)又称轻度汇总层，主要对kafka中存储的电力设备用能数据做初步汇总，抽象出来一些通用或指定维度，例如：时间、ip、id等，并根据这些维度做一下统计值，生成对应维度所涉及的数据宽表。在本说明书的实施例中国，数据服务层主要用于根据不同监控业务需求，基于电力设备用能数据生成用于在不同维度进行聚合计算所涉及的数据宽表。示例性地，基于电力设备用能数据生成a计量点在历史一周内的用能数据宽表。62.在本说明书的一个具体实施例中，可将数据计算模块和数据存储模块，按照数据处理逻辑进行分层。请参阅图3，基于数据分层，该能效监控系统可以包括数据运营层(operationaldatastore，ods)、数据明细层(datawarehousedetail，dwd)、数据服务层(datawarehouseservce，dws)以及数据产品层(app)。可以理解的是，本说明书实施例的电力设备用能数据是以表格的形式进行存储的。63.其中，数据运营层是最接近数据源(source)的一层，其主要功能就是将数据接入模块获取得到的电力设备档案数据和/或电力设备用能数据拉取过来映射到kafka或hive。数据存储kafka或hive便可确定数据到了数据运营层。64.数据明细层和数据服务层可以理解为两个并行的dw数据层，对于同样的电力设备用能数据，数据明细层和数据服务层的处理过程是串行的。数据明细层可对数据进行清洗，做数据质量方面的处理。在对厂区电力系统的监控业务需求，仅依靠进行质量处理后的原始数据便可解决，则可直接在数据明细层提取相应的电力设备用能数据中的相关表格即可。若根据监控业务需求，需要利用多个表格中的电力设备用能数据，则可通过数据服务层依据监控业务需求生成用于在不同维度进行聚合计算所涉及的数据宽表。利用数据服务层生成的数据宽表进行聚合计算，得到对应维度的目标不平衡数据。需要说明的是，数据服务层所需的数据可以从数据运营层直接获取，也可从数据明细层获取。65.本说明书实施例中的数据存储模块可以理解为数据产品层(app)，可以用于存储数据明细层和数据服务层处理后的电力设备用能数据。66.根据本说明书实施例的数据计算模块，其数据服务层和数据明细层能够在数据接入模块并行发送大体量电力设备用能数据时，对数据进行去重、防止冗余数据，并且对电力设备用能数据进行实时清洗。两个数据层能够并行处理电力设备用能数据，增加并行度，减少了在处理数据较多的大表时数据延时问题，提高了能效监控系统的监视力度。67.在一个具体实施方式中，请参阅图4a，能效监控系统获取前1至3日的第一用能数据和当日0至24时内的第二用能数据计算不平衡率相关数据的过程包括：68.s410，通过数据接入模块获取电力系统上报的电力设备用能数据，初步对数据进行异常数据过滤，比如去重等。69.s420，利用单据的形式记录电力系统上报数据是否成功，在接收电力系统上报数据时，获取单据中记录的上次上报数据对应的状态，并缓存本次状态。70.s430，对于前1至3日的离线数据(单据状态显示为离线)需要主动采集。71.s440，合并产出实际单据上次状态。72.s450，根据本次及上次状态转换为操作值[+1或-1]：将本次及上次电力系统上报数据的状态转换为操作值[+1或-1]，用于表示是否上报成功。[0073]s460，通过数据服务层和/或数据明细层统计维度，结合日期和电力设备档案数据进行用能数据聚合，sum操作值得到单日计数(过滤出斤两日数据)。[0074]s470，通过数据服务层和/或数据明细层按照统计维度聚合，sum计数得到近两日计数。[0075]s480，主动采集前日统计数据。[0076]s490，近2日+前日离线数据合并，得到结果表(数据宽表)。[0077]在本说明书的一些实施例中，数据计算模块包括flink-sql单元。数据计算模块通过flink-sql单元基于第一用能数据和第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到目标不平衡数据。[0078]flink是为分布式、高性能、随时可用和准确的流处理应用程序打造的开源流处理架构，可以同时支持实时计算和批量计算。大数据计算引擎分为离线计算和实时计算；可以处理有限数据流和无限数据，即能够处理有边界和无边界的数据流。在本说明书的实施例中，为了提高能效监控系统的可拓展性，利用flink来进行电力设备用能数据的计算处理过程，提高数据统计分析能力。[0079]具体地，利用flink-sql单元来对经过数据服务层和数据明细层处理后的电力设备用能数据进行聚合计算。根据时间性质，电力设备用能数据分为第一用能数据和第二用能数据。第一用能数据可以包括历史时段中若干计量点在不同时间的a相电压数据、b相电压数据、c相电压数据以及a相电流数据、b相电流数据、c相电流数据。由于对电力设备进行电压或电流采集时，通常是按照时间顺序进行采集的，因此，可将以每相电压曲线的形式进行存储。示例性地，基于a计量点在历史两天内用能数据形成a计量点在历史两天内的a相电压曲线。请参阅图5，由于不同厂区的实际用电需求不同，其所关注的能效监控点也存在不同，因此，在利用flink-sql单元进行聚合计算时，还需要依据电力设备档案数据来确定用于指定维度的聚合计算所需的电力设备用能数据。图5所示输入档案数据表示输入电力设备档案数据；输入采集数据表示输入电力设备用能数据。[0080]通过flinksql的语法，数据不管是批量处理还是流式处理，都统一抽象了，不用花大量时间成本在代码调试上，而是专注于业务逻辑的处理；可以轻松搞定各种数据处理场景，解决流式以及批量数据处理，而且可以轻松实现与外部系统的集成应用。请参阅图4b，flink-sql单元在进行聚合计算时，同步并行计算前日离线数据和仅两日实时数据，实时计算数据范围可以包括昨日0点至今日24点内的数据。在计算过程主动获取离线数据，实时采集实时数据。[0081]在本说明书的一些实施例中，第一用能数据包括第一三相电压数据、第一三相电流数据。第二用能数据包括第二三相电压数据、第二三相电流数据。数据计算模块，用于通过flink-sql单元基于第一三相电压数据和第二三相电压数据，在时间维度上计算每个计量点的电压不平衡率的最大值、最小值、均值、最新值、方差。数据计算模块还用于通过flink-sql单元基于第一三相电流数据和第二三相电流数据，在时间维度上计算每个计量点的电流不平衡率的最大值、最小值、均值、最新值、方差。[0082]请参阅图5，电力设备档案数据可以理解为厂区基础数据，例如采集对象(电力设备)数据信息、集抄系统测量点信息、自定义采集对象信息、终端与主站通信设置参数、现场运行采集终端的档案信息等等。电力设备用能数据可以包括a相电压数据、b相电压数据、c相电压数据、a相电流数据、b相电流数据、c相电流数据等等。通过flink-sql单元进行聚合计算后得到指定维度上的目标不平衡数据。目标不平衡数据表征电力系统在指定维度上的三相不平衡情况。[0083]在本说明书的实施例中，由于数据采集分为历史数据和实时数据两部分，因此，在flink-sql单元进行聚合计算时，可结合历史数据中的用能数据和实时数据中的用能数据来进行不平衡数据的计算。具体地，第一用能数据为历史数据，其包括第一三相电压数据和第一三相电流数据。历史数据又称离线数据，是预存在对应数据库中的。第二用能数据包括第二三相电压数据和第二三相电流数据。[0084]示例性地，flink-sql单元可基于第一三相电压数据和第二三相电压数据，在时间维度上计算每个计量点的电压不平衡率的最大值、最小值、均值、最新值、方差；基于第一三相电流数据和第二三相电流数据，在时间维度上计算每个计量点的电流不平衡率的最大值、最小值、均值、最新值、方差。由于不管在时间维度还是场景维度进行三相不平衡监控，都需要基于每个计量点的电压不平衡数据来进行分析，因此，flink-sql单元可在时间维度计算每个计量点的电压不平衡率相关数据和电流不平衡率相关数据。例如，从时间维度，按每天或每小时等时间长度来计算每个计量点的电压不平衡率和电流不平衡率，从而确定在某时段中的不平衡率的最大值、最小值、均值、最新值、方差等数据，从而用来分析电压或电流的不平衡分布情况。[0085]在本说明书的实施例中，根据能效监控系统“电能质量分析”采集的数据指标，对数据进行聚合。在不同的时间、地点等场景下，根据具体监控维度计算的不平衡相关数据(如均值、最大值等)，相应设置预警阈值，从而保证达到安全监控的目的。通过flink-sql单元对不同计量点的电压和电流不平衡率的最大值、最小值、均值、差值等的计算，基于上述数据，根据对应预警阈值进行预警，可监控拓展性较强。[0086]在本说明书的一些实施例中，数据存储模块包括hbase数据库和mysql数据库。数据存储模块，用于通过hbase数据库存储电力设备用能数据以及目标不平衡数据、通过mysql数据库备份电力设备用能数据以及目标不平衡数据。[0087]在本说明书的实施例中，对应数据的存储由相关技术中单一的数据同步过渡为hbase数据库和mysql数据库同步存储，利用hbase数据库进行存储，利用mysql数据库进行备份。具体地，可通过hbase数据库存储电力设备用能数据以及目标不平衡数据、通过mysql数据库备份电力设备用能数据以及目标不平衡数据。[0088]需要说明的是，本说明书实施例的能效监控系统除监控三相不平衡情况外，对于谐波畸变率、功率因数等电能质量指令也可进行实时监控，并将结果同步保存到hbase和mysql中，通过websocket协议向客户端提供实时的分析结果。[0089]在一个具体实施例中，本说明书的能效监控系统可以包括四部分：数据接入模块、数据计算模块、数据存储模块、数据应用模块。请参阅图6，对应能效监控系统的各个模块，数据处理过程可以分为数据接入层、数据计算层、数据存储层和数据应用层。[0090]示例性地，对于数据接入层，可以利用数据接入模块的canal组件监控电力系统档案数据、通过flume组件采集电力系统档案数据对应的电力设备用能数据，将监控到的电力系统档案数据以及采集到的电力设备用能数据发送到kafka组件。canal组件监控得到的电力系统档案数据可存储在oracle数据库中。通过flume组件采集的原始的电力设备用能数据可存放至mysql数据库中。[0091]在数据计算层分为数据运营层、数据明细层、数据服务层及数据产品层。数据运营层将数据接入模块获取得到的电力设备档案数据和/或电力设备用能数据拉取过来映射到kafka或hive。数据明细层对监控到的电力系统档案数据以及采集到的电力设备用能数据进行清洗。数据服务层将电力设备用能数据生成用于在不同维度进行聚合计算所涉及的数据宽表。[0092]有了数据源，在数据计算层通过flink实时计算引擎对数据明细层和/或数据服务层处理后的数据做计算处理。示例性地，可通过flink的flinkstreaming、flinksql、flinktable对数据层数据进行处理、函数实时计算和存储操作。通过flink-sql单元基于第一用能数据和第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到目标不平衡数据。[0093]继而，通过hbase数据库存储电力设备用能数据以及目标不平衡数据、通过mysql数据库备份电力设备用能数据以及目标不平衡数据。[0094]在数据应用层，将目标不平衡数据与指定维度对应的维度预警阈值进行比较，并根据比较结果进行电力质量情况的提醒。[0095]本说明书实施例的能效监控系统，从原理和架构上，由相关技术中的单点统计变成了分布式处理，提高了数据的统计分析能力，易于扩展，提高了能效监控系统的预警能力。利用flink对大量实时数据的运行状态进行监控，提高了能效监控系统对配变负荷的监视力度，可及时对配电变压器的三相负荷进行及时的检测和调整，合理进行三相负荷的分配。同时，能效监控系统对三相不平衡的及时监控和调整，减少了配电变压器的电能损耗、提高了电动机的效率，进一步调高了用电设备的安全运行。[0096]对应上述实施例，本说明书实施例还提出了一种电力系统三相不平衡的能效监控方法。请参阅图7，能效监控方法包括：[0097]s710，获取电力设备用能数据。[0098]其中，电力设备用能数据包括第一时间段内的第一用能数据和第二时间段内的第二用能数据；第一时间段与第二时间段是相邻的，且第一时间段早于第二时间段。[0099]s720，基于第一用能数据和第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到目标不平衡数据。[0100]其中，目标不平衡数据用于表征电力系统在指定维度上的三相不平衡情况。[0101]s730，将目标不平衡数据与指定维度对应的维度预警阈值进行比较，并根据比较结果进行电力质量情况的提醒。[0102]根据本说明书实施例的能效监控方法，能效监控系统的数据接入模块能够接入大体量的电力设备用能数据，并且数据计算模块能够对接收到的电力设备用能数据进行多维度分析处理和数据挖掘，从而在指定维度进行聚合计算，使得能效监控系统能够在不同维度对电力系统的三相不平衡情况进行监控。本说明书的实施例提高了对电力系统在不同维度上进行监控的可拓展性，并且在面对大体量数据时，计算效率不会降低。[0103]在本说明书的一些实施例中，能效监控方法还包括：存储并备份电力设备用能数据以及目标不平衡数据。[0104]在本说明书的一些实施例中，能效监控方法还包括：获取电力设备用能数据对应的电力系统档案数据，并基于电力系统档案数据确定用于在指定维度上进行聚合计算的电力设备用能数据。[0105]关于此电力系统三相不平衡的能效监控方法的具体限定可以参见上文中对于电力系统三相不平衡的能效监控系统的限定，在此不再赘述。[0106]对应上述实施例，本说明书的实施例还提供了一种电力系统。[0107]图8是根据本说明书一个实施例的电力系统的结构框图。如图8所示，该电力系统800包括存储器804、处理器802及存储在存储器804上并可在处理器802上运行的能效监控程序806，处理器802执行能效监控程序806时，实现上述任一项实施例的电力系统三相不平衡的能效监控方法。[0108]根据本说明书实施例的电力系统，在处理器802执行能效监控程序806时，提高了对电力系统在不同维度上进行监控的可拓展性，并且在面对大体量数据时，计算效率不会降低。[0109]对应上述实施例，本说明书的实施例还提供了一种计算机可读存储介质。其上存储有电力系统三相不平衡的能效监控程序，所述电力能效系统三相不平衡的监控程序被处理器执行时，实现如上述任意一项实施例的电力系统三相不平衡的监控方法。[0110]根据本说明书实施例的计算机可读存储介质，在能效监控程序运行时，提高了对电力系统在不同维度上进行监控的可拓展性，并且在面对大体量数据时，计算效率不会降低。[0111]需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。[0112]应当理解，本说明书的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。[0113]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。[0114]在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本说明书和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本说明书的限制。[0115]此外，本说明书实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本说明书实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本说明书的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。[0116]在本说明书中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本说明书中的具体含义。[0117]在本说明书中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。[0118]尽管上面已经示出和描述了本说明书的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本说明书的限制，本领域的普通技术人员在本说明书的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。当前第1页12当前第1页12
技术特征：
1.一种电力系统三相不平衡的能效监控系统，其特征在于，所述能效监控系统包括：数据接入模块，用于获取电力设备用能数据；其中，所述电力设备用能数据包括第一时间段内的第一用能数据和第二时间段内的第二用能数据；所述第一时间段与所述第二时间段是相邻的，且所述第一时间段早于所述第二时间段；数据计算模块，用于基于所述第一用能数据和所述第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到目标不平衡数据；其中，所述目标不平衡数据用于表征所述电力系统在所述指定维度上的三相不平衡情况；数据应用模块，用于将所述目标不平衡数据与所述指定维度对应的维度预警阈值进行比较，并根据比较结果进行电力质量情况的提醒。2.根据权利要求1所述的能效监控系统，其特征在于，所述能效监控系统还包括：数据存储模块，用于存储并备份所述电力设备用能数据以及所述目标不平衡数据。3.根据权利要求1所述的能效监控系统，其特征在于，所述数据接入模块，还用于获取所述电力设备用能数据对应的电力系统档案数据；所述数据计算模块，还用于基于所述电力系统档案数据确定用于在所述指定维度上进行聚合计算的电力设备用能数据。4.根据权利要求3所述的能效监控系统，其特征在于，所述数据接入模块包括canal组件、flume组件、kafka组件；所述数据接入模块，还用于通过所述canal组件监控电力系统档案数据、通过所述flume组件采集所述电力系统档案数据对应的电力设备用能数据，将监控到的电力系统档案数据以及采集到的电力设备用能数据发送到所述kafka组件。5.根据权利要求4所述的能效监控系统，其特征在于，所述数据计算模块包括数据明细层和数据服务层；所述数据明细层用于对监控到的电力系统档案数据以及采集到的电力设备用能数据进行清洗；所述数据服务层，用于将所述电力设备用能数据生成用于在不同维度进行聚合计算所涉及的数据宽表。6.根据权利要求1所述的能效监控系统，其特征在于，所述数据计算模块包括flink-sql单元；所述数据计算模块通过所述flink-sql单元基于所述第一用能数据和所述第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到所述目标不平衡数据。7.根据权利要求6所述的能效监控系统，其特征在于，所述第一用能数据包括第一三相电压数据、第一三相电流数据；所述第二用能数据包括第二三相电压数据、第二三相电流数据；所述数据计算模块，用于通过所述flink-sql单元基于所述第一三相电压数据和所述第二三相电压数据，在时间维度上计算每个计量点的电压不平衡率的最大值、最小值、均值、最新值、方差；所述数据计算模块还用于通过所述flink-sql单元基于所述第一三相电流数据和所述第二三相电流数据，在所述时间维度上计算所述每个计量点的电流不平衡率的最大值、最小值、均值、最新值、方差。8.根据权利要求2所述的能效监控系统，其特征在于，所述数据存储模块包括hbase数
据库和mysql数据库；所述数据存储模块，用于通过所述hbase数据库存储所述电力设备用能数据以及所述目标不平衡数据、通过所述mysql数据库备份所述电力设备用能数据以及所述目标不平衡数据。9.一种电力系统三相不平衡的能效监控方法，其特征在于，所述能效监控方法包括：获取电力设备用能数据；其中，所述电力设备用能数据包括第一时间段内的第一用能数据和第二时间段内的第二用能数据；所述第一时间段与所述第二时间段是相邻的，且所述第一时间段早于所述第二时间段；基于所述第一用能数据和所述第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到目标不平衡数据；其中，所述目标不平衡数据用于表征所述电力系统在所述指定维度上的三相不平衡情况；将所述目标不平衡数据与所述指定维度对应的维度预警阈值进行比较，并根据比较结果进行电力质量情况的提醒。10.根据权利要求9所述的能效监控方法，其特征在于，所述方法还包括：存储并备份所述电力设备用能数据以及所述目标不平衡数据。11.根据权利要求9所述的能效监控方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述电力设备用能数据对应的电力系统档案数据，并基于所述电力系统档案数据确定用于在所述指定维度上进行聚合计算的电力设备用能数据。12.一种电力系统，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的电力系统三相不平衡的能效监控程序，所述处理器执行所述电力系统三相不平衡的能效监控程序时，实现如权利要求9-11中任意一项所述的电力系统三相不平衡的能效监控方法。13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有电力系统三相不平衡的能效监控程序，所述电力系统三相不平衡的能效监控程序被处理器执行时，实现如权利要求9-11中任意一项所述的电力系统三相不平衡的能效监控方法。

技术总结
本说明书涉及一种电力系统三相不平衡的能效监控系统及方法。其中，能效监控系统包括：数据接入模块，用于获取电力设备用能数据；电力设备用能数据包括第一时间段内的第一用能数据和第二时间段内的第二用能数据。数据计算模块，用于基于第一用能数据和第二用能数据在指定维度上进行聚合计算，得到目标不平衡数据；目标不平衡数据用于表征电力系统在指定维度上的三相不平衡情况。数据应用模块，用于将目标不平衡数据与指定维度对应的维度预警阈值进行比较，并根据比较结果进行电力质量情况的提醒。本说明书实施例能够单独获取电力设备用能数据，并基于电力设备用能数据在不同维度继续聚合计算，从而进行电力质量情况的预警提醒。醒。醒。


技术研发人员：张英 庞振江 洪海敏 孙永明 刘国川 曾晶
受保护的技术使用者：深圳智芯微电子科技有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/25