配电柜监控方法及系统与流程
1.本发明涉及配电柜技术领域，尤其涉及一种配电柜监控方法及系统。
背景技术：
2.配电柜作为重要的基础设备设施，属于电网分配系统的尾端，与用户的电能设施关系最紧密，其性能的好坏关系到一个局部电力系统运行的安全与稳定。配电柜作为配电系统的末级设备，不但需要实现自动化或半自动化控制，还需要对末端系统进行数据采集。
3.现有的配电柜监控主要采用远程安全检测和人工值守相结合的方式，监控对象大多是机房内的大环境数据，例如设备是否被破坏、是否是非管理权限人员打开配电柜等等，但是对于配电柜内部的电能和温度等影响配电柜的信息并未进行有效监控。
4.申请号为201910043837.7，发明名称为一种配电柜安全监控系统，发明了如下内容：当配电室内的工作人员需要检查配电柜的线路或电表、电器元件时，可以通过门磁感应器感应门磁卡，进而通过触屏控制器控制电控锁打开；当未配备门磁卡的工作人员，可以通过触屏控制器向中央控制器传输申请指令，中央控制器对应申请指令联系到对应的负责人，在负责人同意后，可打开配电柜。
5.其主要是监控人员是否具有对应的权限，并且需要人为的介入才能实现对应的功能，对于配电柜内部的情况并未涉及，更多的是对人员权限进行监控。
技术实现要素：
6.本发明实施例提供一种配电柜监控方法及系统，其至少能够解决现有技术并不能监控配电柜内部情况的问题。
7.本发明实施例的第一方面，提供一种配电柜监控方法，所述方法应用于配电柜，所述配电柜包括传感模块、处理模块以及通信模块，所述方法包括：所述传感模块采集所述配电柜的温度信息和电能信息，其中，所述温度信息包括环境温度信息和元件温度信息，所述电能信息包括电流信息和电压信息；所述处理模块基于所述配电柜的空间分布，以及所述环境温度信息确定所述配电柜的温度场信息；基于配电柜的电机出线侧的第一电流和第一电压，以及各个元件的第二电流和第二电压，确定所述配电柜的电能信息；分别将所述温度场信息与所述电能信息与对应的监控阈值进行比较，若超出监控阈值，则将报警信息发送至后台服务器和/或进行报警显示。
8.在一种可选的实施方式中，所述传感模块包括第一传感单元和第二传感单元，其中，所述第一传感单元用于获取所述环境温度信息，所述第二传感单元用于获取所述元件温度信息；所述第一传感单元进一步包括接触式传感器和非接触式传感器，所述接触式传感器用于通过接触方式获取所述环境温度信息，所述非接触式传感器用于通过非接触方式获取所述环境温度信息。
9.在一种可选的实施方式中，所述基于所述配电柜的空间分布，以及所述环境温度信息确定所述配电柜的温度场信息的方法包括：基于所述配电柜的空间分布，将所述配电柜划分为多个不重叠的独立空间，并以每个独立空间对应的空间网格的中心，结合所述配电柜的空间分布，构建虚拟空间；按照预设的空间温度求解方程，对所述虚拟空间中按照自然网格划分的区域的温度值进行积分求导，并对积分求导的结果进行差分处理，确定所述温度场信息。
10.在一种可选的实施方式中，所述监控阈值包括与所述温度场信息对应的第一监控阈值以及与所述电能信息对应的第二监控阈值，若所述温度场信息超出所述第一监控阈值，获取所述配电柜中散热装置的实际电机输出值，确定所述实际电机输出值与预设电机输出阈值的输出误差，并对所述输出误差进行积分调和；基于预设的积分常数，以及预设的电机输出目标值，调节所述散热装置的电机输出量的增量值，以使所述散热装置的实际电机输出值趋近于所述电机输出目标值。
11.在一种可选的实施方式中，所述调节所述散热装置的电机输出量的增量值的方法如下公式所示：；其中，电机输出量的增量值，比例常数，输出误差，积分常数，微分常数，，e（k）为电机输出量。
12.本发明实施例的第二方面，提供一种配电柜监控系统，所述配电柜包括传感模块、处理模块以及通信模块，所述系统包括：第一单元，用于所述传感模块采集所述配电柜的温度信息和电能信息，其中，所述温度信息包括环境温度信息和元件温度信息，所述电能信息包括电流信息和电压信息；第二单元，用于所述处理模块基于所述配电柜的空间分布，以及所述环境温度信息确定所述配电柜的温度场信息；基于配电柜的电机出线侧的第一电流和第一电压，以及各个元件的第二电流和第二电压，确定所述配电柜的电能信息；第三单元，用于分别将所述温度场信息与所述电能信息与对应的监控阈值进行比较，若超出监控阈值，则将报警信息发送至后台服务器和/或进行报警显示。
13.在一种可选的实施方式中，所述传感模块包括第一传感单元和第二传感单元，其中，所述第一传感单元用于获取所述环境温度信息，所述第二传感单元用于获取所述元件温度信息；所述第一传感单元进一步包括接触式传感器和非接触式传感器，所述接触式传感器用于通过接触方式获取所述环境温度信息，所述非接触式传感器用于通过非接触方式获取所述环境温度信息。
14.在一种可选的实施方式中，
所述第二单元还用于：基于所述配电柜的空间分布，将所述配电柜划分为多个不重叠的独立空间，并以每个独立空间对应的空间网格的中心，结合所述配电柜的空间分布，构建虚拟空间；按照预设的空间温度求解方程，对所述虚拟空间中按照自然网格划分的区域的温度值进行积分求导，并对积分求导的结果进行差分处理，确定所述温度场信息。
15.在一种可选的实施方式中，所述监控阈值包括与所述温度场信息对应的第一监控阈值以及与所述电能信息对应的第二监控阈值，所述系统还包括第四单元，所述第四单元用于：若所述温度场信息超出所述第一监控阈值，获取所述配电柜中散热装置的实际电机输出值，确定所述实际电机输出值与预设电机输出阈值的输出误差，并对所述输出误差进行积分调和；基于预设的积分常数，以及预设的电机输出目标值，调节所述散热装置的电机输出量的增量值，以使所述散热装置的实际电机输出值趋近于所述电机输出目标值。
16.在一种可选的实施方式中，所述第四单元还用于按照如下公式所示的方法调节所述散热装置的电机输出量的增量值：；其中，电机输出量的增量值，比例常数，输出误差，积分常数，微分常数，，e（k）为电机输出量。
17.本发明实施例的第三方面，提供一种设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行前述所述的方法。
18.本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述所述的方法。
19.本发明提供一种配电柜监控方法，所述方法应用于配电柜，所述配电柜包括传感模块、处理模块以及通信模块，所述方法包括：所述传感模块采集所述配电柜的温度信息和电能信息，其中，所述温度信息包括环境温度信息和元件温度信息，所述电能信息包括电流信息和电压信息；所述处理模块基于所述配电柜的空间分布，以及所述环境温度信息确定所述配电柜的温度场信息；基于配电柜的电机出线侧的第一电流和第一电压，以及各个元件的第二电流和第二电压，确定所述配电柜的电能信息；分别将所述温度场信息与所述电能信息与对应的监控阈值进行比较，若超出监控阈值，则将报警信息发送至后台服务器和/或进行报警显示。
20.本发明的方法能够获取配电柜的电能信息和温度信息，从两方面监控配电柜内部的情况，并且对于电能信息，从电机出线侧和各个元件的电压和电流信息，两个方面分析电能信息；此外，将配电柜按照空间分布，获取其温度场信息，并且采用接触式测温和非接触式测温两种方式，分析其温度信息，并且在温度超过阈值时，进行散热处理，保证配电柜的运行安全。
附图说明
21.图1为本发明实施例配电柜监控方法的流程示意图；图2为本发明实施例配电柜监控系统的结构示意图。
具体实施方式
22.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
24.应当理解，在本发明的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
25.应当理解，在本发明中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.应当理解，在本发明中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含a、b和c”、“包含a、b、c”是指a、b、c三者都包含，“包含a、b或c”是指包含a、b、c三者之一，“包含a、b和/或c”是指包含a、b、c三者中任1个或任2个或3个。
27.应当理解，在本发明中，“与a对应的b”、“与a相对应的b”、“a与b相对应”或者“b与a相对应”，表示b与a相关联，根据a可以确定b。根据a确定b并不意味着仅仅根据a确定b，还可以根据a和/或其他信息确定b。a与b的匹配，是a与b的相似度大于或等于预设的阈值。
28.取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。
29.下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
30.图1为本发明实施例配电柜监控方法的流程示意图，如图1所示，所述方法应用于
配电柜，所述配电柜包括传感模块、处理模块以及通信模块，所述方法包括：s101、所述传感模块采集所述配电柜的温度信息和电能信息，其中，所述温度信息包括环境温度信息和元件温度信息，所述电能信息包括电流信息和电压信息；在一种可选的实施方式中，所述传感模块包括第一传感单元和第二传感单元，其中，所述第一传感单元用于获取所述环境温度信息，所述第二传感单元用于获取所述元件温度信息；所述第一传感单元进一步包括接触式传感器和非接触式传感器，所述接触式传感器用于通过接触方式获取所述环境温度信息，所述非接触式传感器用于通过非接触方式获取所述环境温度信息。
31.示例性地，本发明实施例的接触式传感器可以包括温度计和/或贴片式温度传感器，非接触传感器可以包括红外测温仪。通过两种测温方式，能够保证所获得的配电柜温度信息，更加准确。
32.s102、所述处理模块基于所述配电柜的空间分布，以及所述环境温度信息确定所述配电柜的温度场信息；基于配电柜的电机出线侧的第一电流和第一电压，以及各个元件的第二电流和第二电压，确定所述配电柜的电能信息；示例性地，本发明通过获取电机出线侧和各个元件的电流和电压，能够监测单个元件到整体电能信息，从而有利于保证单个元件出问题时，及时定位到故障位置，并且从整体角度保证电能信息是符合配电柜运行条件的。
33.在一种可选的实施方式中，所述基于所述配电柜的空间分布，以及所述环境温度信息确定所述配电柜的温度场信息的方法包括：基于所述配电柜的空间分布，将所述配电柜划分为多个不重叠的独立空间，并以每个独立空间对应的空间网格的中心，结合所述配电柜的空间分布，构建虚拟空间；按照预设的空间温度求解方程，对所述虚拟空间中按照自然网格划分的区域的温度值进行积分求导，并对积分求导的结果进行差分处理，确定所述温度场信息。
34.示例性地，本发明从流动和传热问题出发，将抽象的空间温度问题转换为离散方程求解问题，能够在获取各个元件温度的情况下，确定配电柜所在的环境温度，防止单个元件温度满足运行条件，但是配电柜整体环境温度过高，造成元件寿命降低。
35.在一种可选的实施方式中，所述监控阈值包括与所述温度场信息对应的第一监控阈值以及与所述电能信息对应的第二监控阈值，若所述温度场信息超出所述第一监控阈值，获取所述配电柜中散热装置的实际电机输出值，确定所述实际电机输出值与预设电机输出阈值的输出误差，并对所述输出误差进行积分调和；基于预设的积分常数，以及预设的电机输出目标值，调节所述散热装置的电机输出量的增量值，以使所述散热装置的实际电机输出值趋近于所述电机输出目标值。
36.在一种可选的实施方式中，所述调节所述散热装置的电机输出量的增量值的方法如下公式所示：；
其中，电机输出量的增量值，比例常数，输出误差，积分常数，微分常数，，e（k）为电机输出量。
37.示例性地，本发明实施例通过改进的pid算法，对散热装置进行控制，在温度超过温度阈值的情况下，控制散热装置进行散热，调节其电机输出值，保证配电柜整体温度在可控范围内。
38.s103、分别将所述温度场信息与所述电能信息与对应的监控阈值进行比较，若超出监控阈值，则将报警信息发送至后台服务器和/或进行报警显示。
39.示例性地，若温度场信息与所述电能信息与对应的监控阈值进行比较，若超出监控阈值，则将报警信息发送至后台服务器和/或进行报警显示，从而使得相关人员能第一时间了解故障发生的情况，及时进行处理。
40.本发明提供一种配电柜监控方法，所述方法应用于配电柜，所述配电柜包括传感模块、处理模块以及通信模块，所述方法包括：所述传感模块采集所述配电柜的温度信息和电能信息，其中，所述温度信息包括环境温度信息和元件温度信息，所述电能信息包括电流信息和电压信息；所述处理模块基于所述配电柜的空间分布，以及所述环境温度信息确定所述配电柜的温度场信息；基于配电柜的电机出线侧的第一电流和第一电压，以及各个元件的第二电流和第二电压，确定所述配电柜的电能信息；分别将所述温度场信息与所述电能信息与对应的监控阈值进行比较，若超出监控阈值，则将报警信息发送至后台服务器和/或进行报警显示。
41.本发明的方法能够获取配电柜的电能信息和温度信息，从两方面监控配电柜内部的情况，并且对于电能信息，从电机出线侧和各个元件的电压和电流信息，两个方面分析电能信息；此外，将配电柜按照空间分布，获取其温度场信息，并且采用接触式测温和非接触式测温两种方式，分析其温度信息，并且在温度超过阈值时，进行散热处理，保证配电柜的运行安全。
42.本发明实施例的第二方面，图2为本发明实施例配电柜监控系统的结构示意图，如图2所示，提供一种配电柜监控系统，所述配电柜包括传感模块、处理模块以及通信模块，所述系统包括：第一单元21，用于所述传感模块采集所述配电柜的温度信息和电能信息，其中，所述温度信息包括环境温度信息和元件温度信息，所述电能信息包括电流信息和电压信息；第二单元22，用于所述处理模块基于所述配电柜的空间分布，以及所述环境温度信息确定所述配电柜的温度场信息；基于配电柜的电机出线侧的第一电流和第一电压，以及各个元件的第二电流和第二电压，确定所述配电柜的电能信息；第三单元23，用于分别将所述温度场信息与所述电能信息与对应的监控阈值进行比较，若超出监控阈值，则将报警信息发送至后台服务器和/或进行报警显示。
43.在一种可选的实施方式中，所述传感模块包括第一传感单元和第二传感单元，其中，所述第一传感单元用于获取所述环境温度信息，所述第二传感单元用于获取所述元件温度信息；所述第一传感单
元进一步包括接触式传感器和非接触式传感器，所述接触式传感器用于通过接触方式获取所述环境温度信息，所述非接触式传感器用于通过非接触方式获取所述环境温度信息。
44.在一种可选的实施方式中，所述第二单元22还用于：基于所述配电柜的空间分布，将所述配电柜划分为多个不重叠的独立空间，并以每个独立空间对应的空间网格的中心，结合所述配电柜的空间分布，构建虚拟空间；按照预设的空间温度求解方程，对所述虚拟空间中按照自然网格划分的区域的温度值进行积分求导，并对积分求导的结果进行差分处理，确定所述温度场信息。
45.在一种可选的实施方式中，所述监控阈值包括与所述温度场信息对应的第一监控阈值以及与所述电能信息对应的第二监控阈值，所述系统还包括第四单元，所述第四单元用于：若所述温度场信息超出所述第一监控阈值，获取所述配电柜中散热装置的实际电机输出值，确定所述实际电机输出值与预设电机输出阈值的输出误差，并对所述输出误差进行积分调和；基于预设的积分常数，以及预设的电机输出目标值，调节所述散热装置的电机输出量的增量值，以使所述散热装置的实际电机输出值趋近于所述电机输出目标值。
46.在一种可选的实施方式中，所述第四单元还用于按照如下公式所示的方法调节所述散热装置的电机输出量的增量值：；其中，电机输出量的增量值，比例常数，输出误差，积分常数，微分常数，，e（k）为电机输出量。
47.本发明实施例的第三方面，提供一种设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行前述所述的方法。
48.本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现前述所述的方法。
49.本发明可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
50.计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（ram）、只读存
储器（rom）、可擦式可编程只读存储器（eprom或闪存）、静态随机存取存储器（sram）、便携式压缩盘只读存储器（cd-rom）、数字多功能盘（dvd）、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波（例如，通过光纤电缆的光脉冲）、或者通过电线传输的电信号。
51.这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
52.用于执行本发明操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构（isa）指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列（fpga）或可编程逻辑阵列（pla），该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。
53.这里参照根据本发明实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
54.这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
55.也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上，使得在计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其他可编程数据处理装置、或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
56.附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程
序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
57.注意，除非另有直接说明，否则本说明书(包含任何所附权利要求、摘要和附图)中所揭示的所有特征皆可由用于达到相同、等效或类似目的的可替代特征来替换。因此，除非另有明确说明，否则所发明的每一个特征仅是一组等效或类似特征的一个示例。在使用到的情况下，进一步地、较优地、更进一步地和更优地是在前述实施例基础上进行另一实施例阐述的简单起头，该进一步地、较优地、更进一步地或更优地后带的内容与前述实施例的结合作为另一实施例的完整构成。在同一实施例后带的若干个进一步地、较优地、更进一步地或更优地设置之间可任意组合的组成又一实施例。
58.本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
59.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
