本发明涉及能源管理，具体为基于智慧物联的电力能源管理系统。
背景技术：
1、随着电力系统的规模和复杂性日益增加，如何实现对电网的高效、智能化管理成为了一个迫切需要解决的技术难题。现有的电力能源管理系统多采用人工监控和定期维护的方式，这种方式存在响应时间长、效率低下、预测能力有限等问题，难以满足现代社会对能源管理的高效、智能和环保的需求；
2、传统电力能源管理系统常受限于数据采集的局限性、分析方法的落后以及决策支持的不足。它们往往无法实时、准确地监控电网状态，对于设备性能的评估和故障预警能力有限。此外，现有系统在处理大量数据时，常因缺乏高效的数据分析工具和模型而无法提供深入的洞察，导致决策过程中缺乏数据支持，无法实现优化的能源消耗模式和设备维护策略。
3、智慧物联技术的发展为电力能源管理提供了新的解决方案。通过集成先进的传感器、通信技术和数据分析算法，智慧物联系统能够实现对电网的全面监控和深入分析。然而，如何将这些技术有效整合并应用于电力能源管理系统，以实现实时监控、智能预警和优化决策，仍是当前技术发展中的一个挑战。本发明正是在这样的背景下提出的，旨在通过创新的技术方案，克服现有技术的局限性，提供一种更为高效、智能的电力能源管理方式。
4、为了解决上述缺陷，现提供技术方案。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决传统电力能源管理系统在实时监控、智能预警和优化决策方面的不足，而提出基于智慧物联的电力能源管理系统。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、基于智慧物联的电力能源管理系统，包括：
4、数据获取单元，用于获取并整合来自不同设备和传感器的数据，进行预处理；
5、设备状态分析单元，用于通过获取的设备状态数据实时评估设备健康状态；
6、供电数据分析单元，用于通过对电网采集的各节点电力参数进行实时的异常分析；
7、趋势分析单元，用于对存储的数据进行分析，识别能源消耗模式及设备性能退化趋势；
8、决策支持单元，用于集成不同分析结果并提供决策支持，具体过程如下：
9、收集并统一不同分析单元的数据格式，确保数据可比性，合并分析结果，识别趋势和问题；
10、识别设备故障和能源供应风险，并评估影响；
11、基于分析结果，制定多个应对方案，对每个方案进行量化评估，根据评估结果，对方案进行排序，确定最佳选择；
12、向决策者提供行动方案和预期效果，为选定方案制定详细的执行计划，包括时间、资源和责任分配；
13、使用模拟工具预测方案实施效果，为决策提供支持，制定监控方案，确保方案实施过程中能及时调整策略。
14、进一步的，所述决策支持单元中对每个方案进行量化评估确定最佳方案选择的具体过程如下：
15、评估每个备选方案的可行性、成本效益和潜在影响，根据方案的评估结果，对备选方案进行优先级排序；
16、对备选方案的优先级评估包括以下参数的综合评估：
17、成本效益分析：初始投资成本、运营成本及预期节约成本或收益；
18、技术可行性：技术成熟度、技术实施的难易程度及技术兼容性；
19、时间框架：实施时间及达到预期效果的时间；
20、资源需求：人力需求、物资需求及技术资源需求；
21、风险评估：技术风险、操作风险及市场风险；
22、环境影响：碳足迹、能源消耗及可持续性；
23、用户和利益相关者的反馈：利益相关者满意度及用户接受度；
24、为每个参数分配权重，再对每个方案在各个参数上的表现进行评分，最后计算加权得分，将所有备选方案的加权得分最高的方案视为最终选择的方案。
25、进一步的，所述数据获取单元获取并整合来自不同设备和传感器的数据，进行预处理的具体操作步骤如下：
26、确定监控对象，通过物理或无线方式连接用电设备和传感器；
27、为设备和传感器设定统一的数据采集和通信协议，确保设备和传感器能实时发送数据至数据获取单元；
28、同步数据时间戳，保证数据一致性，去除噪声和异常值，执行滤波和去重；
29、将数据转换为标准格式，并进行归一化处理，为数据附上设备标识、时间戳和数据类型元信息；
30、将预处理数据存储于数据库或数据仓库，并进行分类，自动化预处理流程，减少手动操作；
31、根据性能和需求定期优化预处理流程，记录预处理过程信息，用于问题追踪和系统调试。
32、进一步的，所述设备状态分析单元通过获取的设备状态数据实时评估设备健康状态的具体操作步骤如下：
33、接收预处理的设备状态数据，并提取参数，关于制造商信息和历史数据，为设备参数设定正常运行基线和安全阈值；
34、持续监测实时数据，并与基线及阈值进行比较，应用统计或机器学习算法来识别数据中的异常模式；
35、计算设备健康状况指标，包括剩余使用寿命，再根据用电设备的异常参数综合评估用电设备的健康状况，对异常数据进行分析，诊断潜在故障原因；
36、根据设备状态和诊断结果，提供维护和修复建议记录分析结果，包括设备状态、异常、预警和维护建议；
37、通过用户界面或通知系统将信息传达给相关人员，根据反馈调整评估模型，以提高准确性和可靠性。
38、进一步的，所述设备状态分析单元根据用电设备的异常参数综合评估用电设备的健康状况的具体操作步骤如下：
39、异常参数包括：
40、负载波动：设备负载的波动情况，将不同时刻的负载计算标准差，并记为负波值，以此负波值作为衡量用电设备负载波动情况；
41、故障率：设备故障的频率；
42、维护次数：设备的历史维护和修理记录；
43、性能退化指标：包括效率下降及响应时间增加，这些指标反映了设备性能随时间的退化，记录设备的初始效率及响应时间，根据现有效率及响应时间计算效率下降百分比及响应时间增加百分比，归一化处理后以效率下降百分比为底圆半径，以响应时间增加百分比为高建立圆锥体模型，计算该圆锥体模型的表面积，记为性能值，并以此性退值作为衡量用电设备性能退化的标准；
44、环境因素：通过监测湿度及腐蚀性气体浓度环境因素，并预设标准湿度及标准腐蚀性气体浓度，计算湿度差值及腐蚀性气体浓度差值，归一化处理后，计算湿度差值与腐蚀性气体浓度差值之和，记为环超值，并以此环超值作为衡量环境因素对用电设备的运行影响的标准；
45、将得到的负波值、故障率、维护次数、性退值及环超值分别标定为fc、gz、wc、xt及hc，归一化处理后代入以下公式：以得到状评值zkp，式中分别为负波值、故障率、维护次数、性退值及环超值的预设权重系数，并将得到的状评值zkp作为衡量用电设备的健康状况标准；
46、再将得到的用电设备剩余使用寿命与状评值归一化处理后代入以下公式：以得到修正寿命xzz，式中ssm为计算的用电设备剩余使用寿命，为预设的标准状评值，为预设的修正因子，将得到的修正寿命xzz作为最终对用电设备剩余使用寿命的评估标准；
47、将得到的状评值zkp与预设的标准状评值区间进行比对，判断状评值zkp是否属于预设的标准状评值区间范围内，当状评值zkp属于预设的标准状评值区间范围外时，则生成预警信息。
48、进一步的，所述供电数据分析单元通过对电网采集的各节点电力参数进行实时的异常分析的具体操作步骤如下：
49、从数据获取单元接收预处理后的电力参数数据，持续监控电网状态，确保数据实时性和准确性；
50、基于历史数据建立电力参数的正常运行基线，根据设计标准设定关键参数的安全阈值；
51、使用统计或机器学习算法识别数据中的异常模式，对实时数据流进行分析，识别问题，通过异常判断机制自动触发报警并通知相关人员；
52、评估异常对电网稳定性和供电质量的影响，记录异常事件并生成异常分析报告；
53、根据分析结果调整电网运行参数，恢复正常状态，提供运行优化建议，减少未来异常事件；
54、持续优化异常检测算法，提高检测准确性和响应速度。
55、进一步的，所述供电数据分析单元中的异常判断机制过程如下：
56、基于历史数据确定电力参数的正常运行范围或模式，计算平均值、标准差统计特性，建立基线；
57、根据设计标准和经验数据，为各参数设定上限和下限阈值，将实时数据与基线和阈值比较，超出阈值的参数视为潜在异常；
58、应用监督学习和无监督学习算法识别异常模式，评估多个参数间的相互关系，使用多变量方法检测异常；
59、识别周期性变化、趋势或季节性模式中的异常波动，检测电压或频率参数的快速变化，指示瞬态事件；
60、分析参数间的关联规则，识别连锁异常模式，根据新数据调整基线和阈值，适应电网运行条件变化；
61、为异常检测结果分配严重程度评分 ，根据异常严重程度触发相应级别的报警；
62、对异常检测结果进行人工审核，排除误报，确认异常后，通过通信渠道通知相关人员。
63、进一步的，所述趋势分析单元识别能源消耗模式及设备性能退化趋势的具体过程如下：
64、持续从数据获取单元收集供电设备状态和用电参数数据，整合不同来源的数据，形成统一视图；
65、分析数据以识别周期性、趋势和季节性变化，基于历史数据，建立关键参数的长期运行基线，使用统计或机器学习算法识别长期趋势和短期波动；
66、分析性能指标变化，识别设备性能退化迹象，通过聚类分析方法识别能源消耗模式，分析不同参数间的相关性；
67、构建模型预测未来能源消耗和设备性能，将分析结果整合到决策支持系统中；根据趋势分析反馈调整能源管理和设备维护策略。
68、进一步的，所述趋势分析单元中构建模型预测未来能源消耗和设备性能的过程如下：
69、通过可视化和统计分析探索数据特性和模式，识别并选择对预测目标影响最大的特征；
70、将数据分为训练集、验证集和测试集，根据问题和数据特点选择对应的预测模型；
71、使用训练集数据训练模型，并调整参数以优化性能，使用验证集和指标评估模型性能，通过参数调整、特征选择和集成学习方法优化模型；
72、使用交叉验证评估模型稳定性和泛化能力，根据结果选择最佳模型并进行调整；
73、使用测试集进行模型验证，确保预测准确性，将训练好的模型部署用于实时或定期预测任务；
74、持续监控模型性能，确保预测准确性，根据新数据和反馈定期更新模型；
75、生成预测报告和可视化结果，辅助决策，建立反馈机制，收集用户反馈，不断改进模型。
76、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
77、本发明，通过集成智慧物联技术，显著提高了电力能源管理系统的效率和智能化水平，与传统的人工监控和定期维护方式相比，本系统能够实时监控电网状态，快速响应电网异常，减少响应时间，并利用先进的数据分析技术提供深入的洞察，从而优化能源消耗模式和设备维护策略；
78、本发明，通过设备状态分析单元和供电数据分析单元，可以实时评估设备健康状态并进行异常分析，及时发现并预警潜在的设备故障和能源供应风险，这不仅增强了电网的稳定性，还提高了设备的可靠性和使用寿命，减少了意外停机时间，确保了电力供应的连续性和安全性；
79、本发明，利用决策支持单元综合不同分析结果，提供量化评估和优先级排序，帮助决策者选择最佳方案，不仅提高了决策的准确性，还考虑了成本效益、技术可行性、时间框架、资源需求、风险评估和环境影响等多方面因素，实现了资源的合理分配和优化利用，从而提高了整个电力能源管理系统的经济性和环境可持续性。
1.基于智慧物联的电力能源管理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于智慧物联的电力能源管理系统，其特征在于，所述数据获取单元获取并整合来自不同设备和传感器的数据，进行预处理的具体操作步骤如下：
3.根据权利要求1所述的基于智慧物联的电力能源管理系统，其特征在于，所述设备状态分析单元通过获取的设备状态数据实时评估设备健康状态的具体操作步骤如下：
4.根据权利要求3所述的基于智慧物联的电力能源管理系统，其特征在于，所述设备状态分析单元根据用电设备的异常参数综合评估用电设备的健康状况的具体操作步骤如下：
5.根据权利要求1所述的基于智慧物联的电力能源管理系统，其特征在于，所述供电数据分析单元通过对电网采集的各节点电力参数进行实时的异常分析的具体操作步骤如下：
6.根据权利要求5所述的基于智慧物联的电力能源管理系统，其特征在于，所述供电数据分析单元中的异常判断机制过程如下：
7.根据权利要求1所述的基于智慧物联的电力能源管理系统，其特征在于，所述趋势分析单元识别能源消耗模式及设备性能退化趋势的具体过程如下：
8.根据权利要求7所述的基于智慧物联的电力能源管理系统，其特征在于，所述趋势分析单元中构建模型预测未来能源消耗和设备性能的过程如下：
