本发明涉及场站数据治理，具体为基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统。
背景技术：
：：1、新能源场站涉及到庞大的数据量，包括发电功率、能源消耗、设备状态等信息。通过对这些数据进行治理和分析，可以帮助场站管理层更好地了解和掌握场站运营情况，及时发现问题并进行决策优化，从而提高运营效率。新能源场站的运营离不开大量能源消耗，而数据治理可以通过对能源使用数据进行分析，找出能源利用的瓶颈和改进潜力，从而优化能源使用，减少能源浪费，实现能源资源的合理利用。通过对下属场站的数据进行治理，可以确保数据在集团整体范围内的一致性和准确性。这对于总部的决策制定和业务运营非常重要，可以提高决策的科学性和准确性。不同场站之间往往存在着数据标准和规范的差异，这可能导致数据的不可比较和不可兼容。通过数据治理，可以将各个场站的数据标准和规范进行统一，提高数据的可比性和可兼容性。通过汇总和整合下属场站的数据，总部可以进行跨场站的数据分析和洞察，发现潜在的问题和机会，提高业务的效率和竞争力。通过对下属场站的数据进行治理，总部可以更加全面和准确地了解各个场站的运营情况和资源利用状况，从而优化资源的配置和风险的管理，提高集团整体的运营效率和风险控制能力。2、总之，对下属场站进行数据治理可以提高数据的一致性和准确性，统一数据标准和规范，提供跨场站的数据分析和洞察力，优化资源配置和风险管理，从而提升集团的决策制定和业务运营能力。针对上述问题，所以需要基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统。技术实现思路1、本发明的目的在于提供基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统。本发明从数据治理与监测方向进行实用创新,将现场设备数显仪转为中央数据监控,避免现场定时记录和经验判断；该系统以智能网联技术为基础,对新能源场站数据进行多通道、实时智能检测、监控；该系统及其数据可视化内容可为动态分析、历史数据分析、设备健康状态监测﹑故障预测做准备。从而解决了现有技术中的对新能源场站的监测方案,还是过于依赖人为定时到现场进行监测,以及经验的判断,不仅监测的数据可能存在误差,同时还增加了人工成本的问题。2、本发明是这样实现的：3、本发明提供基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统，包括场站、业务中台和总服务中台，其中场站与业务中台通过网页端或者移动端进行访问，所述业务中台与总服务中台通过网页端、api或者移动端进行访问，所述场站与总服务中台通过专线或者光纤网络连接；4、所述场站包括至少一个终端设备，所述终端设备连接有次级同步处理器，所述次级同步处理器通过有线网络连接有本地数据库服务器；5、所述总服务中台包括与所述本地数据库服务器连接的总数据库服务器，所述总数据库服务器和本地数据库服务器内均分别设有数据存储模块、数据读写模块和数据发送接收模块，所述总数据库服务器连接有中央同步处理器，与总数据库服务器还连接有数据处理模块、数据分析模块、追踪定位模块和预警模块，并且所述数据处理模块与数据分析模块连接，所述数据分析模块与预警模块连接，所述预警模块与追踪定位模块连接，所述数据处理模块还与所述追踪定位模块连接；6、所述业务中台包括数据驾驶舱和与所述驾驶舱连接的场站仿真场景，所述场站仿真场景包括场站bim模型模块、地理位置信息模块、运行数据查询模块和监控报警定位模块，所述场站bim模型模块通过bim模型进行场景创建引擎，所述地理位置信息模块通过gis数据进行场景创建引擎，在场站的终端设备中设有数据读取器、数据通信模块和设备适配模块，次级同步处理器包括边缘计算模块、加密模块、交换机和路由器，通过边缘计算模块将终端设备采集的场站数据进行数据分类，打上对应的数据定位标签并将数据分类完成后的场站数据通过次级同步处理器储存至本地数据库和总数据库中，在所述总数据库中的数据处理模块依据分类结果对场站数据进行标准化和归一化处理，并提取特征参数构建特征库。7、终端设备通过无线网络或光纤网络与次级同步处理器连接，次级同步处理器通过有线网络与本地数据库服务器实现数据传输连接。其中，终端设备可以与pc、移动设备或场站设备进行连接，同时作为终端节点，完成收集原始数据并上报的功能。次级同步处理器包括边缘计算模块、加密模块、交换机、路由器、防火墙，次级同步处理器承担边缘节点的职责，对各项场站数据细节进行初步清洗与封装打包处理，降低系统的数据处理压力并提高服务响应速度。本地数据库服务器包括数据发送接收模块、数据读写模块与数据存储模块。本地数据库服务器与总服务中台中的总数据库服务器通过电力专线或光纤网络连接，总数据库服务器包括数据存储模块、数据读写模块、数与据发送接收模块；总服务中台还包括数据处理模块，用于进行场站数据的标准格式设定并依据标准规范格式对场站数据进行标准化处理；数据分析模块，用于对标准化后的场站数据进行数据分析，检验数据完整性、准确性、并出具数据分析报告；预警模块，用于对标准化数据进行异常监控，出现异常时进行系统预警；追踪定位模块用于对场站数据进行血缘追踪，分析数据的来源、转换和传输过程，快速定位数据问题，提高数据治理的效率和准确性；中央同步处理器用于在数据传输流转过程进行同步解包、封装工作，保障数据的安全性与一致性。8、如图2所示，终端设备作为终端节点通过设备适配模块解析设备协议后，利用数据读取器获取场站数据，再通过数据通信模块将采集数据传入次级同步处理器；次级同步处理器应用边缘计算模块实时处理终端设备采集的数据、执行本地算法和决策，并在处理过程中应用加密模块对数据进行封装加密，最后通过交换机与其他边缘设备和本地数据库服务器进行通信。相比将所有数据发送到总数据库服务器进行处理，边缘处理可以降低网络延迟、减少带宽消耗并保护数据隐私。9、总服务中台与场站通过网页端与移动端应用对业务中台进行访问使用，业务中台通过api服务调取总服务中台中的标准数据与异常信息。业务中台包括数据驾驶舱与场站仿真场景，含有场站bim模型模块、地理位置信息模块、运行数据查询模块、监控报警定位模块。其中，数据驾驶舱通过图表、图形、表格等可视化方式，将复杂的场站标准数据以直观、易理解的形式呈现给用户；场站仿真场景通过结合gis与bim技术，运用场景创建引擎将公司企业管理的新能源场站三维可视化展现出来；场站bim模型模块用于加载关联数据库中的bim模型，并导入配置进仿真模拟场景中；地理位置信息模块应用gis相关技术，实现场站精确定位与相关地理数据配置加载；运行数据查询模块用于支撑数据驾驶舱模块与场景模拟模块的运行，运用数字孪生技术在仿真场景内将bim模型与场站标准数据关联起来并支持自定义关键指标与分析纬度功能；监控报警定位模块用于支撑实时警报和预警机制的运行，当某项指标或业务情况达到或超过预定的阈值时，自动发出警报通知用户或相关人员，应用自然语言处理(nlp)与机器学习，通过解析标准数据对数据异常或设备异常生成原因分析报告以日志形式备份至数据库中。10、进一步，数据定位标签包含数据采集日期、数据负责人、对应设备信息、对应场站信息，在业务中台的监控报警定位模块中，将场站数据中不符合新能源设备发电运行规律的数据点定位，从数据集或样本数据中识别并删除异常数据点；具体为若数据中出现少量超出阈值范围的数值，选择直接删除对应异常值；若功率数据出现负值，则视为缺失值，采用knn算法进行插值处理；温度数据中出现无效值，选取附近记录取平均值填补。11、并利用关联规则fp树算法，量化特征参数之间的关联程度，实现特征参数的有效组合，实现系统和设备的状态评价和故障诊断，通过fp树算法具体按以下步骤执行：12、s1:对数据库进行一次扫描，统计所有项的计数，并根据最小支持度阈值保留频繁1-项集；13、s2:对频繁1-项集中所有的项递减顺序排列，形成对应的head table，其中headtable每个元素表示频繁1-项集及其计数，指针默认为空；14、s3:创建一个根结点，扫描第二遍数据库，每一个事务对应的所有排序的项依次插入树中，计数默认为1，若已存在该节点，则计数+1(同一个项在每个事务记录内排号相同时，此时两个结点是同一个，则直接+1)，若相同的项不在同一个分支时，通过指针相连；15、s3:根据head table自底向上顺序依次进行频繁项挖掘，此时对于的元素作为条件模式基；在fp树中寻找相应的路径，且计数取最小值，去除掉小于阈值的项，保留不小于阈值的项，最后根据条件模式基获得相同基的频繁项。16、进一步，预警模块针对峰值功率、功率波动性、温度变化率等特征库进行异常监测，根据根据历史数据或专家经验确定预警阈值范围，基于时间序列arima模型进行异常监测追踪定位模块依据数据定位标签定位异常数据来源，并将对应数据与指定场站的业务中台发送交互信息激活监控报警模块。17、进一步，采用revit为bim设计平台，在模型设计阶段完成元件编码，区域划分，bim轻量化，导出通用三维格式存储至场站bim模型模块中；18、其中地理位置信息模块运用arcgis平台切片，用无人机倾斜摄影及数字合成技术生成点云比对系统来全面掌控场站内外地理位置信息，同时结合bim模型模块，将场站模型与真实地理坐标映射到业务中台构建的场站仿真场景中，场站仿真场景利用游戏虚拟引擎完成场景布置，用接口映射bim模型模块与地理位置信息模块，完成场站仿真场景漫游。19、进一步，监控报警定位模块依据预警模块与追踪定位模块传来的数据采取对应的预警策略，包括系统界面弹窗提示/占位报警、短信/邮件负责人预警、ai电话预警提示相关负责人或仿真场景高亮提示；20、所述新能源场站数据标准治理与监测系统包括多台次级同步处理器，通过交换机与本地数据库服务器相连。21、进一步，本发明提供一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被主控制器执行时实现如上述中的任一项所述的方法。22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：23、1.可以及时监测和分析设备的运行状况和故障预警信息，提前进行维护和保养，减少设备故障和停机时间，提高设备利用率和场站的可靠性。24、2.场站运营涉及到许多关键参数和指标，如能源生产效率、排放水平和安全运营等。通过对场站的数据进行标准治理，可以对这些关键指标进行监测、评估和控制，确保场站的能源生产质量和安全性达到标准要求。25、3.通过对场站运营数据标准的治理，可以获得全面、准确的数据基础，为智能化技术和解决方案的应用提供支撑，从而提高场站的自动化水平和运营智能化水平。26、4.通过网页端/移动端访问业务中台数据驾驶舱与场站仿真场景可以更直观的查看与监控场站数据运行情况，数据出现异常时可直接定位异常数据出现位置，并提供一定的异常原因分析报告，提高场站的响应速率。27、5.总部管理，使管理者从更多视角更好地监控和评估场站的运营情况。这有助于发现问题、排除障碍和优化运营过程，从而提高电厂的运营效率。28、6.通过对场站数据进行整合和分析，可以洞察场站运营中的趋势、模式和潜在问题，为管理者提供科学的决策依据，从而实现更好的决策制定。数据驾驶舱与场站仿真场景为新能源场站全局规划提供直观参考，为管理人员提供战略决策支持。当前第1页12当前第1页12
技术特征：1.基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统，其特征在于：包括场站、业务中台和总服务中台，所述场站包括至少一个终端设备，所述终端设备连接有次级同步处理器，所述次级同步处理器通过有线网络连接有本地数据库服务器；
2.根据权利要求1所述的基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统，其特征在于，所述场站bim模型模块通过bim模型进行场景创建引擎，所述地理位置信息模块通过gis数据进行场景创建引擎。
3.根据权利要求1所述的基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统，其特征在于：在场站的终端设备中设有数据读取器、数据通信模块和设备适配模块，次级同步处理器包括边缘计算模块、加密模块、交换机和路由器，通过边缘计算模块将终端设备采集的场站数据进行数据分类，打上对应的数据定位标签并将数据分类完成后的场站数据通过次级同步处理器储存至本地数据库和总数据库中，在所述总数据库中的数据处理模块依据分类结果对场站数据进行标准化和归一化处理，并提取特征参数构建特征库。
4.根据权利要求3所述的基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统，其特征在于，数据定位标签包含数据采集日期、数据负责人、对应设备信息、对应场站信息。
5.根据权利要求3所述的基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统，其特征在于，在业务中台的监控报警定位模块中，将场站数据中不符合新能源设备发电运行规律的数据点定位，从数据集或样本数据中识别并删除异常数据点；具体为若数据中出现少量超出阈值范围的数值，选择直接删除对应异常值；若功率数据出现负值，则视为缺失值，采用knn算法进行插值处理；温度数据中出现无效值，选取附近记录取平均值填补；
6.根据权利要求5所述的基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统，其特征在于，通过fp树算法具体按以下步骤执行：
7.根据权利要求1所述的基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统，其特征在于，预警模块针对峰值功率、功率波动性、温度变化率等特征库进行异常监测，根据根据历史数据或专家经验确定预警阈值范围，基于时间序列arima模型进行异常监测追踪定位模块依据数据定位标签定位异常数据来源，并将对应数据与指定场站的业务中台发送交互信息激活监控报警模块。
8.根据权利要求1所述的基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统，其特征在于，采用revit为bim设计平台，在模型设计阶段完成元件编码，区域划分，bim轻量化，导出通用三维格式存储至场站bim模型模块中；
9.根据权利要求1所述的基于gis、bim的新能源场站数据治理监测系统，其特征在于，监控报警定位模块依据预警模块与追踪定位模块传来的数据采取对应的预警策略，包括系统界面弹窗提示/占位报警、短信/邮件负责人预警、ai电话预警提示相关负责人或仿真场景高亮提示；
10.一种计算机可读存储介质，存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被主控制器执行时实现如上述权利要求1-9中的任一项所述的方法。
技术总结本发明涉及场站数据治理技术领域，公开了基于GIS、BIM的新能源场站数据治理监测系统，包括场站、业务中台和总服务中台，所述场站包括至少一个终端设备，所述终端设备连接有次级同步处理器，所述次级同步处理器通过有线网络连接有本地数据库服务器；所述总服务中台包括与所述本地数据库服务器连接的总数据库服务器，所述总数据库服务器和本地数据库服务器内均分别设有数据存储模块、数据读写模块和数据发送接收模块，所述总数据库服务器连接有中央同步处理器。本发明解决了现有技术中的对新能源场站的监测方案,还是过于依赖人为定时到现场进行监测,以及经验的判断,不仅监测的数据可能存在误差,同时还增加了人工成本的问题。
技术研发人员：胡坤,陈伟,沈忠明,雷镇源,任晓朦,梁中兴,武雪洁,商海
受保护的技术使用者：中电建新能源集团股份有限公司
技术研发日：技术公布日：2024/5/29
