本发明涉及水电站，更具体地说，本发明涉及用于水电站的生产管理系统及方法。
背景技术：
1、随着能源需求的不断增长和环保意识的日益加强，水电站作为清洁、可再生的能源发电方式，其在全球能源结构中的地位日益重要，然而，水电站的高效、安全运行管理面临着诸多挑战，如复杂的水文条件、多变的设备运行状态以及严苛的环境因素等，传统的水电站生产管理方式主要依赖于人工巡检和经验判断，这种方法不仅效率低下，而且难以应对突发状况，存在一定的安全隐患。
2、为了实现对水电站生产过程的全面监控和精细化管理，提高水电站的安全运行水平和经济效益，近年来，基于信息技术的水电站生产管理系统逐渐成为研究的热点，该系统通过集成数据采集、传输、分析和预警等功能，能够实时、准确地监测水电站的运行状态，及时发现并处理异常情况，从而保障水电站的安全、高效运行。
3、在现有的水电站生产管理系统中，数据采集是至关重要的一环，然而，由于水电站运行数据的多样性和复杂性，如何有效地采集、处理和分析这些数据，成为了一个亟待解决的问题，此外，传统的数据分析方法往往只能对单一类型的数据进行分析，难以综合考虑各种因素对水电站运行状态的影响。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供用于水电站的生产管理系统及方法，通过以下方案，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：用于水电站的生产管理系统，包括：
3、数据采集时间划分模块：用于将目标水电站数据确定为目标数据区域，通过等时间划分的方式将目标数据区域划分为各子数据区域，并依次标记为1、2……n；
4、水电站数据采集模块：用于采集各子数据区域的水流量数据、水轮机运行数据、发电机运行数据，以及输变电数据，并将采集到的数据传输到水电站数据分析模块；
5、水电站数据分析模块：包括水流量数据分析单元、水轮机运行数据分析单元、发电机运行数据分析单元，以及输变电数据分析单元，用于对水电站数据采集模块传输的数据分析，并将分析结果传输到综合分析模块；
6、综合分析模块：用于建立综合分析模型，将水电站数据分析模块传输的数据导入综合分析模型，计算出目标数据区域的综合异常指数，并传输到预警模块；
7、预警模块：用于建立综合异常指数预设值，通过综合异常指数预设值对目标数据区域的综合异常指数进行判断，并根据判断结果发出预警信号。
8、优选的，所述水流量数据包括入库流量、出库流量、水库水位，以及水位变化率，分别标记为wr、wo、ws，以及wc，水轮机运行数据包括水轮机转速、水轮机进水压力、水轮机功率，以及水轮机效率，分别标记为rv、rp、rw，以及rc，发电机运行数据包括发电机功率、发电机电压、发电机电流，以及发电机频率，分别标记为ew、eu、ea，以及ef，输变电数据包括变压器高压侧电压、变压器低压侧电压、输电线路负载，以及功率因数，分别标记为ph、pl、pw，以及pf。
9、优选的，所述水电站数据采集模块通过超声波流量计安装在河流的入口和出口处，通过测量水流通过管道的速度和体积来得到精确的流量数据，通过雷达水位计向水面发射雷达波并接收反射波来测量水库的水位高度；通过转速传感器感应水轮机转轴的旋转来测量转速，压力传感器安装在水轮机的进水口，用于实时监测进水压力，功率计和电能表则被连接到水轮机和发电机上，以直接读取产生的电能功率，同时，电压表、电流表和频率计也被用来测量发电机的输出电压、电流和频率；通过电压表安装在变压器的高压侧和低压侧，以测量电压值，而电流互感器或电流表则用于监测输电线路上的负载电流，此外，通过功率因数表测量输电线路的功率因数。
10、优选的，所述水流量数据分析单元用于建立水流量数据分析模型，将水电站数据采集模块传输的水流量数据导入水流量数据分析模型，计算出各子数据区域的水流量特征值，具体表示为：hwi表示第i个子数据区域的水流量特征值，wri表示第i个子数据区域的入库流量，woi表示第i个子数据区域的出库流量，wsi表示第i个子数据区域的水库水位，wci表示第i个子数据区域的水位变化率，μ1表示水流量特征值的其他影响因子。
11、优选的，所述水轮机运行数据分析单元用于建立水流量数据分析模型，将水电站数据采集模块传输的水轮机运行数据导入水轮机运行数据分析模型，计算出各子数据区域的水轮机运行特征值，具体表示为：hri表示第i个子数据区域的水轮机运行特征值，rvi表示第i个子数据区域的水轮机转速，rpi表示第i个子数据区域的水轮机进水压力，rwi表示第i个子数据区域的水轮机功率，rci表示第i个子数据区域的水轮机效率，μ2表示水轮机运行特征值的其他影响因子。
12、优选的，所述发电机运行数据分析单元用于建立发电机运行数据分析模型，将水电站数据采集模块传输的发电机运行数据导入发电机运行数据分析模型，计算出各子数据区域的发电机运行特征值，具体表示为：hei表示第i个子数据区域的发电机运行特征值，ewi表示第i个子数据区域的发电机功率，eui表示第i个子数据区域的发电机电压，eai表示第i个子数据区域的发电机电流，efi表示第i个子数据区域的发电机频率，ewmax表示目标数据区域的最大发电机功率，ewmin表示目标数据区域的最小发电机功率，μ3表示发电机运行特征值的其他影响因子。
13、优选的，所述输变电数据分析单元用于建立输变电数据分析模型，将水电站数据采集模块传输的输变电数据导入输变电数据分析模型，计算出各子数据区域的输变电特征值，具体表示为：hpi表示第i个子数据区域的输变电特征值，phi表示第i个子数据区域的变压器高压侧电压，pli表示第i个子数据区域的变压器低压侧电压，pwi表示第i个子数据区域的输电线路负载，pfi表示第i个子数据区域的功率因数，μ4表示输变电特征值的其他影响因子。
14、优选的，所述综合分析模型具体表示为：η表示目标数据区域的综合异常指数，hwi表示第i个子数据区域的水流量特征值，hri表示第i个子数据区域的水轮机运行特征值，hei表示第i个子数据区域的发电机运行特征值，hpi表示第i个子数据区域的输变电特征值，λ表示综合异常指数的其他影响因子。
15、优选的，所述综合异常指数预设值标记为ηdef，当ηdef>η时，表示目标数据区域的综合异常指数小于综合异常指数预设值，说明目标水电站无异常发生，则保持对目标水电站数据的采集和分析，当ηdef<η时，表示目标数据区域的综合异常指数大于综合异常指数预设值，说明目标水电站出现异常，则发出预警信号至管理人员终端。
16、优选的，用于水电站的生产管理方法，具体步骤包括：
17、步骤1：数据采集时间划分：用于将目标水电站数据确定为目标数据区域，通过等时间划分的方式将目标数据区域划分为各子数据区域，并依次标记为1、2……n；
18、步骤2：水电站数据采集：用于采集各子数据区域的水流量数据、水轮机运行数据、发电机运行数据，以及输变电数据，并将采集到的数据传输到水电站数据分析步骤；
19、步骤3：水电站数据分析：包括水流量数据分析方法、水轮机运行数据分析方法、发电机运行数据分析方法，以及输变电数据分析方法，用于对水电站数据采集步骤传输的数据分析，并将分析结果传输到综合分析步骤；
20、步骤4：综合分析：用于建立综合分析模型，将水电站数据分析步骤传输的数据导入综合分析模型，计算出目标数据区域的综合异常指数，并传输到预警步骤；
21、步骤5：预警：用于建立综合异常指数预设值，通过综合异常指数预设值随目标数据区域的综合异常指数进行判断，并根据判断结果发出预警信号。
22、本发明的技术效果和优点：
23、本发明通过数据采集时间划分模块将目标水电站数据划分为子数据区域并标记，使数据采集和分析更加有序和高效，有助于减少数据冗余，提高数据处理速度，并为后续的数据分析提供清晰的数据结构；通过水电站数据采集模块实时、准确地采集水电站各个子数据区域的水流量、水轮机运行、发电机运行以及输变电等数据，为水电站的生产管理提供全面、真实的数据支持，准确的数据采集有助于及时发现潜在问题，优化水电站运行效率；通过水电站数据分析模块对采集到的数据进行深入分析，提取出关键的运行特征和异常信息，为水电站的运行管理提供科学依据，数据分析模块能够识别出水电站运行中的潜在风险，帮助管理人员做出及时、准确的决策，确保水电站的安全、高效运行；通过综合分析模块建立综合分析模型，将水电站数据分析模块传输的数据导入模型中进行综合评估，计算出目标数据区域的综合异常指数，有助于从整体角度把握水电站的运行状态，及时发现潜在问题，并为制定针对性的管理措施提供有力支持；通过预警模块根据综合异常指数预设值，对水电站的运行状态进行实时监控和预警，当综合异常指数超过预设值时，预警模块能够立即发出预警信号，提醒管理人员及时采取措施，避免潜在风险转化为实际事故，确保水电站的安全稳定运行。
1.用于水电站的生产管理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的用于水电站的生产管理系统，其特征在于：所述水流量数据包括入库流量、出库流量、水库水位，以及水位变化率，分别标记为wr、wo、ws，以及wc，水轮机运行数据包括水轮机转速、水轮机进水压力、水轮机功率，以及水轮机效率，分别标记为rv、rp、rw，以及rc，发电机运行数据包括发电机功率、发电机电压、发电机电流，以及发电机频率，分别标记为ew、eu、ea，以及ef，输变电数据包括变压器高压侧电压、变压器低压侧电压、输电线路负载，以及功率因数，分别标记为ph、pl、pw，以及pf。
3.根据权利要求1所述的用于水电站的生产管理系统，其特征在于：所述水电站数据采集模块通过超声波流量计安装在河流的入口和出口处，通过测量水流通过管道的速度和体积来得到精确的流量数据，通过雷达水位计向水面发射雷达波并接收反射波来测量水库的水位高度；通过转速传感器感应水轮机转轴的旋转来测量转速，压力传感器安装在水轮机的进水口，用于实时监测进水压力，功率计和电能表则被连接到水轮机和发电机上，以直接读取产生的电能功率，同时，电压表、电流表和频率计也被用来测量发电机的输出电压、电流和频率；通过电压表安装在变压器的高压侧和低压侧，以测量电压值，而电流互感器或电流表则用于监测输电线路上的负载电流，此外，通过功率因数表测量输电线路的功率因数。
4.根据权利要求1所述的用于水电站的生产管理系统，其特征在于：所述水流量数据分析单元用于建立水流量数据分析模型，将水电站数据采集模块传输的水流量数据导入水流量数据分析模型，计算出各子数据区域的水流量特征值，具体表示为：hwi表示第i个子数据区域的水流量特征值，wri表示第i个子数据区域的入库流量，woi表示第i个子数据区域的出库流量，wsi表示第i个子数据区域的水库水位，wci表示第i个子数据区域的水位变化率，μ1表示水流量特征值的其他影响因子。
5.根据权利要求1所述的用于水电站的生产管理系统，其特征在于：所述水轮机运行数据分析单元用于建立水流量数据分析模型，将水电站数据采集模块传输的水轮机运行数据导入水轮机运行数据分析模型，计算出各子数据区域的水轮机运行特征值，具体表示为：hri表示第i个子数据区域的水轮机运行特征值，rvi表示第i个子数据区域的水轮机转速，rpi表示第i个子数据区域的水轮机进水压力，rwi表示第i个子数据区域的水轮机功率，rci表示第i个子数据区域的水轮机效率，μ2表示水轮机运行特征值的其他影响因子。
6.根据权利要求1所述的用于水电站的生产管理系统，其特征在于：所述发电机运行数据分析单元用于建立发电机运行数据分析模型，将水电站数据采集模块传输的发电机运行数据导入发电机运行数据分析模型，计算出各子数据区域的发电机运行特征值，具体表示为：hei表示第i个子数据区域的发电机运行特征值，ewi表示第i个子数据区域的发电机功率，eui表示第i个子数据区域的发电机电压，eai表示第i个子数据区域的发电机电流，efi表示第i个子数据区域的发电机频率，ewmax表示目标数据区域的最大发电机功率，ewmin表示目标数据区域的最小发电机功率，μ3表示发电机运行特征值的其他影响因子。
7.根据权利要求1所述的用于水电站的生产管理系统，其特征在于：所述输变电数据分析单元用于建立输变电数据分析模型，将水电站数据采集模块传输的输变电数据导入输变电数据分析模型，计算出各子数据区域的输变电特征值，具体表示为：hpi表示第i个子数据区域的输变电特征值，phi表示第i个子数据区域的变压器高压侧电压，pli表示第i个子数据区域的变压器低压侧电压，pwi表示第i个子数据区域的输电线路负载，pfi表示第i个子数据区域的功率因数，μ4表示输变电特征值的其他影响因子。
8.根据权利要求1所述的用于水电站的生产管理系统，其特征在于：所述综合分析模型具体表示为：η表示目标数据区域的综合异常指数，hwi表示第i个子数据区域的水流量特征值，hri表示第i个子数据区域的水轮机运行特征值，hei表示第i个子数据区域的发电机运行特征值，hpi表示第i个子数据区域的输变电特征值，λ表示综合异常指数的其他影响因子。
9.根据权利要求1所述的用于水电站的生产管理系统，其特征在于：所述综合异常指数预设值标记为ηdef，当ηdef>η时，表示目标数据区域的综合异常指数小于综合异常指数预设值，说明目标水电站无异常发生，则保持对目标水电站数据的采集和分析，当ηdef<η时，表示目标数据区域的综合异常指数大于综合异常指数预设值，说明目标水电站出现异常，则发出预警信号至管理人员终端。
10.用于水电站的生产管理方法，用于使用上述权利要求1-9任一项所述用于水电站的生产管理系统，其特征在于，包括下列步骤：
