CN103760874A - 一种低压台区抄表故障源定位方法 - Google Patents

一种低压台区抄表故障源定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速的低压台区抄表故障源定位方法,其特征是分为如下步骤:1、获取低压台区抄表的拓扑结构;2、定义故障源识别模型;3、根据所述拓扑结构及表计抄表结果,利用分类识别方法以及所述故障源识别模型的输入数据实现故障源的定位。本发明能准确高效地定位抄表故障点,方便运维人员及时排除故障。

Description

一种低压台区抄表故障源定位方法
技术领域
本发明涉及电力用户的故障源定位方法,尤其涉及一种低压台区抄表故障源定位方法。
背景技术
国家电网规划,2014年底用电信息采集系统覆盖率达到100%,对直供直管区域内所有用户实现“全覆盖、全采集、全费控”。据统计资料显示,截止2012年年底,各省基本完成95%的覆盖要求。用户用电信息采集系统是通过对配电变压器和终端用户的用电数据的采集和分析,实现用电监控、推行阶梯定价、负荷管理、线损分析,最终达到自动抄表、错峰用电、用电检查(防窃电)、负荷预测和节约用电成本等目的。 
目前,用电信息采集系统的采集拓扑如图1所示,主站定期通过Q/GDW376.1-2009《主站与采集终端通信协议》规约发送采集指令给集中器获取表计的抄表数据,单个表计的抄表的抄表链路包括到主站与集中器之间的通信链路、集中器、集中器到采集器之间的通信链路、采集器、采集器与表计之间的接线以及最终的表计,整个抄表链路节点多,当发生抄表故障时,主站无法直接判定故障点。 
目前为及时排除故障,由用电信息采集系统主站运维人员定期统计采集故障的表计,然后由抄表运维人员在去台区现场从台区的集中器开始逐步向下人工排查故障,包括利用手持机现场采集集中器数据判断集中器是否正常、人工梳理集中器与采集器直接的接线确认接线是否正常,人工梳理采集器与电表之间的接线确认接线是否正常,利用手持机现场采集电表判断电表是否正常。现场人工故障处理方法仅能判断集中器、电表是否故障,而无法准确给出抄表链路中具体的出错环节;由于台区下电表分布范围较广,逐个检查电表是否正常工作量大,现场实际操作复杂;同时由于无法准确确定故障点,每次现场调整均需要主站人员配合才能确定故障是否已排除。可知目前的故障定位方法严重妨碍了抄表故障的及时消除,需要一种快速定位抄表故障点的方法以准确定位故障方便现场处理。 
而居民及低压一般三相单相工商业用户占电网系统营业户数的绝大多数,有效解决低压台区抄表故障源是提升整个用户用电信息采集系统抄表成功率的关键。 
发明内容
本发明为解决上述现有技术存在的不足之处,提供一种可现场操作的低压台区抄表故障源定位方法,能准确高效地定位抄表故障点,方便运维人员及时排除故障。 
本发明为解决技术问题采用如下技术方案: 
本发明一种低压台区抄表的故障源定位方法,所述低压台区包括由主站控制的集中器、由所述集中器控制的各采集器,以及由各采集器分别对应控制的各表计;所述主站定期向所 述集中器发送采集指令,所述集中器通过各采集器获取所述各表计的抄表数据,所述各采集器具有各自唯一的采集器通信地址;所述各表计具有各自唯一的测点号;其特点是,所述故障源定位方法按如下步骤进行: 
步骤1:获取低压台区抄表的拓扑结构: 
利用手持机通过红外串口向集中器发送查询参数命令,获取表计信息数据,根据所述表计信息数据提取所述集中器中所有表计集合,以及表计所属采集器集合,由所述集中器、表计集合和采集器集合构成所述低压台区的拓扑结构; 
步骤2:定义故障源识别模型: 
2.1)根据所述拓扑结构,定义故障源集合; 
2.2)根据所述故障源集合,定义故障源识别模型,所述故障源识别模型的输入数据为表计抄表结果,所述表计抄表结果是指集中器现场采集结果以及所有表计现场采集结果,所述表计抄表结果分别表征为采集成功和采集失败,所述故障源识别模型的输出数据为所述故障源集合; 
步骤3:根据所述拓扑结构及表计抄表结果,利用分类识别方法以及所述故障源识别模型的输入数据实现故障源的定位。 
本发明低压台区抄表的故障源定位方法的特点也在于: 
所述步骤1中根据表计信息数据提取低压台区中所有表计集合是:根据表计信息数据获取各表计测点号与表计通信地址间的映射表作为表计集合。 
所述步骤1中表计所属采集器集合按如下方式获取:利用主站提供的集中器台账信息,获得各表计测点号与表计所属采集器通信地址之间的对应关系为表计所属采集器集合。 
与已有技术相比,本发明的有益效果体现在: 
1、本发明根据低压台区拓扑结构及现场抄表结果,利用分类识别方法与故障源识别模型迅速找到出错环节,实现故障点的准确定位,避免了利用手持机现场采集集中器数据判断集中器是否正常、人工梳理集中器与采集器直接的接线确认接线是否正常、逐个检查电表是否正常工作等一系列复杂的步骤来定位故障源的问题,克服了现有技术中故障排查的盲目性。 
2、本发明可现场操作,不需要主站人员配合,能够现场准确给出抄表链路中具体的出错环节,现场调整后,能现场判断故障是否已排除,方便运维人员快速发现抄表故障点,准确定位故障源及修复,提高了运维人员的工作效率的同时也节省了人力资源。 
3、本发明有效的解决低压台区抄表故障源,从而提升用户用电信息采集系统抄表成功率。 
附图说明
图1为现有用电信息采集系统的采集拓扑图; 
图2为手持机的结构框图; 
图3为本发明中集中器所有表计通信地址及其所属的测点号对应集合中元素示例; 
图4为本发明中集中器下表计和采集器之间的对应关系集合中元素示例; 
图5为本发明中低压台区抄表拓扑结构; 
图6为利用当前正向有功电能示值的抄表结果集合C对拓扑结构上的表计进行抄表状态标示得到的模型输入。 
图7为以采集器为单位划分成和采集器数目一致的若干个模型子输入结构图。 
具体实施方式
本实例中,低压台区包括由主站控制的集中器、由集中器控制的各采集器,以及由各采集器分别对应控制的各表计;主站定期向集中器发送采集指令,集中器通过各采集器获取各表计的抄表数据,各采集器具有各自唯一的采集器通信地址;各表计具有各自唯一的测点号;一种低压台区抄表的故障源定位方是按如下步骤进行: 
步骤1:获取低压台区抄表的拓扑结构: 
低压台区拓扑结构由集中器与采集器之间的对应关系以及采集器与表计之间的对应关系构成,通过简化可知只需要获取到集中器下面的所有表计集合以及表计所属的采集器即可确定低压台区的抄表拓扑结构。其中集中器下的表计集合可以从集中器中通过Q/GDW376.1-2009协议获取,表计所属的采集器信息通过主站导出后导入到现场采用的手持机中。 
如图2所示,该手持机包括主控处理模块、LCD显示屏、触摸屏、输入按键模块、I/O接口、电源及管理模块、红外数据采集模块,以及Wi-Fi通信模块,LCD显示屏、触摸屏、输入按键、I/O接口、红外数据采集模块,以及Wi-Fi通信模块均连接到主控处理模块,电源及管理模块分别连接到主控处理模块、LCD显示屏、触摸屏、输入按键模块、I/O接口、红外数据采集模块,以及Wi-Fi通信模块,用于给这些设备供电。 
Wi-Fi模块是预置了TCP/IP协议栈的数据透传装置,通过总线连接作为主控处理模块的外部无线传输通信接口,实时与主站保持联系。 
LCD显示屏、输入按键模块和触摸屏作为主控处理模块重要的I/O端口装置,提供快捷的人机交互方式,也便于使用人员携带和操作。 
集中器下面的所有表计集合获取步骤如下: 
步骤11、根据Q/GDW376.1-2009协议,手持机的主控处理模块获取到触摸屏或输入按键模块的输入操作指令后控制红外数据采集模块通过红外串口与集中器连接,利用通用终端地址FFFFH向集中器发送查询参数命令(AFN=0CH)中的终端脉冲配置参数(功能码F11),集 中器接收查询参数命令后将表计信息数据反馈给红外数据采集模块,红外数据采集模块接收集中器返回的表计信息数据并传递给主控处理模块进行存储; 
步骤12、手持机的主控处理模块解析集中器返回的表计信息数据,根据表计信息数据提取集中器中所有表计集合,具体为:根据表计信息数据获取各表计测点号与表计通信地址间的映射表作为表计集合,令表计集合为集合A;集合A中元素示例如图3所示。 
步骤13、获取表计所属采集器集合:具体为,利用主站提供的集中器台账信息,获得各表计测点号与表计所属采集器通信地址之间的对应关系为表计所属采集器集合; 
利用主站提供的集中器台账明细查询功能,将集中器明细台账导出成csv文件,文件中内容格式如下表1所示: 
表1csv文件中内容格式 
Figure BDA0000463293220000041
步骤14、利用csv文件中的列和所属采集器通信地址列确定集中器下表计和采集器之间的对应关系,令表计所属采集器集合为集合B;集合B中元素示例如图4所示。 
步骤15、从集合B中获取所有的采集器通信地址形成采集器列表,列表中的所有采集器在拓扑结构中与集中器进行连接; 
步骤16、针对集中器列表中的每个采集器,并在拓扑结构中将获取的表计与该采集器进行连接,最终得到采集器,利用采集器通信地址从集合A中获取到对应的表计测点号列表,由集中器、表计集合和采集器集合构成低压台区的拓扑结构;如图5所示。 
步骤2:定义故障源识别模型: 
2.1)根据拓扑结构,定义故障源集合; 
结合低压台区抄表的拓扑结构,本方法定义的故障源如下表2所示: 
表2定义的故障源 
Figure BDA0000463293220000042
Figure BDA0000463293220000051
2.2)根据故障源集合,定义故障源识别模型,故障源识别模型的输入数据为表计抄表结果,表计抄表结果是指集中器现场采集结果以及所有表计现场采集结果,表计抄表结果分别表征为采集成功和采集失败,用符号
Figure BDA0000463293220000052
代表集中器基本信息采集成功,符号
Figure BDA0000463293220000053
代表集中器基本信息采集失败,用符号
Figure BDA0000463293220000054
代表集中器下表计采集成功,符号
Figure BDA0000463293220000055
代表集中下下表计采集失败,故障源识别模型的输出数据为故障源集合。识别模型定义如下表3所示。 
表3识别模型定义 
Figure BDA0000463293220000056
Figure BDA0000463293220000061
上述定义的故障源识别模型是基于集中器下表计的单次抄表状态,但针对模型中的部输入类型,模型输入只能给出可能的故障源集合,不能唯一定位故障,为此在现场可采集不同时段的多次抄表结果,利用不同时段的抄表结果给出的故障源集合进行交集以进一步缩小定位出来的故障源集合。 
本方法采用现场手持机,基于Q/GDW376.1-2009协议首先请求一类数据(AFN=0CH)中当前正向有功电能示值(F129),对请求结果进行解析获得确定的每块表计的抄表状态,记为集合C,其中抄表成功的表计当前可获取抄表时间及正向有功电能示值。 
针对需要采集其他时段抄表结果的表计,同样在现场采用手持机,基于Q/GDW376.1-2009协议首先请求二类数据(AFN=0DH)中前一日日冻结数据,对请求结果进行解析获得确定的每块表计在前一日24时的抄表状态,记为集合D。 
步骤3:根据拓扑结构及表计抄表结果,利用分类识别方法与故障源识别模型的输入数据实现故障源的定位。 
基上述通过步骤1和步骤2获取到的低压台区抄表拓扑结构及表计抄表情况,本方法利用分类识别方法与上述定义的模型输入进行比对实现故障源的定位,具体步骤如下: 
步骤31:首先利用当前正向有功电能示值的抄表结果集合C对拓扑结构上的表计进行抄表状态标示,得到与定义的模型输入结构一致的模型输入,类似图6所示; 
步骤32:将步骤31中的模型输入与定义的模型输入①进行比对,比对时首先比对主站节点的状态,若状态一致,则匹配成功,判定故障②,诊断结束; 
步骤33:将步骤31中的模型输入与模型输入②进行比对,比对时首先比对主站节点的状态,若状态一致,再逐个统计表记节点的状态,若表记节点为成功节点数大于0,则匹配成功,确认故障①,否则排除故障①,并后续诊断其他故障源; 
步骤34:在故障源①②诊断结束继续定位集中器及表计故障,为此将步骤31中的模型输入以采集器为单位划分成多个子输入,划分方式如图7所示,形成和采集器数目一致的若干个模型子输入; 
步骤35:针对步骤34中形成的每个模型子输入,统计输入模型中表计总数量M及抄表故障的表计数目N,若M=N,成功匹配诊断模型中的模型输入③,故障定位为故障源③④;若M>N且N>1成功匹配诊断模型中的模型输入④,故障定位为故障源⑤⑥;若M>N且N=1成功匹配诊断模型中的模型输入⑤,故障定位为故障源⑤⑥; 
步骤36:在步骤35中,针对单个模型子输入,输出集合中均存在两种可能的故障源;为了进一步缩小故障源范围,本方法利用集合D对输出集合进行进一步缩减,首先利用集合D中的采集结果,结合当前的子输入的拓扑结构构建一个新的模型子输入,即对同一个采集器,构建了两例模型子输入,利用两例子输入的输出交集来对输出进行缩减,定义步骤35中匹配成功的模型输入为F,构建的新的模型子输入匹配成功的模型输入为L,本方法定义的二者交集如下表4所示。 
表4定义的二者交集 
Figure BDA0000463293220000071
Figure BDA0000463293220000081

Claims (3)

1.一种低压台区抄表的故障源定位方法,所述低压台区包括由主站控制的集中器、由所述集中器控制的各采集器,以及由各采集器分别对应控制的各表计;所述主站定期向所述集中器发送采集指令,所述集中器通过各采集器获取所述各表计的抄表数据,所述各采集器具有各自唯一的采集器通信地址;所述各表计具有各自唯一的测点号;其特征是,所述故障源定位方法按如下步骤进行:
步骤1:获取低压台区抄表的拓扑结构:
利用手持机通过红外串口向集中器发送查询参数命令,获取表计信息数据,根据所述表计信息数据提取所述集中器中所有表计集合,以及表计所属采集器集合,由所述集中器、表计集合和采集器集合构成所述低压台区的拓扑结构;
步骤2:定义故障源识别模型:
2.1)根据所述拓扑结构,定义故障源集合;
2.2)根据所述故障源集合,定义故障源识别模型,所述故障源识别模型的输入数据为表计抄表结果,所述表计抄表结果是指集中器现场采集结果以及所有表计现场采集结果,所述表计抄表结果分别表征为采集成功和采集失败,所述故障源识别模型的输出数据为所述故障源集合;
步骤3:根据所述拓扑结构及表计抄表结果,利用分类识别方法以及所述故障源识别模型的输入数据实现故障源的定位。
2.根据权利要求1所述的低压台区抄表的故障源定位方法,其特征是:所述步骤1中根据表计信息数据提取低压台区中所有表计集合是:根据表计信息数据获取各表计测点号与表计通信地址间的映射表作为表计集合。
3.根据权利要求2所述的低压台区抄表的故障源定位方法,其特征是:所述步骤1中表计所属采集器集合按如下方式获取:利用主站提供的集中器台账信息,获得各表计测点号与表计所属采集器通信地址之间的对应关系为表计所属采集器集合。
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