CN105974273A - 配电网故障定位系统 - Google Patents

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CN105974273A CN201610596357.XA CN201610596357A CN105974273A CN 105974273 A CN105974273 A CN 105974273A CN 201610596357 A CN201610596357 A CN 201610596357A CN 105974273 A CN105974273 A CN 105974273A
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    • G01R31/088Aspects of digital computing

Abstract

本发明公开了配电网故障定位系统,包括监测数据采集模块、故障检测定位模块和监控中心;所述监测数据采集模块用于采集配电网各主要设备运行的状态监测数据,其通过通信网络与故障检测定位模块相通信;所述故障检测定位模块用于对所述状态监测数据进行处理、分析,以实现对配电网各主要设备健康状态的远程实时监测、健康评估和故障定位;所述监控中心用于实现监测数据采集模块的高级应用、故障检测定位模块的智能化能化监控。优选的,所述主要设备包括配电变压器、隔离开关、无功补偿器。本发明实现对配电网主要设备的健康状况进行实时、客观的智能化监控、评估和故障定位,自动化程度高、效率高。

Description

配电网故障定位系统
技术领域
[0001] 本发明涉及配电网领域,具体涉及配电网故障定位系统。
背景技术
[0002] 在配电网中,故障的快速、准确定位是一个非常重要的环节,以保证配电网的正常 运行进。当一个故障发生时,例如短路故障,必须要作出快速的响应以缩小该短路故障影响 的范围。因此,需要设计自动化程度高,且效率高的配电网故障定位系统。
发明内容
[0003] 针对上述问题,本发明提供配电网故障定位系统。
[0004] 本发明的目的采用以下技术方案来实现:
[0005] 配电网故障定位系统,包括监测数据采集模块、故障检测定位模块和监控中心;所 述监测数据采集模块用于采集配电网各主要设备运行的状态监测数据,其通过通信网络与 故障检测定位模块相通信;所述故障检测定位模块用于对所述状态监测数据进行处理、分 析,以实现对配电网各主要设备健康状态的远程实时监测、健康评估和故障定位;所述监控 中心用于实现监测数据采集模块的高级应用、故障检测定位模块的智能化能化监控。
[0006] 本发明的有益效果为:通过设置监测数据采集模块、故障检测定位模块和监控中 心,实现对配电网主要设备的健康状况进行实时、客观的智能化监控、评估和故障定位,自 动化程度高、效率高,从而解决了上述的技术问题。
附图说明
[0007] 利用附图对本发明作进一步说明,但附图中的应用场景不构成对本发明的任何限 制,对于本领域的普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据以下附图获得 其它的附图。
[0008] 图1是本发明的结构示意图。
[0009] 图2是本发明故障检测定位模块的结构示意图。
[0010] 附图标记:
[0011] 监测数据采集模块1、故障检测定位模块2、监控中心3、用户移动终端4、指标设定 单元21、数据归一化单元22、主要构件评估单元23、主要构件健康状态判定单元24、主要设 备综合评估单元25、主要设备状态显示单元31、故障位置显示单元32。
具体实施方式
[0012] 结合以下应用场景对本发明作进一步描述。
[0013]应用场景1
[0014]参见图1、图2,本应用场景的一个实施例中的配电网故障定位系统,包括监测数据 采集模块1、故障检测定位模块2和监控中心3;所述监测数据采集模块1用于采集配电网各 主要设备运行的状态监测数据,其通过通信网络与故障检测定位模块2相通信;所述故障检 测定位模块2用于对所述状态监测数据进行处理、分析,以实现对配电网各主要设备健康状 态的远程实时监测、健康评估和故障定位;所述监控中心3用于实现监测数据采集模块1的 高级应用、故障检测定位模块2的智能化能化监控。优选的,所述主要设备包括配电变压器、 隔离开关、无功补偿器。
[0015] 本实施例通过设置监测数据采集模块1、故障检测定位模块2和监控中心3,实现对 配电网主要设备的健康状况进行实时、客观的智能化监控、评估和故障定位,自动化程度 高、效率高,从而解决了上述的技术问题。
[0016] 优选的,所述监控中心3包括主要设备状态显示单元31和故障位置显示单元32,所 述主要设备状态显示单元31用于对所述主要设备的健康状态进行实时显示;所述故障位置 显示单元32用于显示处于故障状态的主要设备的具体位置。
[0017] 本优选实施例增加了系统的设备健康状态显示功能和故障位置显示功能,提高了 系统的安全性。
[0018] 优选的,所述故障检测定位模块2包括指标设定单元21、数据归一化单元22、主要 构件评估单元23、主要构件健康状态判定单元24和主要设备综合评估单元25;所述指标设 定单元21用于确定监测数据采集模块1的采集指标,所述采集指标包括配电网的各主要设 备相对应的主要构件、主要构件的监测项目以及各监测项目在重要程度上的权重因子;所 述数据归一化单元22用于对所述状态监测数据进行归一化处理;所述主要构件评估单元23 用于评估所述主要构件的健康状态,所述主要构件健康状态判定单元24用于所述各主要构 件是否处于健康状态;所述主要设备综合评估单元25用于评估各主要设备的健康状态,并 将处于异常状态的主要设备定义为故障设备。
[0019] 本优选实施例构建了故障检测定位模块2的整体架构,完善了系统的健康状态分 析功能。
[0020] 优选的,设主要构件X共有mx个监测项目,采用监测仪器α对第i个监测项目进行监 测时,i = l,...mx,由于温度和湿度的影响可能会产生监测量误差,引入温度修正因子札和 湿度修正因子Φα
Figure CN105974273AD00041
,其中Τ为监测仪器α对监测项目进行监测时的环 境温度,To和为监测仪器α监测时适用的标准温度,
Figure CN105974273AD00042
,其中Η为监测仪 器α对监测项目进行监测时的环境湿度,Ho为监测仪器α监测时适用的标准湿度,所述数据 归一化单元22采用的归一化处理公式为:
Figure CN105974273AD00043
[0022]其中,Gi表示第i个监测项目被归一化处理后的状态监测量,6#[0,1],当61靠近0 时表示状态良好,Gi靠近1时表示状态较差;心为第i个监测项目的原状态监测量,Sbl为第i 个监测项目处于正常状态范围且对应于最佳状态时的边界值,心:为第i个监测项目处于正 常状态范围但不属于最佳状态时的边界值。
[0023]本优选实施例设计了数据归一化单元22的归一化处理公式,将不同的监测量都变 换到0到1之间并具有相同的正常与异常的边界,方便状态监测数据的后续处理,并在归一 化处理公式中引入温度修正因子和湿度修正因子,简化了归一化处理的过程,提高了归一 化处理的精度。
[0024]优选的,设影响主要构件X状态的所有归一化后的状态监测量集合为{G^ii 1,...,mx},主要构件评估单元23采取的主要构件X的健康状态指标Zx的计算公式设定为:
Figure CN105974273AD00051
[0029]其中,Zx表示主要构件X的健康状态评估指标,ZietOjLl-e4·5为归一化后的状 态监测量对应于正常的临界值,m。为归一化后的状态监测量小于临界值l-e4·5时的数目,Qi 为第i个监测项目在主要构件X中的重要程度上的权重因子,mc<mx时,权重因子弘随此的个 数不同按比例调整。
[0030] 本优选实施例提出了主要构件健康状态的评估指标的计算公式,将不同的归一化 后的监测量都变换到〇到1之间并具有相同的正常与异常的边界,从而可以简单全面地得到 主要构件的健康状态,简化了主要构件的健康状态的评估,在保证准确度的同时提高了健 康状态评估的速度。
[0031] 优选的,所述主要构件健康状态判定单元24的判定原则为:若主要构件X状态异常 的概率px大于设定的阈值ρ γ,判定所述主要构件X为异常,若主要构件X状态异常的概率PxF 大于设定的阈值Ργ,Ργ的取值范围是[0. 1,0.2],判定所述主要构件X为健康,设有η个样本的 主要构件的综合状态指标Zxl,. . .,Ζχη取自连续分布Η(ΖΧ),所述主要构件X处于状态异常的 概率Ρχ的计算公式为:
Figure CN105974273AD00052
[0035] 其中,/)"(>,.)为任意点Ζχ处的核密度,
Figure CN105974273AD00053
,上为样本标准差,J为四分 位数间距。
[0036] 本优选实施例通过对主要构件的异常概率计算结果来判定主要构件的健康状态, 分析精度高,且加快了主要构件的健康状态分析的速度。
[0037]优选的,设主要设备共有Ν个主要构件,主要构件X处于状态异常的概率为Ρχ,其中 χ = 1,2,···,Ν,所述主要设备综合评估单元25采用的综合状态健康指标B的计算公式如下:
Figure CN105974273AD00061
[0039]式中,Wx为第X个主要构件在配电网中的重要程度的权重因子,设定阈值E,若B>E, 则配电网属于健康状态,E的取值范围是[0.9,0.99]。
[0040] 本优选实施例利用权重因子计算主要设备的健康状态,计算精度高,进一步提高 了系统监测精度。
[0041] 在此应用场景中,上述实施例取?¥ = 0.1^ = 0.9,系统的监测分析速度相对提高 了 10 %,监测分析精度相对提高了 12 %。
[0042]应用场景2
[0043] 参见图1、图2,本应用场景的一个实施例中的配电网故障定位系统,包括监测数据 采集模块1、故障检测定位模块2和监控中心3;所述监测数据采集模块1用于采集配电网各 主要设备运行的状态监测数据,其通过通信网络与故障检测定位模块2相通信;所述故障检 测定位模块2用于对所述状态监测数据进行处理、分析,以实现对配电网各主要设备健康状 态的远程实时监测、健康评估和故障定位;所述监控中心3用于实现监测数据采集模块1的 高级应用、故障检测定位模块2的智能化能化监控。优选的,所述主要设备包括配电变压器、 隔离开关、无功补偿器。
[0044] 本实施例通过设置监测数据采集模块1、故障检测定位模块2和监控中心3,实现对 配电网主要设备的健康状况进行实时、客观的智能化监控、评估和故障定位,自动化程度 高、效率高,从而解决了上述的技术问题。
[0045] 优选的,所述监控中心3包括主要设备状态显示单元31和故障位置显示单元32,所 述主要设备状态显示单元31用于对所述主要设备的健康状态进行实时显示;所述故障位置 显示单元32用于显示处于故障状态的主要设备的具体位置。
[0046]本优选实施例增加了系统的设备健康状态显示功能和故障位置显示功能,提高了 系统的安全性。
[0047]优选的,所述故障检测定位模块2包括指标设定单元21、数据归一化单元22、主要 构件评估单元23、主要构件健康状态判定单元24和主要设备综合评估单元25;所述指标设 定单元21用于确定监测数据采集模块1的采集指标,所述采集指标包括配电网的各主要设 备相对应的主要构件、主要构件的监测项目以及各监测项目在重要程度上的权重因子;所 述数据归一化单元22用于对所述状态监测数据进行归一化处理;所述主要构件评估单元23 用于评估所述主要构件的健康状态,所述主要构件健康状态判定单元24用于所述各主要构 件是否处于健康状态;所述主要设备综合评估单元25用于评估各主要设备的健康状态,并 将处于异常状态的主要设备定义为故障设备。
[0048] 本优选实施例构建了故障检测定位模块2的整体架构,完善了系统的健康状态分 析功能。
[0049] 优选的,设主要构件X共有mx个监测项目,采用监测仪器α对第i个监测项目进行监 测时,i = l,...mx,由于温度和湿度的影响可能会产生监测量误差,引入温度修正因子札和 湿度修正因子Φα,
Figure CN105974273AD00062
,其中Τ为监测仪器α对监测项目进行监测时的环 境温度,To和为监测仪器α监测时适用的标准温度
Figure CN105974273AD00071
,其中Η为监测仪 器α对监测项目进行监测时的环境湿度,Ho为监测仪器α监测时适用的标准湿度,所述数据 归一化单元22采用的归一化处理公式为:
Figure CN105974273AD00072
[0051]其中,Gi表示第i个监测项目被归一化处理后的状态监测量,61^[0,1],当61靠近0 时表示状态良好,Gi靠近1时表示状态较差;心为第i个监测项目的原状态监测量,Sbl为第i 个监测项目处于正常状态范围且对应于最佳状态时的边界值,心:为第i个监测项目处于正 常状态范围但不属于最佳状态时的边界值。
[0052]本优选实施例设计了数据归一化单元22的归一化处理公式,将不同的监测量都变 换到0到1之间并具有相同的正常与异常的边界,方便状态监测数据的后续处理,并在归一 化处理公式中引入温度修正因子和湿度修正因子,简化了归一化处理的过程,提高了归一 化处理的精度。
[0053] 优选的,设影响主要构件X状态的所有归一化后的状态监测量集合为{G^ii 1,...,mx},主要构件评估单元23采取的主要构件X的健康状态指标Zx的计算公式设定为:
[0054] 若所有 Gi 彡 1-e-Q·5时,
Figure CN105974273AD00073
[0058]其中,Zx表示主要构件X的健康状态评估指标,ZietOjLl-e4·5为归一化后的状 态监测量对应于正常的临界值,m。为归一化后的状态监测量小于临界值l-e4·5时的数目,Qi 为第i个监测项目在主要构件X中的重要程度上的权重因子,mc<mx时,权重因子弘随此的个 数不同按比例调整。
[0059] 本优选实施例提出了主要构件健康状态的评估指标的计算公式,将不同的归一化 后的监测量都变换到〇到1之间并具有相同的正常与异常的边界,从而可以简单全面地得到 主要构件的健康状态,简化了主要构件的健康状态的评估,在保证准确度的同时提高了健 康状态评估的速度。
[0060] 优选的,所述主要构件健康状态判定单元24的判定原则为:若主要构件X状态异常 的概率px大于设定的阈值ρ γ,判定所述主要构件X为异常,若主要构件X状态异常的概率PxF 大于设定的阈值Ργ,Ργ的取值范围是[0. 1,0.2],判定所述主要构件X为健康,设有η个样本的 主要构件的综合状态指标Zxl,. . .,Ζχη取自连续分布Η(ΖΧ),所述主要构件X处于状态异常的 概率Ρχ的计算公式为:
Figure CN105974273AD00081
Figure CN105974273AD00082
[0064]其中,/),,(ΖΛ.)为任意AZX处的核密度 ,七为样本标准差,J为四分 位数间距。
[0065]本优选实施例通过对主要构件的异常概率计算结果来判定主要构件的健康状态, 分析精度高,且加快了主要构件的健康状态分析的速度。
[0066]优选的,设主要设备共有N个主要构件,主要构件X处于状态异常的概率为Px,其中 χ = 1,2,···,Ν,所述主要设备综合评估单元25采用的综合状态健康指标B的计算公式如下:
Figure CN105974273AD00083
[0068]式中,Wx为第X个主要构件在配电网中的重要程度的权重因子,设定阈值Ε,若Β>Ε, 则配电网属于健康状态,Ε的取值范围是[0.9,0.99]。
[0069] 本优选实施例利用权重因子计算主要设备的健康状态,计算精度高,进一步提高 了系统监测精度。
[0070] 在此应用场景中,上述实施例取PY = 0.12,E = 0.92,系统的监测分析速度相对提 高了 9 %,监测分析精度相对提高了 13 %。
[0071]应用场景3
[0072] 参见图1、图2,本应用场景的一个实施例中的配电网故障定位系统,包括监测数据 采集模块1、故障检测定位模块2和监控中心3;所述监测数据采集模块1用于采集配电网各 主要设备运行的状态监测数据,其通过通信网络与故障检测定位模块2相通信;所述故障检 测定位模块2用于对所述状态监测数据进行处理、分析,以实现对配电网各主要设备健康状 态的远程实时监测、健康评估和故障定位;所述监控中心3用于实现监测数据采集模块1的 高级应用、故障检测定位模块2的智能化能化监控。优选的,所述主要设备包括配电变压器、 隔离开关、无功补偿器。
[0073] 本实施例通过设置监测数据采集模块1、故障检测定位模块2和监控中心3,实现对 配电网主要设备的健康状况进行实时、客观的智能化监控、评估和故障定位,自动化程度 高、效率高,从而解决了上述的技术问题。
[0074] 优选的,所述监控中心3包括主要设备状态显示单元31和故障位置显示单元32,所 述主要设备状态显示单元31用于对所述主要设备的健康状态进行实时显示;所述故障位置 显示单元32用于显示处于故障状态的主要设备的具体位置。
[0075]本优选实施例增加了系统的设备健康状态显示功能和故障位置显示功能,提高了 系统的安全性。
[0076]优选的,所述故障检测定位模块2包括指标设定单元21、数据归一化单元22、主要 构件评估单元23、主要构件健康状态判定单元24和主要设备综合评估单元25;所述指标设 定单元21用于确定监测数据采集模块1的采集指标,所述采集指标包括配电网的各主要设 备相对应的主要构件、主要构件的监测项目以及各监测项目在重要程度上的权重因子;所 述数据归一化单元22用于对所述状态监测数据进行归一化处理;所述主要构件评估单元23 用于评估所述主要构件的健康状态,所述主要构件健康状态判定单元24用于所述各主要构 件是否处于健康状态;所述主要设备综合评估单元25用于评估各主要设备的健康状态,并 将处于异常状态的主要设备定义为故障设备。
[0077] 本优选实施例构建了故障检测定位模块2的整体架构,完善了系统的健康状态分 析功能。
[0078] 优选的,设主要构件X共有mx个监测项目,采用监测仪器α对第i个监测项目进行监 测时,i = l,...mx,由于温度和湿度的影响可能会产生监测量误差,引入温度修正因子札和 湿度修正因子Φα
Figure CN105974273AD00091
,其中Τ为监测仪器α对监测项目进行监测时的环 境温度,To和为监测仪器α监测时适用的标准温度
Figure CN105974273AD00092
,其中Η为监测仪 器α对监测项目进行监测时的环境湿度,Ho为监测仪器α监测时适用的标准湿度,所述数据 归一化单元22采用的归一化处理公式为:
Figure CN105974273AD00093
[0080] 其中,Gi表示第i个监测项目被归一化处理后的状态监测量,61£[0,1],当61靠近0 时表示状态良好,Gi靠近1时表示状态较差;心为第i个监测项目的原状态监测量,S bl为第i 个监测项目处于正常状态范围且对应于最佳状态时的边界值,心:为第i个监测项目处于正 常状态范围但不属于最佳状态时的边界值。
[0081] 本优选实施例设计了数据归一化单元22的归一化处理公式,将不同的监测量都变 换到〇到1之间并具有相同的正常与异常的边界,方便状态监测数据的后续处理,并在归一 化处理公式中引入温度修正因子和湿度修正因子,简化了归一化处理的过程,提高了归一 化处理的精度。
[0082]优选的,设影响主要构件X状态的所有归一化后的状态监测量集合为{G^ii 1,...,mx},主要构件评估单元23采取的主要构件X的健康状态指标Zx的计算公式设定为: [0083]若所有 Gi 彡 1-e-Q·5 时,
Figure CN105974273AD00094
[0087]其中,Zx表示主要构件X的健康状态评估指标,ZietOjLl-e4·5为归一化后的状 态监测量对应于正常的临界值,m。为归一化后的状态监测量小于临界值l-e4·5时的数目,Qi 为第i个监测项目在主要构件X中的重要程度上的权重因子,mc<mx时,权重因子弘随此的个 数不同按比例调整。
[0088]本优选实施例提出了主要构件健康状态的评估指标的计算公式,将不同的归一化 后的监测量都变换到〇到1之间并具有相同的正常与异常的边界,从而可以简单全面地得到 主要构件的健康状态,简化了主要构件的健康状态的评估,在保证准确度的同时提高了健 康状态评估的速度。
[0089]优选的,所述主要构件健康状态判定单元24的判定原则为:若主要构件X状态异常 的概率px大于设定的阈值ργ,判定所述主要构件X为异常,若主要构件X状态异常的概率PxF 大于设定的阈值Ργ,Ργ的取值范围是[0. 1,0.2],判定所述主要构件X为健康,设有η个样本的 主要构件的综合状态指标Zxl,. . .,Ζχη取自连续分布Η(ΖΧ),所述主要构件X处于状态异常的 概率Ρχ的计算公式为:
Figure CN105974273AD00101
[0093]其中,为任意ΑΖΧ处的核密度,
Figure CN105974273AD00102
,七为样本标准差,J为四分 位数间距。
[0094]本优选实施例通过对主要构件的异常概率计算结果来判定主要构件的健康状态, 分析精度高,且加快了主要构件的健康状态分析的速度。
[0095]优选的,设主要设备共有Ν个主要构件,主要构件X处于状态异常的概率为Ρχ,其中 χ = 1,2,···,Ν,所述主要设备综合评估单元25采用的综合状态健康指标Β的计算公式如下:
Figure CN105974273AD00103
[0097]式中,Wx为第X个主要构件在配电网中的重要程度的权重因子,设定阈值Ε,若Β>Ε, 则配电网属于健康状态,Ε的取值范围是[0.9,0.99]。
[0098] 本优选实施例利用权重因子计算主要设备的健康状态,计算精度高,进一步提高 了系统监测精度。
[0099] 在此应用场景中,上述实施例取Τ = 0.15,Ε = 0.94,系统的监测分析速度相对提高 了8 %,监测分析精度相对提高了 10 %。。
[0Ί00]应用场景4
[0101]参见图1、图2,本应用场景的一个实施例中的配电网故障定位系统,包括监测数据 采集模块1、故障检测定位模块2和监控中心3;所述监测数据采集模块1用于采集配电网各 主要设备运行的状态监测数据,其通过通信网络与故障检测定位模块2相通信;所述故障检 测定位模块2用于对所述状态监测数据进行处理、分析,以实现对配电网各主要设备健康状 态的远程实时监测、健康评估和故障定位;所述监控中心3用于实现监测数据采集模块1的 高级应用、故障检测定位模块2的智能化能化监控。优选的,所述主要设备包括配电变压器、 隔离开关、无功补偿器。
[0102] 本实施例通过设置监测数据采集模块1、故障检测定位模块2和监控中心3,实现对 配电网主要设备的健康状况进行实时、客观的智能化监控、评估和故障定位,自动化程度 高、效率高,从而解决了上述的技术问题。
[0103] 优选的,所述监控中心3包括主要设备状态显示单元31和故障位置显示单元32,所 述主要设备状态显示单元31用于对所述主要设备的健康状态进行实时显示;所述故障位置 显示单元32用于显示处于故障状态的主要设备的具体位置。
[0104]本优选实施例增加了系统的设备健康状态显示功能和故障位置显示功能,提高了 系统的安全性。
[0105] 优选的,所述故障检测定位模块2包括指标设定单元21、数据归一化单元22、主要 构件评估单元23、主要构件健康状态判定单元24和主要设备综合评估单元25;所述指标设 定单元21用于确定监测数据采集模块1的采集指标,所述采集指标包括配电网的各主要设 备相对应的主要构件、主要构件的监测项目以及各监测项目在重要程度上的权重因子;所 述数据归一化单元22用于对所述状态监测数据进行归一化处理;所述主要构件评估单元23 用于评估所述主要构件的健康状态,所述主要构件健康状态判定单元24用于所述各主要构 件是否处于健康状态;所述主要设备综合评估单元25用于评估各主要设备的健康状态,并 将处于异常状态的主要设备定义为故障设备。
[0106] 本优选实施例构建了故障检测定位模块2的整体架构,完善了系统的健康状态分 析功能。
[0107] 优选的,设主要构件X共有mx个监测项目,采用监测仪器α对第i个监测项目进行监 测时,i = l,...mx,由于温度和湿度的影响可能会产生监测量误差,引入温度修正因子札和 湿度修正因子Φα,
Figure CN105974273AD00111
,其中Τ为监测仪器α对监测项目进行监测时的环 境温度,To和为监测仪器α监测时适用的标准温度
Figure CN105974273AD00112
,其中Η为监测仪 器α对监测项目进行监测时的环境湿度,Ho为监测仪器α监测时适用的标准湿度,所述数据 归一化单元22采用的归一化处理公式为:
Figure CN105974273AD00113
[0109]其中,Gi表示第i个监测项目被归一化处理后的状态监测量,61^[0,1],当61靠近0 时表示状态良好,Gi靠近1时表示状态较差;心为第i个监测项目的原状态监测量,Sbl为第i 个监测项目处于正常状态范围且对应于最佳状态时的边界值,心:为第i个监测项目处于正 常状态范围但不属于最佳状态时的边界值。
[0110]本优选实施例设计了数据归一化单元22的归一化处理公式,将不同的监测量都变 换到0到1之间并具有相同的正常与异常的边界,方便状态监测数据的后续处理,并在归一 化处理公式中引入温度修正因子和湿度修正因子,简化了归一化处理的过程,提高了归一 化处理的精度。
[0111]优选的,设影响主要构件X状态的所有归一化后的状态监测量集合为{G^ii 1,. . .,mx},主要构件评估单元23采取的主要构件X的健康状态指标Zx的计算公式设定为: [0112]若所有 Gi 彡 1-e-Q·5 时,
Figure CN105974273AD00121
[0116]其中,Zx表示主要构件X的健康状态评估指标,2斤[0,1],1-^·5为归一化后的状 态监测量对应于正常的临界值,m。为归一化后的状态监测量小于临界值l-e4·5时的数目,Qi 为第i个监测项目在主要构件X中的重要程度上的权重因子,mc<mx时,权重因子弘随此的个 数不同按比例调整。
[0117] 本优选实施例提出了主要构件健康状态的评估指标的计算公式,将不同的归一化 后的监测量都变换到〇到1之间并具有相同的正常与异常的边界,从而可以简单全面地得到 主要构件的健康状态,简化了主要构件的健康状态的评估,在保证准确度的同时提高了健 康状态评估的速度。
[0118] 优选的,所述主要构件健康状态判定单元24的判定原则为:若主要构件X状态异常 的概率Px大于设定的阈值P Y,判定所述主要构件X为异常,若主要构件X状态异常的概率PxF 大于设定的阈值Ρυ,Ρυ的取值范围是[0.1,0.2],判定所述主要构件X为健康,设有η个样本的 主要构件的综合状态指标Z xl,. . .,Ζχη取自连续分布Η(ΖΧ),所述主要构件X处于状态异常的 概率Ρχ的计算公式为:
Figure CN105974273AD00122
[0122] 其中,/)"(>,.)为任意ΑΖΧ处的核密度,
Figure CN105974273AD00123
,上为样本标准差,J为四分 位数间距。
[0123] 本优选实施例通过对主要构件的异常概率计算结果来判定主要构件的健康状态, 分析精度高,且加快了主要构件的健康状态分析的速度。
[0124] 优选的,设主要设备共有Ν个主要构件,主要构件X处于状态异常的概率为Ρχ,其中 χ = 1,2,···,Ν,所述主要设备综合评估单元25采用的综合状态健康指标Β的计算公式如下:
Figure CN105974273AD00124
[0126]式中,Wx为第X个主要构件在配电网中的重要程度的权重因子,设定阈值Ε,若Β>Ε, 则配电网属于健康状态,Ε的取值范围是[0.9,0.99]。
[0127] 本优选实施例利用权重因子计算主要设备的健康状态,计算精度高,进一步提高 了系统监测精度。
[0128] 在此应用场景中,上述实施例取T = 0.18,E = 0.98,系统的监测分析速度相对提高 了 11 %,监测分析精度相对提高了 9 %。
[0129] 应用场景5
[0130]参见图1、图2,本应用场景的一个实施例中的配电网故障定位系统,包括监测数据 采集模块1、故障检测定位模块2和监控中心3;所述监测数据采集模块1用于采集配电网各 主要设备运行的状态监测数据,其通过通信网络与故障检测定位模块2相通信;所述故障检 测定位模块2用于对所述状态监测数据进行处理、分析,以实现对配电网各主要设备健康状 态的远程实时监测、健康评估和故障定位;所述监控中心3用于实现监测数据采集模块1的 高级应用、故障检测定位模块2的智能化能化监控。优选的,所述主要设备包括配电变压器、 隔离开关、无功补偿器。
[0131] 本实施例通过设置监测数据采集模块1、故障检测定位模块2和监控中心3,实现对 配电网主要设备的健康状况进行实时、客观的智能化监控、评估和故障定位,自动化程度 高、效率高,从而解决了上述的技术问题。
[0132] 优选的,所述监控中心3包括主要设备状态显示单元31和故障位置显示单元32,所 述主要设备状态显示单元31用于对所述主要设备的健康状态进行实时显示;所述故障位置 显示单元32用于显示处于故障状态的主要设备的具体位置。
[0133] 本优选实施例增加了系统的设备健康状态显示功能和故障位置显示功能,提高了 系统的安全性。
[0134] 优选的,所述故障检测定位模块2包括指标设定单元21、数据归一化单元22、主要 构件评估单元23、主要构件健康状态判定单元24和主要设备综合评估单元25;所述指标设 定单元21用于确定监测数据采集模块1的采集指标,所述采集指标包括配电网的各主要设 备相对应的主要构件、主要构件的监测项目以及各监测项目在重要程度上的权重因子;所 述数据归一化单元22用于对所述状态监测数据进行归一化处理;所述主要构件评估单元23 用于评估所述主要构件的健康状态,所述主要构件健康状态判定单元24用于所述各主要构 件是否处于健康状态;所述主要设备综合评估单元25用于评估各主要设备的健康状态,并 将处于异常状态的主要设备定义为故障设备。
[0135] 本优选实施例构建了故障检测定位模块2的整体架构,完善了系统的健康状态分 析功能。
[0136] 优选的,设主要构件X共有mx个监测项目,采用监测仪器α对第i个监测项目进行监 测时,i = l,...mx,由于温度和湿度的影响可能会产生监测量误差,引入温度修正因子札和 湿度修正因子Φα
Figure CN105974273AD00131
,其中Τ为监测仪器α对监测项目进行监测时的环 境温度,To和为监测仪器α监测时适用的标准温度,
Figure CN105974273AD00132
,其中Η为监测仪 器α对监测项目进行监测时的环境湿度,Ho为监测仪器α监测时适用的标准湿度,所述数据 归一化单元22采用的归一化处理公式为:
[0138] 其中,Gi表示第i个监测项目被归一化处理后的状态监测量,61^[0,1],当61靠近0 时表示状态良好,Gi靠近1时表示状态较差;心为第i个监测项目的原状态监测量,S bl为第i 个监测项目处于正常状态范围且对应于最佳状态时的边界值,心:为第i个监测项目处于正 常状态范围但不属于最佳状态时的边界值。
Figure CN105974273AD00141
[0139] 本优选实施例设计了数据归一化单元22的归一化处理公式,将不同的监测量都变 换到0到1之间并具有相同的正常与异常的边界,方便状态监测数据的后续处理,并在归一 化处理公式中引入温度修正因子和湿度修正因子,简化了归一化处理的过程,提高了归一 化处理的精度。
[0140] 优选的,设影响主要构件X状态的所有归一化后的状态监测量集合为{G^ii 1,...,mx},主要构件评估单元23采取的主要构件X的健康状态指标Zx的计算公式设定为:
[0141] 若所有 GSl-e-°.5 时,
Figure CN105974273AD00142
[0145] 其中,Zx表示主要构件X的健康状态评估指标,ZietOjLl-e4·5为归一化后的状 态监测量对应于正常的临界值,m。为归一化后的状态监测量小于临界值l-e 4·5时的数目,Qi 为第i个监测项目在主要构件X中的重要程度上的权重因子,mc<mx时,权重因子弘随此的个 数不同按比例调整。
[0146] 本优选实施例提出了主要构件健康状态的评估指标的计算公式,将不同的归一化 后的监测量都变换到〇到1之间并具有相同的正常与异常的边界,从而可以简单全面地得到 主要构件的健康状态,简化了主要构件的健康状态的评估,在保证准确度的同时提高了健 康状态评估的速度。
[0147] 优选的,所述主要构件健康状态判定单元24的判定原则为:若主要构件X状态异常 的概率Px大于设定的阈值P Y,判定所述主要构件X为异常,若主要构件X状态异常的概率PxF 大于设定的阈值Ρυ,Ρυ的取值范围是[0.1,0.2],判定所述主要构件X为健康,设有η个样本的 主要构件的综合状态指标Z xl,. . .,Ζχη取自连续分布Η(ΖΧ),所述主要构件X处于状态异常的 概率Ρχ的计算公式为:
Figure CN105974273AD00143
[0151] 其中,//,,(Z,.)为任意点Zx处的核密度,
Figure CN105974273AD00151
,七为样本标准差,J为四分 位数间距。
[0152] 本优选实施例通过对主要构件的异常概率计算结果来判定主要构件的健康状态, 分析精度高,且加快了主要构件的健康状态分析的速度。
[0153] 优选的,设主要设备共有N个主要构件,主要构件X处于状态异常的概率为Px,其中 χ = 1,2,···,Ν,所述主要设备综合评估单元25采用的综合状态健康指标B的计算公式如下:
Figure CN105974273AD00152
[0155] 式中,Wx为第X个主要构件在配电网中的重要程度的权重因子,设定阈值Ε,若Β>Ε, 则配电网属于健康状态,Ε的取值范围是[0.9,0.99]。
[0156] 本优选实施例利用权重因子计算主要设备的健康状态,计算精度高,进一步提高 了系统监测精度。
[0157] 在此应用场景中,上述实施例取T = 0.2,Ε = 0.99,系统的监测分析速度相对提高 了 12%,监测分析精度相对提高了 14%。
[0158]最后应当说明的是,以上应用场景仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明 保护范围的限制,尽管参照较佳应用场景对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人 员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案 的实质和范围。

Claims (3)

1. 配电网故障定位系统,其特征是,包括监测数据采集模块、故障检测定位模块和监控 中心;所述监测数据采集模块用于采集配电网各主要设备运行的状态监测数据,其通过通 信网络与故障检测定位模块相通信;所述故障检测定位模块用于对所述状态监测数据进行 处理、分析,以实现对配电网各主要设备健康状态的远程实时监测、健康评估和故障定位; 所述监控中心用于实现监测数据采集模块的高级应用、故障检测定位模块的智能化能化监 控。
2. 根据权利要求1所述的配电网故障定位系统,其特征是,所述主要设备包括配电变压 器、隔离开关、无功补偿器。
3. 根据权利要求2所述的配电网故障定位系统,其特征是,所述监控中心包括主要设备 状态显示单元和故障位置显示单元,所述主要设备状态显示单元用于对所述主要设备的健 康状态进行实时显示;所述故障位置显示单元用于显示处于故障状态的主要设备的具体位 置。
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