CN107656175A - 电网故障定位方法和定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电网故障定位方法和定位装置，属于电网故障在线监测技术领域。本发明实施例提供的电网故障定位方法和定位装置，通过收集电网实时状态信息，在电网地理接线图中确定与电网异常点相关的目标区域的局部接线图，对局部接线图进行拓扑分析，得到故障设备及故障影响范围，能够快速准确地定位故障点，减少检修人员现场排查的时间，有利于工作人员对故障进行快速反应和决策，有利于在故障影响范围扩大之前，对故障影响面进行有效控制。

Description

电网故障定位方法和定位装置
技术领域
本发明涉及电网故障在线监测技术领域，具体而言，涉及一种电网故障定位方法和定位装置。
背景技术
随着自动化技术的发展，配电网自动化运行已经越来越重要。配电网自动化是运用各种技术及配电设备，对配电网进行监控管理，使配电网处于安全、可靠、优质、经济、高效的运行状态。故障定位是配电自动化的关键技术之一，它要求故障发生时能够快速定位故障点，并及时通知电力部门检修人员，为电力部门检修人员排查故障和恢复供电节约时间。
但现有的故障定位方法不能准确地定位故障点的位置，还需检修人员现场进行排查和定位，延长了恢复供电的时间。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电网故障定位方法和定位装置，能够快速准确地定位故障点，减少检修人员现场排查的时间。
第一方面，本发明实施例提供了一种电网故障定位方法，包括：
接收电网异常报警信息，从所述电网异常报警信息中提取电网异常点的位置信息，启动电网异常点所属区域的电网信息收集系统；
接收电网信息收集系统传送的电网实时状态信息；所述电网实时状态信息包括电网信息收集系统收集的各供电电缆的电流信息、各变电站上传的站间阶段式保护启动信号和站间断路器的开关状态信息；
根据所述电网实时状态信息，在预存的电网地理接线图中定位目标区域，确定所述目标区域的局部接线图；
根据所述电网异常报警信息和所述电网实时状态信息，对所述目标区域的局部接线图进行拓扑分析，确定故障设备和故障影响区域。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述接收电网异常报警信息的步骤，包括：
接收位于供电电缆上的电流监测装置发出的携带有自身位置的电网异常报警信息；电网的多条供电电缆上均设置有所述电流监测装置，所述电流监测装置在监测到流经供电电缆的电流异常时，发出电网异常报警信息。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述接收电网异常报警信息的步骤，包括：
接收用户通过报警登记界面输入的携带有失电客户电表箱位置的电网异常报警信息。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据所述电网实时状态信息，在预存的电网地理接线图中定位目标区域的步骤，包括：
根据所述电网实时状态信息中各供电电缆的电流信息的异常变化情况，确定电网异常区域；
根据所述电网异常区域，在所述电网地理接线图中定位目标区域。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，对所述目标区域的局部接线图进行拓扑分析，确定故障设备和故障影响区域的步骤，包括：
根据电网异常点的位置信息，确定电网异常类型；
依据与电网异常类型相对应的故障判定算法，在局部接线图中确定故障设备；
根据所述故障设备在局部接线图中的位置，确定故障影响区域。
结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述电网异常类型包括主干线路异常、分支线路异常、配电变压器异常、低压线路异常和客户电表箱异常。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在确定故障设备和故障影响区域之后，所述方法还包括：
在所述电网地理接线图中，标记所述故障设备的位置和所述故障影响区域。
结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，在所述电网地理接线图中，标记所述故障设备的位置和所述故障影响区域的步骤，包括：
将所述故障设备和所述故障影响区域在局部接线图中的位置映射到电网地理接线图中；
在电网地理接线图中，以突出显示的方式标记故障设备的位置，以着色渲染的方式标记故障影响区域。
第二方面，本发明实施例还提供了一种电网故障定位装置，包括：
报警信息接收单元，用于接收电网异常报警信息，从所述电网异常报警信息中提取电网异常点的位置信息，启动电网异常点所属区域的电网信息收集系统；
状态信息接收单元，接收电网信息收集系统传送的电网实时状态信息；所述电网实时状态信息包括电网信息收集系统收集的各供电电缆的电流信息、各变电站上传的站间阶段式保护启动信号和站间断路器的开关状态信息；
目标区域定位单元，用于根据所述电网实时状态信息，在预存的电网地理接线图中定位目标区域，确定所述目标区域的局部接线图；
故障定位单元，用于根据所述电网异常报警信息和所述电网实时状态信息，对所述目标区域的局部接线图进行拓扑分析，确定故障设备和故障影响区域。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述装置还包括：故障标记单元，用于在所述电网地理接线图中，标记所述故障设备的位置和所述故障影响区域。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的电网故障定位方法和定位装置，通过收集电网实时状态信息，在电网地理接线图中确定与电网异常点相关的目标区域的局部接线图，对局部接线图进行拓扑分析，得到故障设备及故障影响范围，能够快速准确地定位故障点，减少检修人员现场排查的时间，有利于工作人员对故障进行快速反应和决策，有利于在故障影响范围扩大之前，对故障影响面进行有效控制。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例所提供的电网故障定位方法的流程图；
图2为本发明另一实施例所提供的电网故障定位方法的流程图；
图3为本发明一实施例所提供的电网故障定位装置的结构框图；
图4为本发明另一实施例所提供的电网故障定位装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有的电网故障定位方法定位不能准确定位的问题。本发明实施例提供了一种电网故障定位方法和定位装置，以下首先对本发明的电网故障定位方法进行详细介绍。
实施例一
该实施例提供了一种电网故障定位方法定位，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S101，接收电网异常报警信息，从电网异常报警信息中提取电网异常点的位置信息，启动电网异常点所属区域的电网信息收集系统；
步骤S102，接收电网信息收集系统传送的电网实时状态信息；
步骤S103，根据电网实时状态信息，在预存的电网地理接线图中定位目标区域，确定目标区域的局部接线图；
步骤S104，根据电网异常报警信息和电网实时状态信息，对目标区域的局部接线图进行拓扑分析，确定故障设备和故障影响区域。
其中，步骤S101中，接收电网异常报警信息，包括两种情况：第一种情况是，接收位于供电电缆上的电流监测装置发出的携带有自身位置的电网异常报警信息。电网的多条供电电缆上均设置有电流监测装置，电流监测装置在监测到流经供电电缆的电流异常时，发出电网异常报警信息。电流监测装置可以先与客户发现电网的异常情况，发出预警信息，使工作人员可以提前处理，有利于减小故障对客户造成的影响。第二种情况是：接收用户通过报警登记界面输入的携带有失电客户电表箱位置的电网异常报警信息。当工作人员接收到客户的用电故障投诉时，可以通过报警登记界面输入电网异常报警信息，该信息需要填写失电客户电表箱的位置。客户也可以发现家中失电时，使用自己的计算机或移动终端登录电网管理系统，在线填写电网异常报警信息，该信息需要填写失电客户电表箱的位置。
步骤S102中，电网实时状态信息包括电网信息收集系统收集的各供电电缆的电流信息、各变电站上传的站间阶段式保护启动信号和站间断路器的开关状态信息。电网信息收集系统可以收集设置在供电电缆上的电流监测装置实时测量的供电电缆上的电流信息，还可以通过设置在变电站和站间断路器上的监测装置收集各变电站上传的站间阶段式保护启动信号和站间断路器的开关状态信息。
步骤S103中，根据电网实时状态信息，在预存的电网地理接线图中定位目标区域的步骤，包括：
根据电网实时状态信息中各供电电缆的电流信息的异常变化情况，确定电网异常区域；根据电网异常区域，在电网地理接线图中定位目标区域。
电网地理接线图，是以地理信息系统为背景，在上面以经纬度的方式精确标注或显示电力设备如变电站、线路、杆塔、电缆的位置，因此可以看到电网在地理背景(包括建筑物、山川、河流、田野等地形、地貌)上的分布情况。
根据各变电站上传的站间阶段式保护启动信号和站间断路器的开关状态信息，结合电网地理接线图，可以确定目标区域内的局部接线图。
步骤S104中，对目标区域的局部接线图进行拓扑分析，确定故障设备和故障影响区域的步骤，包括：根据电网异常点的位置信息，确定电网异常类型；依据与电网异常类型相对应的故障判定算法，在局部接线图中确定故障设备；根据故障设备在局部接线图中的位置，确定故障影响区域。
其中，所述电网异常类型包括主干线路异常、分支线路异常、配电变压器异常、低压线路异常和客户电表箱异常。
如果电网异常点的位置位于主干线路，即电网异常类型为主干线路异常，其故障判定算法为：依据主干线路开关跳闸信息，根据局部接线图中的电网拓扑关系，结合联络开关运行状态信息，从上至下进行拓扑分析，确定故障设备。一旦报送的该主干线路下分支线路开关跳闸数量在预先设定的允许误报率范围内，则研判为主干线路故障，否则研判为分支线故障。
如果电网异常点的位置位于分支线路，即电网异常类型为分支线路异常，其故障判定算法为：依据分支线路开关跳闸信息，根据局部接线图中的电网拓扑关系，结合联络开关运行状态信息，以公共分支线路开关为起点，从上至下进行拓扑分析，确定故障设备。一旦报送的异常配电变压器数量在预先设定的允许误报率范围内，则研判为该分支线路故障，否则判定为配电变压器故障。
如果电网异常点的位置位于配电变压器处，即电网异常类型为配电变压器异常，其故障判定算法为：依据配电变压器电流状态信息，根据局部接线图中的电网拓扑关系，由下往上进行电源点追溯，获取同一时段下多个配电变压器的公共分支线开关信息，再根据分支线开关和联络开关状态信息，从上至下进行拓扑分析，确定故障设备。一旦报送的异常配电变压器数量在预先设定的允许误报率范围内，则判断该分支线失电，否则，判定为本配电变压器故障。
如果电网异常点的位置位于低压线路，即电网异常类型为低压线路异常，其故障判定算法为：依据低压分支线开关跳闸或低压线路电流状态信息，根据局部接线图中的电网拓扑关系，由下往上进行电源点追溯，获取同一时段下的公共低压分支线开关和联络开关状态信息，再从上至下进行拓扑分析，确定故障设备。一旦报送的低压分支线开关跳闸或检测到电流异常的低压电流监测装置的数量在预先设定的允许误报率范围内，则研判为该公共低压分支线故障，否则，研判为本低压分支线故障。
如果电网异常点为客户的电表箱，即电网异常类型为客户电表箱异常，其故障判定算法为：依据客户报修信息，结合营配贯通数据，获取客户关联表箱及坐标信息，实现报修客户定位。根据局部接线图中的电网拓扑关系，由下往上追溯到客户所属配电变压器，根据收集的客户电能表以及配电变压器的运行信息，根据电能表以及配电变压器运行信息判断故障，如电能表运行正常，则研判为客户内部故障，如能接收到电能表数据，但电能表数据异常，则研判为低压单户故障，如不能接收到电能表数据、配电变压器运行正常，则确定为低压故障，如果配电变压器有一相或两相电压约等于0，则判定为配电变压器缺相故障，如果配电变压器电压、电流都约等于0，则判定为本配电变压器故障；如果电能表和配电变压器的数据均无法接收，则根据局部接线图中的电网拓扑关系继续由下往上追溯到客户所属分支线路和主干线路，接收分支线路开关、主干线路开关和联络开关运行信息，根据分支线路异常和主干线路异常的故障判定算法进行判定，确定故障设备。
本实施例提供的电网故障定位方法，通过收集电网实时状态信息，在电网地理接线图中确定与电网异常点相关的目标区域的局部接线图，对局部接线图进行拓扑分析，得到故障设备及故障影响范围，能够快速准确地定位故障点，减少检修人员现场排查的时间，有利于工作人员对故障进行快速反应和决策，有利于在故障影响范围扩大之前，对故障影响面进行有效控制。
实施例二
该实施例提供了另一种电网故障定位方法定位，如图2所示，包括如下步骤：
步骤S201，接收电网异常报警信息，从电网异常报警信息中提取电网异常点的位置信息，启动电网异常点所属区域的电网信息收集系统；
步骤S202，接收电网信息收集系统传送的电网实时状态信息；
步骤S203，根据电网实时状态信息，在预存的电网地理接线图中定位目标区域，确定目标区域的局部接线图；
步骤S204，根据电网异常报警信息和电网实时状态信息，对目标区域的局部接线图进行拓扑分析，确定故障设备和故障影响区域；
步骤S205，在电网地理接线图中，标记故障设备的位置和故障影响区域。
该方法与实施例一的不同之处在于，增加了步骤S205。步骤S205的具体实现方法可以是：将故障设备和故障影响区域在局部接线图中的位置映射到电网地理接线图中；在电网地理接线图中，以突出显示的方式标记故障设备的位置，以着色渲染的方式标记故障影响区域。
实施例三
该实施例提供了一种与上述实施例一的方法相对应的电网故障定位装置。如图3所示，该装置包括：
报警信息接收单元31，用于接收电网异常报警信息，从电网异常报警信息中提取电网异常点的位置信息，启动电网异常点所属区域的电网信息收集系统；
状态信息接收单元32，接收电网信息收集系统传送的电网实时状态信息；电网实时状态信息包括电网信息收集系统收集的各供电电缆的电流信息、各变电站上传的站间阶段式保护启动信号和站间断路器的开关状态信息；
目标区域定位单元33，用于根据电网实时状态信息，在预存的电网地理接线图中定位目标区域，确定目标区域的局部接线图；
故障定位单元34，用于根据电网异常报警信息和电网实时状态信息，对目标区域的局部接线图进行拓扑分析，确定故障设备和故障影响区域。
实施例四
该实施例提供了一种与上述实施例二的方法相对应的电网故障定位装置。如图4所示，该装置包括：
报警信息接收单元31，用于接收电网异常报警信息，从电网异常报警信息中提取电网异常点的位置信息，启动电网异常点所属区域的电网信息收集系统；
状态信息接收单元32，接收电网信息收集系统传送的电网实时状态信息；电网实时状态信息包括电网信息收集系统收集的各供电电缆的电流信息、各变电站上传的站间阶段式保护启动信号和站间断路器的开关状态信息；
目标区域定位单元33，用于根据电网实时状态信息，在预存的电网地理接线图中定位目标区域，确定目标区域的局部接线图；
故障定位单元34，用于根据电网异常报警信息和电网实时状态信息，对目标区域的局部接线图进行拓扑分析，确定故障设备和故障影响区域；
故障标记单元45，用于在电网地理接线图中，标记故障设备的位置和故障影响区域。
本发明实施例提供的电网故障定位方法和定位装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
需要说明的是，在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电网故障定位方法，其特征在于，包括：
接收电网异常报警信息，从所述电网异常报警信息中提取电网异常点的位置信息，启动电网异常点所属区域的电网信息收集系统；
接收电网信息收集系统传送的电网实时状态信息；所述电网实时状态信息包括电网信息收集系统收集的各供电电缆的电流信息、各变电站上传的站间阶段式保护启动信号和站间断路器的开关状态信息；
根据所述电网实时状态信息，在预存的电网地理接线图中定位目标区域，确定所述目标区域的局部接线图；
根据所述电网异常报警信息和所述电网实时状态信息，对所述目标区域的局部接线图进行拓扑分析，确定故障设备和故障影响区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收电网异常报警信息的步骤，包括：
接收位于供电电缆上的电流监测装置发出的携带有自身位置的电网异常报警信息；电网的多条供电电缆上均设置有所述电流监测装置，所述电流监测装置在监测到流经供电电缆的电流异常时，发出电网异常报警信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收电网异常报警信息的步骤，包括：
接收用户通过报警登记界面输入的携带有失电客户电表箱位置的电网异常报警信息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电网实时状态信息，在预存的电网地理接线图中定位目标区域的步骤，包括：
根据所述电网实时状态信息中各供电电缆的电流信息的异常变化情况，确定电网异常区域；
根据所述电网异常区域，在所述电网地理接线图中定位目标区域。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述目标区域的局部接线图进行拓扑分析，确定故障设备和故障影响区域的步骤，包括：
根据电网异常点的位置信息，确定电网异常类型；
依据与电网异常类型相对应的故障判定算法，在局部接线图中确定故障设备；
根据所述故障设备在局部接线图中的位置，确定故障影响区域。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电网异常类型包括主干线路异常、分支线路异常、配电变压器异常、低压线路异常和客户电表箱异常。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定故障设备和故障影响区域之后，所述方法还包括：
在所述电网地理接线图中，标记所述故障设备的位置和所述故障影响区域。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述电网地理接线图中，标记所述故障设备的位置和所述故障影响区域的步骤，包括：
将所述故障设备和所述故障影响区域在局部接线图中的位置映射到电网地理接线图中；
在电网地理接线图中，以突出显示的方式标记故障设备的位置，以着色渲染的方式标记故障影响区域。
9.一种电网故障定位装置，其特征在于，包括：
报警信息接收单元，用于接收电网异常报警信息，从所述电网异常报警信息中提取电网异常点的位置信息，启动电网异常点所属区域的电网信息收集系统；
状态信息接收单元，接收电网信息收集系统传送的电网实时状态信息；所述电网实时状态信息包括电网信息收集系统收集的各供电电缆的电流信息、各变电站上传的站间阶段式保护启动信号和站间断路器的开关状态信息；
目标区域定位单元，用于根据所述电网实时状态信息，在预存的电网地理接线图中定位目标区域，确定所述目标区域的局部接线图；
故障定位单元，用于根据所述电网异常报警信息和所述电网实时状态信息，对所述目标区域的局部接线图进行拓扑分析，确定故障设备和故障影响区域。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
故障标记单元，用于在所述电网地理接线图中，标记所述故障设备的位置和所述故障影响区域。
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