CN108957249A - 一种基于电力gis的配网故障定位系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种基于电力GIS的配网故障定位系统及方法，所述系统包括：电力GIS地图库，用于提供配网地图信息数据；线路单线图库，用于提供配网拓扑结构数据；继电保护装置，用于提供保护开关状态数据；电压电流检测装置，用于提供分支节点实时状态数据；预测规则库，用于存储预测规则；故障定位模块，用于根据配网拓扑结构数据，并以保护开关状态数据和分支节点实时状态数据作为输入，根据预测规则实时进行计算，当发生故障时，定位故障获取故障信息。本申请提供的基于电力GIS的配网故障定位系统及方法，有效降低建设成本以及后期的维护费用，简化配网运维作业流程及效率，提供更为准确的故障信息，为实现配网自动化运维提供有力支撑。
Description
技术领域
本申请涉及配电网故障定位技术领域，尤其涉及一种基于电力GIS的配网故障定位系统及方法。
背景技术
配网线路主要有架空和电缆两种，目前对配网线路进行故障定位主要都是通过在节点上安装故障指示器。如果下一级配电网线路上发生短路故障或者接地故障，则本节点上的保护开关必须在规定的时间内完成分断，以防止事故发生。同时故障指示器动作，发送故障信息到后台系统，并进行闪光显示故障。作业人员根据故障指示器的报警信号查找发生故障的区段然后进行抢修并恢复供电。
上述配网线路故障定位方案中，需要在配网线路的各个节点上都要安装故障指示器，这不仅导致系统建设成本增高；同时，由于故障指示器都是基于某种原理(比如过流原理)设计生产的，也就是只有一种故障检测方法，往往不能满足复杂多变的配网现场环境。再者，故障指示器只根据当前检测节点的检测数据进行故障判断，不能对前后节点数据进行关联逻辑推导，而配电网本身是个复杂连贯的组合，故障指示器往往不能反映出实际的故障情况，因此这种方案相对片面，具有一定的局限性。
发明内容
本申请提供了一种基于电力GIS的配网故障定位系统及方法，能够有效降低建设成本以及后期的维护费用，简化配网运维作业流程，提高作业效率，同时还能提供更为准确的故障信息，为实现配网自动化运维提供有力支撑。
第一方面，本申请提供了一种基于电力GIS的配网故障定位系统，所述系统包括：
电力GIS地图库，用于提供配网地图信息数据；
线路单线图库，用于提供配网拓扑结构数据；
继电保护装置，用于提供保护开关状态数据；
电压电流检测装置，用于提供分支节点实时状态数据；
预测规则库，用于存储预测规则；
故障定位模块，用于根据配网拓扑结构数据，并以保护开关状态数据和分支节点实时状态数据作为输入，根据预测规则实时进行计算，当发生故障时，定位故障并获取故障信息。
可选的，上述系统中，所述系统还包括故障样本库，用于存储配网线路故障样本。
可选的，上述系统中，所述故障定位模块，还用于使用故障样本和配网拓扑结构数据进行学习，并将学习结果存储至预测规则库。
可选的，上述系统中，所述系统还包括后台监控显示设备，用于当发生故障时，将故障信息实时显示。
可选的，上述系统中，所述系统还包括信息推送模块，用于当发生故障时，将故障信息发送给相应负责人。
第二方面，本申请还提供了一种基于电力GIS的配网故障定位方法，所述方法包括：
获取电力GIS地图库中的配网地图信息数据；
获取线路单线图库中的配网拓扑结构数据；
获取继电保护装置中的保护开关状态数据；
获取电压电流检测装置中的分支节点实时状态数据；
根据配网拓扑结构数据，并以保护开关状态数据和分支节点实时状态数据作为输入，根据预测规则实时进行计算，当发生故障时，定位故障获取故障信息。
可选的，上述方法中，所述方法还包括，根据配网线路的历史故障情况，存储配网线路故障样本。
可选的，上述方法中，所述方法还包括，使用故障样本和配网拓扑结构数据进行学习，并将学习结果存储至预测规则库。
可选的，上述方法中，所述方法还包括，当发生故障时，通过后台监控显示设备将故障信息实时显示。
可选的，上述方法中，所述方法还包括，当发生故障时，通过信息推送模块将故障信息发送给相应负责人。
本申请提供的一种基于电力GIS的配网故障定位系统及方法，利用配网线路拓扑结构，建立配网故障定位计算模型；然后以安装在配网线路上的继电保护开关及节点电压电流数据监测装置所采集到的实时数据，作为模型输入，然后通过多种算法分析计算整条配网线路可能出现的故障信息。如果发现故障，则实时显示对应故障信息到GIS地图上，并及时将故障信息推送给相关责任人。上述配网故障定位方法，与传统采用故障指示器的方式相比，能够有效降低建设成本以及后期的维护费用，简化配网运维作业流程，提高作业效率，同时还能提供更为准确的故障信息，为实现配网自动化运维提供有力支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位系统的结构图；
图2为本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位方法的结构流程图。
具体实施方式
本申请提供的一种基于电力GIS的配网故障定位系统及方法，能够有效降低建设成本以及后期的维护费用，简化配网运维作业流程，提高作业效率，同时还能提供更为准确的故障信息，为实现配网自动化运维提供有力支撑。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
附图1为本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位系统的结构示意图。如附图1所示，本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位系统包括电力GIS地图库、线路单线图库、继电保护装置、电压电流检测装置、预测规则库和故障定位模块。其中：
电力GIS地图库，用于提供配网地图信息数据；
线路单线图库，用于提供配网拓扑结构数据；
继电保护装置，用于提供保护开关状态数据；
电压电流检测装置，用于提供分支节点实时状态数据；
预测规则库，用于存储预测规则；
故障定位模块，用于根据配网拓扑结构数据，并以保护开关状态数据和分支节点实时状态数据作为输入，根据预测规则实时进行计算，当发生故障时，定位故障并获取故障信息。
配网地图信息数据是基于GIS(Geographic Information System或Geo－Information System，地理信息系统)用于展示配电网分布信息的地图，是包含配电网信息的地图。电力GIS地图库用来存放公用的配网GIS地图。
配网拓扑结构数据，用于展示配电网线路上各个节点的连接关系。如，一条线路从变压器出来，是通过电线杆分成一段一段的。每个电线杆有编号，依次1、2、3……，通过配网拓扑结构展示一条线路中电线杆的位置、以及电线杆与上一个电线杆的距离或上一个电线杆编号、下一个电线杆编号等。运维人员根据配网线路拓扑情况将配网拓扑结构数据录入线路单线图到线路单线图库。
继电保护装置安装在配网的重要节点处，如线路上、配电变压器和分段母线上，架空线路的就是在电线杆上，电缆线路就是环网柜里面。通过继电保护装置可以获取保护开关状态数据，即获取保护开关是开或关的状态。在本申请实施例中，继电保护装置的数量通常不止一个。
电压电流检测装置安装在配网的重要节点处，如线路上、配电变压器和分段母线上，架空线路的就是在电线杆上，电缆线路就是环网柜里面。通过电压电流检测装置获取配网分支节点实时状态数据，状态数据主要是电压、电流、输电线的线芯温度、周围湿度。在本申请具体实施方式中，电压电流检测装置为实时状态监测装置，用于实时监测配网节点处的电压、电流、输电线的线芯温度、周围湿度等数据。在本申请实施例中，电压电流检测装置的数量通常不止一个。
预测规则是指通过人工神经元网络等算法训练得出的结果。人工神经元网络等算法实现的步骤就是通过训练样本(包括线路故障信息)，得到训练结果，即获得预测规则；预测规则被结合用于对实时获得的新数据进行预测。预测规则被存储至预测规则库。
故障定位模块中，根据预测规则实时进行计算。具体的，结合预测规则进行人工神经网络算法或遗传算法进行判断。判断出可能出现的故障信息，定位故障。在本申请具体实施方式中，故障定位模块使用故障样本和配网拓扑结构数据进行学习获得预测规则，并将学习结果存储至预测规则库。故障信息中包括故障类型以及故障位置，其中故障类型主要有三相短路、两相短路、两相接地短路、单相短路和缺相。
进一步，本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位系统中，还包括故障样本库，用于存储配网线路故障样本。配网线路故障样本，用于训练获得预测规则。在本申请中，配网线路故障样本可通过配网线路历史故障获得。
进一步，本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位系统中，还包括后台监控显示设备，用于当发生故障时，将故障信息实时显示。后台监控显示设备为展示设备，通过后台监控显示设备，当发现故障则将故障信息实时显示到后台监控显示设备上，便于故障信息的直观体现，利于及时获得配电网故障信息。
更进一步，本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位系统中，还包括信息推送模块，用于当发生故障时，将故障信息发送给相应负责人。当发现故障，通过信息推送模块，将故障信息推送给相关责任人，便于责任人及时获得其所负责的配电网故障信息。
基于本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位系统，本申请还提供了一种基于电力GIS的配网故障定位方法，如附图2所示，所述方法包括：
获取电力GIS地图库中的配网地图信息数据；
获取线路单线图库中的配网拓扑结构数据；
获取继电保护装置中的保护开关状态数据；
获取电压电流检测装置中的分支节点实时状态数据；
根据配网拓扑结构数据，并以保护开关状态数据和分支节点实时状态数据作为输入，根据预测规则实时进行计算，当发生故障时，定位故障获取故障信息。
进一步，本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位方法，还包括根据配网线路的历史故障情况，存储配网线路故障样本。
进一步，本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位方法，还包括使用故障样本和配网拓扑结构数据进行学习，并将学习结果存储至预测规则库。
进一步，本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位方法，还包括当发生故障时，通过后台监控显示设备将故障信息实时显示。
进一步，本申请实施例提供的基于电力GIS的配网故障定位方法，还包括当发生故障时，通过信息推送模块将故障信息发送给相应负责人。
本申请实施例提供的一种基于电力GIS的配网故障定位系统及方法，利用配网线路拓扑结构，建立配网故障定位计算模型；然后以安装在配网线路上的继电保护开关及节点电压电流数据监测装置所采集到的实时数据，作为模型输入，然后通过多种算法分析计算整条配网线路可能出现的故障信息。如果发现故障，则实时显示对应故障信息到GIS地图上，并及时将故障信息推送给相关责任人。上述配网故障定位方法，与传统采用故障指示器的方式相比，能够有效降低建设成本以及后期的维护费用，简化配网运维作业流程，提高作业效率，同时还能提供更为准确的故障信息，为实现配网自动化运维提供有力支撑。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种基于电力GIS的配网故障定位系统，其特征在于，所述系统包括：
电力GIS地图库，用于提供配网地图信息数据；
线路单线图库，用于提供配网拓扑结构数据；
继电保护装置，用于提供保护开关状态数据；
电压电流检测装置，用于提供分支节点实时状态数据；
预测规则库，用于存储预测规则；
故障定位模块，用于根据配网拓扑结构数据，并以保护开关状态数据和分支节点实时状态数据作为输入，根据预测规则实时进行计算，当发生故障时，定位故障并获取故障信息。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括故障样本库，用于存储配网线路故障样本。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述故障定位模块，还用于使用故障样本和配网拓扑结构数据进行学习，并将学习结果存储至预测规则库。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括后台监控显示设备，用于当发生故障时，将故障信息实时显示。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括信息推送模块，用于当发生故障时，将故障信息发送给相应负责人。
6.一种基于电力GIS的配网故障定位方法，其特征在于，所述方法包括：
获取电力GIS地图库中的配网地图信息数据；
获取线路单线图库中的配网拓扑结构数据；
获取继电保护装置中的保护开关状态数据；
获取电压电流检测装置中的分支节点实时状态数据；
根据配网拓扑结构数据，并以保护开关状态数据和分支节点实时状态数据作为输入，根据预测规则实时进行计算，当发生故障时，定位故障获取故障信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，根据配网线路的历史故障情况，存储配网线路故障样本。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，使用故障样本和配网拓扑结构数据进行学习，并将学习结果存储至预测规则库。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，当发生故障时，通过后台监控显示设备将故障信息实时显示。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，当发生故障时，通过信息推送模块将故障信息发送给相应负责人。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20181207 |