CN109085463B - 一种智能电网故障定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电网故障定位方法及装置，实时监控智能电网系统的配电线路运行温度确定正常、异常故障的运行状态，对发生故障的区域报警并自动估计容易发生故障的高危的配电网架的位置做预警标记，通过通信功能将信息传输到电网基站并推送给电网运维人员，便于更及时的处理故障，降低故障对电网运行造成的影响，对存在安全隐患的可以及时采取措施处理，减少运行故障的发生，对每个偏远地区的配电线路进行实时看护，当这些偏远地区的诸如配电线路的发生损坏、故障等突发状况时，能够实时的智能判断、及时定位故障点并发出警报，提高电网运行维护效率。

Description

一种智能电网故障定位方法及装置

技术领域

本公开涉及智能电网技术领域，具体涉及一种智能电网故障定位方法及装置。

背景技术

智能电网被视作下一代的电力网，它通过信息来保证电力的自定义供应与监测。在智能电网中，产生的电量可以根据用户的实时需求来调整。这不仅能够保证用户需求的满足，也能避免过剩电力的浪费。智能电网的一个显著特征是各类传感器和智能电表的大规模部署。因此，大量的数据和信息将由测量、传感以及监测等产生。

为改善智能电网系统调度环节中存有的问题，就需要对智能电网的调度系统来进行完善，通过智能监控智能电网的运行，对各配电线路运行数据进行综合分析，判断设备下一周期运行效果，对存在安全隐患的可以及时采取措施处理，减少运行故障的发生，电网运维人员无法对每个偏远地区的配电线路进行实时看护，当这些偏远地区的诸如配电线路的发生损坏、故障等突发状况时，运维人员往往无法及时发现，甚至当造成配电线路的事故时，无法及时定位故障点并确定抢救措施，漫长的故障处理时间，达不到提高电网运行效率的效果。所以要使用传感器网络来监控判断和定位故障位置,由于在智能电网的通信中各种传感器网络产生大量的数据，检测配电线路运行温度确定运行状态，并显示温度异常的部位，通过通信功能将信息传输到调度中心的电网基站，人工来监控判断很不合理，因此，实现自动的故障定位显得尤为必要的。

发明内容

本公开提供一种智能电网故障定位方法及装置，通过智能电网系统的传感器网络监测配电线路运行温度确定正常、异常故障的运行状态，对发生故障的区域报警并自动估计容易发生故障的高危的配电网架位置做预警标记，通过通信功能将信息传输到电网基站并推送给电网运维人员。

为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种智能电网故障定位方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，初始化配置智能电网系统的温度监控传感器网络；

步骤2，根据智能电网的配电网架数量划分子区域；

步骤3，实时计算每个子区域的区域温度阈值；

步骤4，监测各子区域中高温异常的节点温度并智能的发出温度异常预警信息；

步骤5，监测各子区域中失效传感器并智能的发出温度异常预警信息；

步骤6，推送温度异常预警信息到电网运维人员的移动设备。

进一步地，在步骤1中，所述智能电网系统至少包括配电网架、传感器网络和电网基站，所述传感器网络包括多个节点，所述节点为有源温度传感器节点，每个配电网架至少安装一个节点，节点通过传感器网络的通信线路供电与传输信息，除了两端与电网基站相邻的子节点外每个节点都有相邻的两个子节点，所述电网基站至少用于接收传感器网络的节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据与温度异常预警信息，所述节点传输的数据包括节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据。

进一步地，在步骤1中，所述初始化配置智能电网系统的温度监控传感器网络的方法为：配置安装有多个节点，所述节点为有源温度传感器节点,每个有源温度传感器节点包括温度探测模块、有线数据传输模块、位置定位模块，节点的返回值有节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据，所述温度探测模块使用的传感器为非接触式红外温度传感器，温度探测模块正对配电线路进行实时测量，有线数据传输模块用于将节点的返回值传输回电网基站，所述位置定位模块包括GPS定位模块、北斗定位模块任意一种，节点编号为节点的唯一标识，温度探测模块用于采集节点监测到的温度数值，位置定位模块用于采集节点的定位数据。

进一步地，在步骤2中，所述根据智能电网的配电网架数量划分子区域的方法为：将智能电网的配电网架数量划分为多个子区域，每个子区域的配电网架数量为总配电网架数量的5％，每个子区域具有唯一的区域编号，当总配电网架数量的5％有余数时向上取整，即只要有小数整数部分都加一，例如，总共有45个配电网架，则划分子区域45*5％＝2.25个则为向上取整划分3个子区域，除了两端与电网基站相邻的子区域外，每个子区域都有相邻的两个子区域。

进一步地，在步骤3中，所述区域温度阈值为计算各个区域内所有的节点采集到的温度平均值作为子区域的区域温度阈值，区域温度阈值为摄氏温度数值。

进一步地，在步骤4中，所述监测各子区域中高温异常的节点温度并智能发出预警的方法为：监测到子区域中的某一个节点的温度超过区域温度阈值时，判断超过区域温度阈值的节点所在的子区域内的区域温度阈值是否高于子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值，当高于超过区域温度阈值的节点所在的子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值时发出温度异常预警信息，当小于或者等于超过区域温度阈值的节点所在的子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值时，进一步地判断超过区域温度阈值的节点相邻的两个节点温度是否超过配电网温度阈值，当不少于一个节点的温度超过配电网温度阈值时发出温度异常预警信息，所述温度异常预警信息包括区域编号、节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据，所述配电网温度阈值为75℃，高温异常的节点温度为节点监测到的温度数值超过温度阈值，配电网温度阈值为摄氏温度数值，配电网温度阈值能够人工调整。

进一步地，在步骤5中，所述监测各子区域中失效传感器并智能的发出预警的方法为：当监测不到子区域中的某一个节点的温度时，即该节点的温度返回值为错误值NULL，判断监测不到温度数据的节点所在子区域内的区域温度阈值是否高于子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值，当高于区域温度阈值时发出温度异常预警信息，当小于或者等于区域温度阈值时进一步地判断超过监测不到温度数据的节点相邻的两个节点温度是否超过配电网温度阈值，当不少于一个节点超过配电网温度阈值时发出温度异常预警信息，所述错误值NULL为传感器失效时返回给电网基站的数值。

进一步地，在步骤6中，所述推送温度异常预警信息到电网运维人员的移动设备的方法为电网基站将信息通过因特网推送到电网运维人员的移动设备的应用系统，所述应用系统包括安卓与IOS系统的应用软件。

本发明还提供了一种智能电网故障定位装置，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在所述装置的以下单元中：

初始化单元，用于初始化配置智能电网系统的温度监控传感器网络；

子区域划分单元，用于根据智能电网的配电网架数量划分子区域；

区域阈值计算单元，用于实时计算每个子区域的区域温度阈值；

高温异常监测单元，用于监测各子区域中高温异常的节点温度并智能的发出温度异常预警信息；

失效监测单元，用于监测各子区域中失效传感器并智能的发出温度异常预警信息；

异常预警推送单元，用于推送温度异常预警信息到电网运维人员的移动设备。

本公开的有益效果为：本发明提供一种智能电网故障定位方法及装置，实时监控智能电网系统的配电线路运行温度确定正常、异常故障的运行状态，便于更及时的处理故障，降低故障对电网运行造成的影响，对存在安全隐患的可以及时采取措施处理，减少运行故障的发生，对每个偏远地区的配电线路进行实时看护，当这些偏远地区的诸如配电线路的发生损坏、故障等突发状况时，能够实时的智能判断、及时定位故障点并发出警报，提高电网运行维护效率。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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，在附图中：

图1所示为一种智能电网故障定位方法的流程图；

图2所示为一种智能电网故障定位装置图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示为根据本公开的一种智能电网故障定位方法的流程图，下面结合图1来阐述根据本公开的实施方式的一种智能电网故障定位方法。

本公开提出一种智能电网故障定位方法，具体包括以下步骤：

步骤1，初始化配置智能电网系统的温度监控传感器网络；

步骤2，根据智能电网的配电网架数量划分子区域；

步骤3，实时计算每个子区域的区域温度阈值；

步骤4，监测各子区域中高温异常的节点温度并智能的发出温度异常预警信息；

步骤5，监测各子区域中失效传感器并智能的发出温度异常预警信息；

步骤6，推送温度异常预警信息到电网运维人员的移动设备。

进一步地，在步骤1中，所述智能电网系统至少包括配电网架、传感器网络和电网基站，所述传感器网络包括多个节点，所述节点为有源温度传感器节点，每个配电网架至少安装一个节点，节点通过传感器网络的通信线路供电与传输信息，除了两端与电网基站相邻的子节点外每个节点都有相邻的两个子节点，所述电网基站至少用于接收传感器网络的节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据与温度异常预警信息，所述节点传输的数据包括节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据。

进一步地，在步骤1中，所述初始化配置智能电网系统的温度监控传感器网络的方法为：配置安装有多个节点，所述节点为有源温度传感器节点,每个有源温度传感器节点包括温度探测模块、有线数据传输模块、位置定位模块，节点的返回值有节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据，所述温度探测模块使用的传感器为非接触式红外温度传感器，温度探测模块正对配电线路进行实时测量，有线数据传输模块用于将节点的返回值传输回电网基站，所述位置定位模块包括GPS定位模块、北斗定位模块任意一种，节点编号为节点的唯一标识，温度探测模块用于采集节点监测到的温度数值，位置定位模块用于采集节点的定位数据。

进一步地，在步骤2中，所述根据智能电网的配电网架数量划分子区域的方法为：将智能电网的配电网架数量划分为多个子区域，每个子区域的配电网架数量为总配电网架数量的5％，每个子区域具有唯一的区域编号，当总配电网架数量的5％有余数时向上取整，即只要有小数整数部分都加一，例如，总共有45个配电网架，则划分子区域45*5％＝2.25个则为向上取整划分3个子区域，除了两端与电网基站相邻的子区域外，每个子区域都有相邻的两个子区域。

进一步地，在步骤3中，所述区域温度阈值为计算各个区域内所有的节点采集到的温度平均值作为子区域的区域温度阈值，区域温度阈值为摄氏温度数值。

进一步地，在步骤4中，所述监测各子区域中高温异常的节点温度并智能发出预警的方法为：监测到子区域中的某一个节点的温度超过区域温度阈值时，判断超过区域温度阈值的节点所在的子区域内的区域温度阈值是否高于子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值，当高于超过区域温度阈值的节点所在的子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值时发出温度异常预警信息，当小于或者等于超过区域温度阈值的节点所在的子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值时，进一步地判断超过区域温度阈值的节点相邻的两个节点温度是否超过配电网温度阈值，当不少于一个节点的温度超过配电网温度阈值时发出温度异常预警信息，所述温度异常预警信息包括区域编号、节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据，所述配电网温度阈值为75℃，高温异常的节点温度为节点监测到的温度数值超过温度阈值，配电网温度阈值为摄氏温度数值，配电网温度阈值能够人工调整。

进一步地，在步骤5中，所述监测各子区域中失效传感器并智能的发出预警的方法为：当监测不到子区域中的某一个节点的温度时，即该节点的温度返回值为错误值NULL，判断监测不到温度数据的节点所在子区域内的区域温度阈值是否高于子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值，当高于区域温度阈值时发出温度异常预警信息，当小于或者等于区域温度阈值时进一步地判断超过监测不到温度数据的节点相邻的两个节点温度是否超过配电网温度阈值，当不少于一个节点超过配电网温度阈值时发出温度异常预警信息，所述错误值NULL为传感器失效时返回给电网基站的数值。

进一步地，在步骤6中，所述推送温度异常预警信息到电网运维人员的移动设备的方法为：电网基站将信息通过因特网推送到电网运维人员的移动设备的应用系统，所述应用系统包括安卓与IOS系统的应用软件。

实施例中，非接触式红外温度传感器采用非接触式MLX90616红外热电堆传感器，高温度的非接触式温度计。该温度传感器采用低噪声放大器，17位ADC和强大的DSP单元，导致高的精度和分辨率温度计。数字接口该传感器是SMBus兼容，MLX90616的测量范围为-50-1800度，使用波长在0.8μm－18μm范围内的红外辐射能量。接收红外辐射并将其转化成电信号，经电子线路放大器、线性化、信号处理，显示或输出温度。输出信号可选4-20mA，0-5V，0-10V；网络接口专用于Profibus-DP和Modbus现场总线；基准电压源为A/D转换器提供基准电压，一般采用5V或2.5V的高准确，且稳定的直流电源。

本公开的实施例提供的一种智能电网故障定位装置，如图2所示为本公开的一种智能电网故障定位装置图，该实施例的一种智能电网故障定位装置包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种智能电网故障定位装置实施例中的步骤。

所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在所述装置的以下单元中：

初始化单元，用于初始化配置智能电网系统的温度监控传感器网络；

子区域划分单元，用于根据智能电网的配电网架数量划分子区域；

区域阈值计算单元，用于实时计算每个子区域的区域温度阈值；

高温异常监测单元，用于监测各子区域中高温异常的节点温度并智能的发出温度异常预警信息；

失效监测单元，用于监测各子区域中失效传感器并智能的发出温度异常预警信息；

异常预警推送单元，用于推送温度异常预警信息到电网运维人员的移动设备。

所述一种智能电网故障定位装置可以运行于桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备中。所述一种智能电网故障定位装置，可运行的装置可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述例子仅仅是一种智能电网故障定位装置的示例，并不构成对一种智能电网故障定位装置的限定，可以包括比例子更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述一种智能电网故障定位装置还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述一种智能电网故障定位装置运行装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种智能电网故障定位装置可运行装置的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述一种智能电网故障定位装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本公开进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本公开的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。

Claims (8)

1.一种智能电网故障定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，初始化配置智能电网系统的温度监控传感器网络；

步骤2，根据智能电网的配电网架数量划分子区域；

步骤3，实时计算每个子区域的区域温度阈值；

步骤4，监测各子区域中高温异常的节点温度并智能的发出温度异常预警信息；

步骤5，监测各子区域中失效传感器并智能的发出温度异常预警信息；

步骤6，推送温度异常预警信息到电网运维人员的移动设备；

其中，在步骤5中，所述监测各子区域中失效传感器并智能的发出预警的方法为：当监测不到子区域中的某一个节点的温度时，即该节点的温度返回值为错误值NULL，判断监测不到温度数据的节点所在子区域内的区域温度阈值是否高于子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值，当高于区域温度阈值时发出温度异常预警信息，当小于或者等于区域温度阈值时进一步地判断超过监测不到温度数据的节点相邻的两个节点温度是否超过配电网温度阈值，当不少于一个节点超过配电网温度阈值时发出温度异常预警信息，所述错误值NULL为传感器失效时返回给电网基站的数值。

2.根据权利要求1所述的一种智能电网故障定位方法，其特征在于，在步骤1中，所述智能电网系统至少包括配电网架、传感器网络和电网基站，所述传感器网络包括多个节点，所述节点为有源温度传感器节点，每个配电网架至少安装一个节点，节点通过传感器网络的通信线路供电与传输信息，除了两端与电网基站相邻的子节点外每个节点都有相邻的两个子节点，所述电网基站至少用于接收传感器网络的节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据与温度异常预警信息，所述节点传输的数据包括节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据。

3.根据权利要求1所述的一种智能电网故障定位方法，其特征在于，在步骤1中，所述初始化配置智能电网系统的温度监控传感器网络的方法为：配置安装有多个节点，所述节点为有源温度传感器节点,每个有源温度传感器节点包括温度探测模块、有线数据传输模块、位置定位模块，节点的返回值有节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据，所述温度探测模块使用的传感器为非接触式红外温度传感器，温度探测模块正对配电线路进行实时测量，有线数据传输模块用于将节点的返回值传输回电网基站，所述位置定位模块包括GPS定位模块、北斗定位模块任意一种，节点编号为节点的唯一标识，温度探测模块用于采集节点监测到的温度数值，位置定位模块用于采集节点的定位数据。

4.根据权利要求1所述的一种智能电网故障定位方法，其特征在于，在步骤2中，所述根据智能电网的配电网架数量划分子区域的方法为：将智能电网的配电网架数量划分为多个子区域，每个子区域的配电网架数量为总配电网架数量的5％，每个子区域具有唯一的区域编号，当总配电网架数量的5％有余数时向上取整，即只要有小数整数部分都加一。

5.根据权利要求1所述的一种智能电网故障定位方法，其特征在于，在步骤3中，所述区域温度阈值为计算各个区域内所有的节点采集到的温度平均值作为子区域的区域温度阈值，区域温度阈值为摄氏温度数值。

6.根据权利要求1所述的一种智能电网故障定位方法，其特征在于，在步骤4中，所述监测各子区域中高温异常的节点温度并智能发出预警的方法为：监测到子区域中的某一个节点的温度超过区域温度阈值时，判断超过区域温度阈值的节点所在的子区域内的区域温度阈值是否高于子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值，当高于超过区域温度阈值的节点所在的子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值时发出温度异常预警信息，当小于或者等于超过区域温度阈值的节点所在的子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值时，进一步地判断超过区域温度阈值的节点相邻的两个节点温度是否超过配电网温度阈值，当不少于一个节点的温度超过配电网温度阈值时发出温度异常预警信息，所述温度异常预警信息包括区域编号、节点编号、节点监测到的温度数值、节点的定位数据，所述配电网温度阈值为75℃，高温异常的节点温度为节点监测到的温度数值超过温度阈值，配电网温度阈值为摄氏温度数值，配电网温度阈值能够人工调整。

7.根据权利要求1所述的一种智能电网故障定位方法，其特征在于，在步骤6中，所述推送温度异常预警信息到电网运维人员的移动设备的方法为：电网基站将信息通过因特网推送到电网运维人员的移动设备的应用系统，所述应用系统包括安卓与IOS系统的应用软件。

8.一种智能电网故障定位装置，其特征在于，所述装置包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序运行在所述装置的以下单元中：

初始化单元，用于初始化配置智能电网系统的温度监控传感器网络；

子区域划分单元，用于根据智能电网的配电网架数量划分子区域；

区域阈值计算单元，用于实时计算每个子区域的区域温度阈值；

高温异常监测单元，用于监测各子区域中高温异常的节点温度并智能的发出温度异常预警信息；

失效监测单元，用于监测各子区域中失效传感器并智能的发出温度异常预警信息；

异常预警推送单元，用于推送温度异常预警信息到电网运维人员的移动设备；

其中，失效监测单元，用于监测各子区域中失效传感器并智能的发出温度异常预警信息包括：失效监测单元，用于当监测不到子区域中的某一个节点的温度时，即该节点的温度返回值为错误值NULL，判断监测不到温度数据的节点所在子区域内的区域温度阈值是否高于子区域两端相邻的两个子区域的区域温度阈值，当高于区域温度阈值时发出温度异常预警信息，当小于或者等于区域温度阈值时进一步地判断超过监测不到温度数据的节点相邻的两个节点温度是否超过配电网温度阈值，当不少于一个节点超过配电网温度阈值时发出温度异常预警信息，所述错误值NULL为传感器失效时返回给电网基站的数值。

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