CN110311709B - 用电信息采集系统故障判别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用电信息采集系统故障判别方法，包括如下步骤：S1：数据采集：采集线路的电量信息；S2：数据处理：对采集到的信息进行归类处理以及故障判断；S3：数据存档：生成巡检报告，通知巡检人员巡查；所述数据采集包括变压器端电量数据采集以及用户端用电信息采集，所述用电信息包括用电总量、电压值数据以及电流值数据。该方法利用用电信息采集系统提供的线路与变压器用电量、电压、电流等数据，利用大数据分析技术和台区线损非线性相关性分析方法，搭建线损模型，查找出统计错误的线变关系，提高输电线路拓扑信息的准确性；确定故障线路后，对故障线路内的用户用电情况进行巡查，找出故障原因，为电力经济运行提供指导。

Description

用电信息采集系统故障判别方法

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及用电信息采集系统故障判别方法。

背景技术

配电网中线路在实际运行的过程中，存在暂时的倒闸行为，倒闸之后线变关系发生了变化，但由于档案数据未随之变化，将对线损造成影响，因此需要分析电量与线损的关联性，进而判别线变关系异常的情况现有的技术判断时线损异常依据条件单一，即电量的采集数据出现一次异常波动就认定为采集电量异常，没有将异常与满负荷电量数值、采集电量上限、所属台区或线路的线损率区间及波动值等多方面因素综合考虑，导致筛选出的大部分异常并未影响线损率，采集电量与线损率相对独立，线损分析人员无法直观判断其对应关系。

城市用电为了给电力运行带来较大的经济效益，采用分区域分时段的计费模式，不同计费模式下的供电线路的电量采集采用不同的装置是电力经济运行的关键手段，但往往因为数据上传的不及时或者采集的数据不准确导致电力运转决策部门对于用户端的用户需求判断有误，对电力的经济运行带来较大的负面影响，造成电力浪费。一旦判定线路出现异常情况，需要检查人员现场排查，增加了现场检查人员工作量，降低了专业人员的工作效率。

发明内容

本发明的目是线路故障导致电力经济运行效率低下的问题，提出了用电信息采集系统故障判别方法，该方法利用用电信息采集系统提供的线路与变压器用电量、电压、电流等数据，利用大数据分析技术和台区线损非线性相关性分析方法，构建不依赖于本地通信关系的线变关系纠错模型，查找出统计错误的线变关系，提高输电线路拓扑信息的准确性；确定故障线路后，对故障线路内的用户用电情况进行巡查，找出故障原因，为电力经济运行提供指导。

为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，用电信息采集系统故障判别方法，包括如下步骤：

S1：数据采集：采集线路的电量信息；

S2：数据处理：对采集到的信息进行归类处理以及故障判断；

S3：数据存档：生成巡检报告，通知巡检人员巡查。

本方案中，通过厂站采集终端和集中器提供的变压器端和用户端的电量信息，建立用电量和线损相关模型，计算线路、台区的用电情况和线损情况，做出判定规则，然后可视化呈现线变嫌疑台区以及嫌疑时间区间，方便巡检人员及时检修查看，提高巡检效率。

所述步骤S1数据采集包括变压器端电量数据采集以及用户端用电信息采集，所述用电信息包括用电总量、电压值数据以及电流值数据。

所述变压器端电量数据采集是厂站采集终端通过电能计量装置采集变压器端的电量数据，厂站采集终端与远程控制终端通讯连接将采集数据发送到远程控制终端的数据数据处理单元，数据处理单元对数据进行分类、分析处理以及结果输出。

用户端用电信息采集是专变采集终端获取集中器中的电量数据，集中器收集各个用户的用电量数据。

用户端电量表采用不同的计费方式，不同计费方式对应的线路不同，每一线路上都安装有一个电能计量装置，每一个计量装置上都设置有网络节点，各个网络节点之间实现通讯，将获取的个人用户电量信息发送至集中器。

所述步骤S2数据处理包括如下步骤：

步骤1：供电单位根据需要配置关联线路{N_1，N_2，…，N_m}，并给定最小正关联度C_cr，大于C_cr为强正关联，小于-C_cr为强负关联；

步骤2：使用台区、线路的负荷数据，计算固定时间间隔A的线损数据，A的单位为小时，即可得到24/A个线损数据；

步骤3：遍历每一组关联台区，计算其电量数据与线路集合中各条线路线损数据；判定：若遍历完所有关联线路，则跳到步骤8，否则执行步骤3；

步骤4：针对指定的一组关联线路N_k进行分析，N_k共有线路m条{T₁，T₂，...，T_m}，台区z个{U₁，U₂，...，U_z}；

步骤5：遍历指定的一组关联线路的每一个台区；判定：若遍历完指定关联线路的所有台区，返回步骤2，否则执行步骤5；

步骤6：给定关联时间区间TD，最小时间区间为5个时刻，得到关联系数矩阵C，其中C_ij表示台区U_i与线路T_j的相关系数；

步骤7：找到台区U_i档案所属线路为T_u及关联系数C_iu；判定：若C_iu＜-C_cr，执行步骤7；否则输出用户U_i为正常台区，返回步骤4；

步骤8：找到台区U_i与所有线路的关联度最大值C_iv及台区T_v；判定：若C_iu＞C_cr，输出用户U_i为线变嫌疑台区以及嫌疑时间区间；否则输出台区U_i为正常台区，返回步骤4。

所述的皮尔逊积矩相关系数描述了2个定距变量间联系的紧密程度，用于度量2个变量X_i和X_j之间的相关程度，其值介于-1与1之间，一般用C_ij表示，计算公式为：

其中，变量X_i表示一个变压器n天日电量数据；X_j一条线路n天日线损数据。

相关性的判定遵循以下规律：

A：若C_ij(X_i,X_j)＞0，表明该变压器电量与该线路线损是正相关；

B：若C_ij(X_i,X_j)＜0，表明两者之间是负相关；

C：若C_ij(X_i,X_j)越接近于0，则表明二者间相关性越弱。

故障线路判定后，远程控制终端的数据显示单元显示故障线路电量数据，生成故障报告，通知巡检人员进行片区巡查。

本发明的有益效果：通过刺激变压器端与集中器端的用电信息，利用大数据分析技术和台区线损非线性相关性分析方法，构建不依赖于本地通信关系的线变关系纠错模型，查找出统计错误的线变关系，提高输电线路拓扑信息的准确性；2、确定故障线路后，对故障线路内的用户用电情况进行巡查，找出故障原因，为电力经济运行提供指导。

附图说明

图1为本发明的用电信息采集系统故障判别方法的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，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。

实施例：如图1所示，是本发明的用电信息采集系统故障判别方法的方法流程图，首先，采集变压器端和用户端的用电信息，变压器端电量数据采集是厂站采集终端通过电能计量装置采集变压器端的用电总量、电压值数据以及电流值数据，厂站采集终端与远程控制终端通讯连接将采集数据发送到远程PC终端的数据数据处理单元；用户端用电信息采集是专变采集终端获取集中器中的电量数据，由于用户端电量表采用不同的计费方式，不同计费方式对应的线路不同，每一线路上都安装有一个电能计量装置，每一个计量装置上都设置有网络节点，各个网络节点之间实现通讯，将获取的个人用户电量信息发送至集中器，集中器收集各个用户的用电量数据。

然后，PC终端搭建线损模型，将采集的电量信息分类处理后，导入线损模型中，计算各个线路的情况，进行故障判断；线损模型的步骤如下：

步骤1：供电单位根据需要配置关联线路{N_1，N_2，…，N_m}，并给定最小正关联度C_cr，大于C_cr为强正关联，小于-C_cr为强负关联；其中关联度按照正确线变负荷数据的统计信息进行设置，即统计关系正确的线变历史数据，得到变压器与其正确所属线路相关性系数的统计值集合，将其中的最小值设置为最小正关联度C_cr；

步骤2：使用台区、线路的负荷数据，计算固定时间间隔A的线损数据，A的单位为小时，即可得到24/A个线损数据；如，设定固定时间间隔A＝0.25小时，则可以得到96个线损数据；步骤3：遍历每一组关联台区，计算其电量数据与线路集合中各条线路线损数据；判定：若遍历完所有关联线路，则跳到步骤8，否则执行步骤3

步骤4：针对指定的一组关联线路N_k进行分析，N_k共有线路m条{T₁，T₂，...，T_m}，台区z个{U₁，U₂，...，U_z}；

步骤5：遍历指定的一组关联线路的每一个台区；判定：若遍历完指定关联线路的所有台区，返回步骤2，否则执行步骤5；

步骤6：给定关联时间区间TD，最小时间区间为5个时刻，得到关联系数矩阵C，其中C_ij表示台区U_i与线路T_j的相关系数；

步骤7：找到台区U_i档案所属线路为T_u及关联系数C_iu；判定：若C_iu＜-C_cr，执行步骤7；否则输出用户U_i为正常台区，返回步骤4；

步骤8：找到台区U_i与所有线路的关联度最大值C_iv及台区T_v；判定：若C_iu＞C_cr，输出用户U_i为线变嫌疑台区以及嫌疑时间区间；否则输出台区U_i为正常台区，返回步骤4；

步骤9：最后通过数据显示模块显示日电量信息、线损信息、线变嫌疑台区以及嫌疑时间区间，方便巡检人员及时了解线路异常情况，同时可以建立线路异常预警模型，对易故障线路进行针对性的整改，以提高供电质量以及增加电厂的效益。

皮尔逊积矩相关系数描述了2个定距变量间联系的紧密程度，用于度量2个变量X_i和X_j之间的相关程度，其值介于-1与1之间，一般用C_ij表示，计算公式为：

其中，变量X_i表示一个变压器n天日电量数据；X_j一条线路n天日线损数据。

相关性的判定遵循以下规律：

A：若C_ij(X_i,X_j)＞0，表明该变压器电量与该线路线损是正相关；

B：若C_ij(X_i,X_j)＜0，表明两者之间是负相关；

C：若C_ij(X_i,X_j)越接近于0，则表明二者间相关性越弱。

最后，故障线路判定完成后，远程控制终端的数据显示单元显示故障线路电量数据，生成故障报告，通知巡检人员进行片区巡查，巡查人员可以先调试节点网络，看是存在数据传输延迟或丢失的情况，若存在节点数据丢失或延迟的情况，快速锁定问题网络节点，查看具体的故障情况，做到节点优化；若存在电路故障如电表损坏或线路损坏的情况，可以针对不同时区收费线路进行调试，以期排除故障，为电厂的经济运行提供指导。

以上所述之具体实施方式为本发明用电信息采集系统故障判别方法的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.用电信息采集系统故障判别方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：数据采集：采集线路的电量信息；

S2：数据处理：对采集到的信息进行归类处理以及故障判断；

S3：数据存档：生成巡检报告，通知巡检人员巡查；

所述步骤S2数据处理包括如下步骤：

步骤1：供电单位根据需要配置关联线路{N₁，N₂，...，N_n}，并给定最小正关联度C_cr，大于C_cr为强正关联，小于-C_cr为强负关联；

步骤2：使用台区、线路的负荷数据，计算固定时间间隔A的线损数据，A的单位为小时，即可得到24/A个线损数据；

步骤3：遍历每一组关联台区，计算其电量数据与线路集合中各条线路线损数据；判定：若遍历完所有关联线路，则跳到步骤8，否则执行步骤4；

步骤4：针对指定的一组关联线路N_k进行分析，N_k共有线路m条{T₁，T₂，...，T_m}，台区z个{U₁，U₂，...，U_z}；

步骤5：遍历指定的一组关联线路的每一个台区；判定：若遍历完指定关联线路的所有台区，返回步骤3，否则执行步骤6；

步骤6：给定关联时间区间TD，最小时间区间为5个时刻，得到关联系数矩阵C，其中C_ij表示台区U_i与线路T_j的相关系数；

步骤7：找到台区U_i档案所属线路为T_u及关联系数C_iu；判定：若C_iu＜-C_cr，执行步骤8；否则输出台区U_i为正常台区，返回步骤5；

步骤8：找到台区U_i与所有线路的关联度最大值C_iv及线路T_v；判定：若C_iv＞C_cr，输出台区U_i为线变嫌疑台区以及嫌疑时间区间；否则输出台区U_i为正常台区，返回步骤5；

所述步骤6中的相关系数用皮尔逊积矩相关系数表示：皮尔逊积矩相关系数描述了2个定距变量间联系的紧密程度，用于度量2个变量X_i和X_j之间的相关程度，其值介于-1与1之间，一般用C_ij表示，计算公式为：

其中，变量X_i表示一个变压器n天日电量数据；X_j一条线路n天日线损数据。

2.根据权利要求1所述的用电信息采集系统故障判别方法，其特征在于：所述步骤S1数据采集包括变压器端电量数据采集以及用户端用电信息采集，所述用电信息包括用电总量、电压值数据以及电流值数据。

3.根据权利要求2所述的用电信息采集系统故障判别方法，其特征在于：所述变压器端电量数据采集是厂站采集终端通过电能计量装置采集变压器端的电量数据，厂站采集终端与远程控制终端通讯连接将采集数据发送到远程控制终端的数据处理单元，数据处理单元对数据进行分类、分析处理以及结果输出。

4.根据权利要求2所述的用电信息采集系统故障判别方法，其特征在于：用户端用电信息采集是专变采集终端获取集中器中的电量数据，集中器收集各个用户的用电量数据。

5.根据权利要求4所述的用电信息采集系统故障判别方法，其特征在于：用户端电量表采用不同的计费方式，不同计费方式对应的线路不同，每一线路上都安装有一个电能计量装置，每一个计量装置上都设置有网络节点，各个网络节点之间实现通讯，将获取的个人用户电量信息发送至集中器。

6.根据权利要求1所述的用电信息采集系统故障判别方法，其特征在于：相关性的判定遵循以下规律：

A：若C_ij(X_i，X_j)＞0，表明该变压器电量与该线路线损是正相关；

B：若C_ij(X_i，X_j)＜0，表明两者之间是负相关；

C：若C_ij(X_i，X_j)越接近于0，则表明二者间相关性越弱。

7.根据权利要求1所述的用电信息采集系统故障判别方法，其特征在于：故障线路判定后，远程控制终端的数据显示单元显示故障线路电量数据，生成故障报告，通知巡检人员进行片区巡查。

Images