CN110544176A - 一种ocs主站系统配变失压信息倒推开关故障方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配变检测技术领域，更具体地，涉及一种OCS主站系统配变失压信息倒推开关故障方法，包括以下步骤：计算开关故障的动态误判率P_误判和动态漏判率P_漏判；设定采集配变失压信号的单位时间段；设定最高误判率P₁和最低漏判率P₂；S40：当根据开关所连接的配变失压信号数量大于等于2，判断是否满足以下条件：P_误判<P₁且P_漏判>P₂，如满足则判定该开关故障；当上下级开关同时出现配变失压信号且均满足上述条件，则比较上下级开关的误判率P_误判的大小，判断误判率P_误判小的开关为故障开关。通过本方法能够准确算出开关故障发生的动态误判率和动态漏判率，大大提高准确度高，避免了误推和漏推的大量产生。

Description

一种OCS主站系统配变失压信息倒推开关故障方法

技术领域

本发明涉及配变检测技术领域，更具体地，涉及一种OCS主站系统配变失压信息倒推开关故障方法。

背景技术

目前配电自动化主站系统中在用的配变失压信息倒推故障开关的策略普遍采用“失压配变数>＝2且失压配变数/配变总数>＝30％，”，这一推断策略比较简单，没有可依的算法，仅凭经验设置，存在误判的几率较大，而当前没有较为完善的策略可提升实际应用效果。

目前配电自动化主站系统中普遍采用的配变失压信息倒推故障开关策略存在如下关键技术问题：没考虑不同系统正确出现配变失压信号的概率有差别；缺少支撑配变失压信息倒推故障开关概率计算的算法；采用的策略条件比较粗糙，仅凭经验确定各参数；判据考虑不周详，没有辨别上下级开关故障的能力。

上述问题存在以下缺陷：当有上一级开关所带的配变出现失压信号时，容易误推上级开关为故障开关。计量维护人员到现场检测计量装置时，由于有可能同时关停2台或以上终端，会造成误推开关故障。配变数据质量较差时，可能由于失压配变数达不到配变总数的30％，造成漏判。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种OCS主站系统配变失压信息倒推开关故障方法，能够准确算出开关故障发生的动态误判率和动态漏判率，同时OCS主站自动计算相关参数，大大提高准确度高，避免了误推和漏推的大量产生。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种OCS主站系统配变失压信息倒推开关故障方法，包括以下步骤：

S10：计算开关故障的动态误判率P_误判和动态漏判率P_漏判；

S20：设定采集配变失压信号的单位时间段；

S30：设定最高误判率P₁和最低漏判率P₂；

S40：当根据开关所连接的配变失压信号数量大于等于2，判断是否满足以下条件：

P_误判<P₁且P_漏判>P₂

如满足则判定该开关故障；

S50：当上下级开关同时出现配变失压信号且均满足S40条件，则比较上下级开关的误判率P_误判的大小，判断误判率P_误判小的开关为故障开关。

进一步的，在步骤S10中：

设配电自动化主站系统现采集配变数量为W台，平均每a分钟随机出现非计划配变失压信号台数为K，开关故障时，配变失压信号接收准确率为ρ，在排除引起误信号的特殊配变终端后，随机出现配变失压信号的分布情况满足泊松分布公式：

P(N(t)＝n)＝(kt)ⁿe^-kt/n！

其中：n为出现失压信号的配变个数；a≤60，且60/a为整数；

在a分钟(t＝1)内出现n个及以上随机配变失压信号的概率为公式(1)：

P_误判(N(t)>＝n)＝1-P(N(t)＝0)-P(N(t)＝1)-........-P(N(t)＝n-1)

设某台配网开关所连接的配变数为M台，则其在a分钟(t＝1)内出随机现2 个及以上配变失压信号的概率为：

P_误判(N(1)>＝2)＝(1-P(N(1)＝0)-P(N(1)＝1))*M/W；

某开关所连M台配变失压收到n台失压信号的概率为：

P(N(n)＝n)＝C_M ⁿρⁿρ(1-ρ)^(M-n)

某开关故障后同时收不到n台及以上开关的概率(漏判率)为公式(2)：

P_漏判(N(j)>＝n)＝C_M ⁰ρ⁰(1-ρ)^(M-0)-C_M ¹ρ¹(1-ρ)^(M-1)-......-C_M ⁿρⁿ(1-ρ)^(M-n)

进一步的，以每a分钟作为一个时间单位，一天共有个单位，平均每天出现一次误判。

进一步的，所述的非计划配变失压信号不含开关故障造成的失压，含误信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方法能够准确算出开关故障发生的动态误判率和动态漏判率，同时OCS主站自动计算相关参数，大大提高准确度高，避免了误推和漏推的大量产生。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明：

实施例：

一种OCS主站系统配变失压信息倒推开关故障方法，包括以下步骤：

S10：计算开关故障的动态误判率P_误判和动态漏判率P_漏判；

S20：设定采集配变失压信号的单位时间段；

S30：设定最高误判率P₁和最低漏判率P₂；

S40：当根据开关所连接的配变失压信号数量大于等于2，判断是否满足以下条件：

P_误判<P₁且P_漏判>P₂

如满足则判定该开关故障；

S50：当上下级开关同时出现配变失压信号且均满足S40条件，则比较上下级开关的误判率P_误判的大小，判断误判率P_误判小的开关为故障开关。

其中，在步骤S10中：

设配电自动化主站系统现采集配变数量为W台，平均每5分钟随机出现非计划配变失压信号(不含开关故障造成的失压，含误信号)台数为K，开关故障时，配变失压信号接收准确率为ρ，在排除引起误信号的特殊配变终端(短时内连续出现误信号)后，随机出现配变失压信号的分布情况满足泊松分布公式:

P(N(t)＝n)＝(kt)ⁿe^-kt/n！

其中n为出现失压信号的配变个数；

在5分钟(t＝1)内出现n个及以上随机配变失压信号的概率为公式(1)：

P_误判(N(t)>＝n)＝1-P(N(t)＝0)-P(N(t)＝1)-........-P(N(t)＝n-1)

设某台配网开关所连接的配变数为M台，则其在5分钟(t＝1)内出随机现 2个及以上配变失压信号的概率为：

P_误判(N(1)>＝2)＝(1-P(N(1)＝0)-P(N(1)＝1))*M/W；

以5分钟为一个时间单位，一天有24×12＝288个单位，根据现有配电自动化主站系统的情况，取W＝30000，M＝10，K＝2，t＝1，则可算出在5分钟(t＝1) 内该配网开关所连接配变随机出现2个及以上失压信号的概率(误判率)为：

P_误判(N(1)>＝2)＝(1-P(N(1)＝0)-P(N(1)＝1))*10/30000

＝(1-(2*1)⁰e^-2*1/0！-(2*1)¹e^-2*1/1！)/3000

＝(1-0.13533-0.27067)/3000

＝0.000198＝0.0198％；

如果选择两个及以上失压信号作为判断故障开关的话，则一天内出现错判开关故障的个数为：288×0.0198％＝0.057(个)；即平均17.5天可能会出现一次误判。

该配网开关所连接配变3个及以上失压信号的概率(误判率)为：

P_误判(N(1)>＝3)＝(1-P(N(1)＝0)-P(N(1)＝1)--P(N(2)＝1))*10/30000

＝(1-(2*1)⁰e^-2*1/0！-(2*1)¹e^-2*1/1！-(2*1)²e^-2*1/2！)/3000

＝(1-0.13533-0.27067-0.27067)/3000

＝0.000107775＝0.0108％；

如果选择三个及以上失压信号作为判断故障开关的话，则一天内出现错判开关故障的个数为：288×0.0108％＝0.0311(个)，即平均32.2天可能会出现一次误判。

由此可见，在配变总数为W、开关所带配变数为M、单位时间(5分钟)随机出现的失压配变数为K不变的情况下，取n值越大出现的误判机会就越低，也就是说准确率越高。同时可知出现误判的几率与M值成反相关、与K值成正相关。

然而，由于存在开关故障时漏发配变失压信号的情况，n值取得越大，而造成漏推开关故障的可能性就越高，计算推理如下：某开关所连M台配变失压收到n台失压信号的概率为：

P(N(n)＝n)＝C_M ⁿρⁿρ(1-ρ)^(M-n)

某开关故障后同时收不到n台及以上开关的概率(漏判率)为：

P_漏判(N(j)>＝n)＝C_M ⁰ρ⁰(1-ρ)^(M-0)-C_M ¹ρ¹(1-ρ)^(M-1)-......-C_M ⁿρⁿ(1-ρ)^(M-n)

取M＝10，配变失压信号收到准确率ρ＝0.6，可得开关故障后同时收不到2 台及以上开关的概率

P_漏判(N(J)>＝2)＝C₁₀ ⁰0.6⁰×(1-0.6)^(10-0)+C₁₀ ¹0.6¹×(1-0.6)^(10-1)

＝1×0.000105+10×0.6×0.000262

＝0.0017

＝0.17％

同理，开关故障后同时收不到3台及以上开关的概率(漏判率)降为：

P_漏判(N(J)>＝2)＝C₁₀ ⁰0.6⁰×(1-0.6)^(10-0)+C₁₀ ¹0.6¹×(1-0.6)^(10-1)+C₁₀ ²0.6²× (1-0.6)^(10-2)

＝1×0.000105+10×0.6×0.000262+45×0.36×0.000655

＝0.0124

＝1.24％

可见，在开关所带配变数为M不变时，n值取得越大，漏判的可能性越大，呈现出与ρ值为负相关、与M值成正相关特性，且M值对漏判的影响较大，如下可见：

以开关故障后同时收不到2台及以上开关的概率(漏判率)计算为例：

取M＝2，配变失压信号收到准确率ρ＝0.6，可得

P_漏判(N(j)>＝2)＝C₂ ⁰0.6⁰×(1-0.6)^(2-0)+C₂ ¹0.6¹×(1-0.6)^(2-1)

＝1×0.16+2×0.6×0.4

＝0.64＝64％

取M＝3，配变失压信号收到准确率ρ＝0.6，可得

P_漏判(N(j)>＝2)＝C₃ ⁰0.6⁰×(1-0.6)^(3-0)+C₃ ¹0.6¹×(1-0.6)^(3-1)

＝1×0.064+3×0.6×0.16

＝0.352

＝35.2％。

本方法拟通过计算得到开关故障的动态误判率P_误判和动态漏判率P_漏判，根据动态误判率P_误判和动态漏判率P_漏判推断出故障开关，本倒推策略可具体优化如下：

1、通过调度员在监控过程中对配变失压误信号的确认，系统自动算出近期 (可设定为1个月)系统单位时间(5分钟内)平均出现配变失压误信号的台数 K；通过调度员对故障开关的确认，系统自动算出各开关故障后配变失压信号的准确率ρ；系统自动统计配变总数量；

2、采集配变失压信号的单位时间段t值默认为1(5分钟)，可人工设置。

3、人工设定最高误判率P₁(如取0.015％，平均23天出现1次误判)和最低漏判率P₂(如取10％)。

4、当根据收某开关所连接的配变失压信号数量大于等于2，通过公式(1) 计算出来的P_误判和公式(2)P_漏判分别满足如下条件时判该开关故障

P_误判<P₁且P_漏判>P₂ 公式(3)

5、当某上下级开关同时出现配变失压信号且都满足公式(3)时，需比较上下级开关的误判率P_误判的大小，判断误判率P_误判小的开关为故障开关。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种OCS主站系统配变失压信息倒推开关故障方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10：计算开关故障的动态误判率P_误判和动态漏判率P_漏判；

S20：设定采集配变失压信号的单位时间段；

S30：设定最高误判率P₁和最低漏判率P₂；

S40：当根据开关所连接的配变失压信号数量大于等于2，判断是否满足以下条件：

P_误判<P₁且P_漏判>P₂

如满足则判定该开关故障；

S50：当上下级开关同时出现配变失压信号且均满足S40条件，则比较上下级开关的误判率P_误判的大小，判断误判率P_误判小的开关为故障开关。

2.根据权利要求1所述的一种OCS主站系统配变失压信息倒推开关故障方法，其特征在于，在步骤S10中：

设配电自动化主站系统现采集配变数量为W台，平均每a分钟随机出现非计划配变失压信号台数为K，开关故障时，配变失压信号接收准确率为ρ，在排除引起误信号的特殊配变终端后，随机出现配变失压信号的分布情况满足泊松分布公式：

P(N(t)＝n)＝(kt)ⁿe^-kt/n！

其中：n为出现失压信号的配变个数；a≤60，且60/a为整数；

在a分钟(t＝1)内出现n个及以上随机配变失压信号的概率为公式(1)：

P_误判(N(t)>＝n)＝1-P(N(t)＝0)-P(N(t)＝1)-........-P(N(t)＝n-1)

设某台配网开关所连接的配变数为M台，则其在a分钟(t＝1)内出随机现2个及以上配变失压信号的概率为：

P_误判(N(1)>＝2)＝(1-P(N(1)＝0)-P(N(1)＝1))*M/W；

某开关所连M台配变失压收到n台失压信号的概率为：

P(N(n)＝n)＝C_M ⁿρⁿρ(1-ρ)^(M-n)

某开关故障后同时收不到n台及以上开关的概率(漏判率)为公式(2)：

P_漏判(N(j)>＝n)＝C_M ⁰ρ⁰(1-ρ)^(M-0)-C_M ¹ρ¹(1-ρ)^(M-1)-......-C_M ⁿρⁿ(1-ρ)^(M-n)

3.根据权利要求2所述的一种OCS主站系统配变失压信息倒推开关故障方法，其特征在于，以每a分钟作为一个时间单位，一天共有个单位，平均每天出现一次误判。

4.根据权利要求2所述的一种OCS主站系统配变失压信息倒推开关故障方法，其特征在于，所述的非计划配变失压信号不含开关故障造成的失压，含误信号。