CN112163011A

CN112163011A - 一种基于电力数据的线路性能分析方法

Info

Publication number: CN112163011A
Application number: CN202010916156.XA
Authority: CN
Inventors: 王凯
Original assignee: Shandong Baiqi Information Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Baiqi Information Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-03
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2021-01-01
Anticipated expiration: 2040-09-03
Also published as: CN112163011B

Abstract

一种基于电力数据的线路性能分析方法，包括预设长度的输电线路的线路方向上，将输电线路等分为N段、设置导轨、磁测量单元，利用得到测量数据构建标准数据库，控制同一段输电线路两侧设置磁测量单元同步的沿导轨移动测量，预设周期采集测量数据发送至节点服务器，数据有效性判断，以及故障判断等多个步骤，可以实现无损实时检测，高效率，以及对故障设备的定位报警。

Description

一种基于电力数据的线路性能分析方法

技术领域

本发明涉及电力数据分析处理领域，具体涉及一种基于电力数据的线路性能分析方法。

背景技术

电力市场主要是客户拉动生产，供应链的调控由电力市场的消费者来驱动。随着社会经济的不断发展以及技术水平的不断提高，电能逐渐成为了当今社会必不可少的主要能源，电气时代的到来使电气设备的应用越来越广泛，变电站作为变电的场所，其安全直接影响用户用电的情况，并且一旦出现问题，修复需要很长的时间，使得用电区域的大范围断电。电力线路参数的准确测试对于电力系统安全可靠运行有着非常重要的影响，如电力系统的工频参数、电力系统是否可靠接地等。测量方法的不正确或者测量技术的落后，都会直接影响测量结果，使得工作人员无法及时的掌握电力系统实际运行情况，从而不能对影响系统安全性的线路参数进行及时的调整。

电力线路是电力系统的重要组成部分，担负着输送电能的重要任务。但目前在电厂、变电站中，对电力线路的安全检查和运行维护往往重视不够，导致个别区段的电力线路安全性降低，增大了发生电气事故的可能性。雨季来临，加强工厂电力线路安全检查也是非常必要的。此外，电力数据的线路性能直接体现了其运送电能的能力，如果性能差，则可能出现大的电能损耗或者是发生危险，因此对于电力数据的线路性能分析就变得尤为重要。

然而，现有技术中对于电力数据的线路性能的分析方法大都采用直接进行电压、电流、效能、用电量，能耗能等直接进行测量后进行的方式，然而这些方式虽然具有一定的优点，但是其几乎都需要额外的介入线路进行，操作不便，且成本高，并且有一定的危险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于电力数据的线路性能分析方法，可以实现无损实时检测，高效率，以及对故障设备的定位。

本发明提供了一种基于电力数据的线路性能分析方法，包括依次进行的如下步骤：

（1）在预设长度的输电线路的线路方向上，将输电线路等分为N段；

（2）在每一段输电线路的两侧且相距第一长度的距离处，设置沿导线方向的两条导轨；两条导轨上的对称位置处分别设置磁测量单元；

（3）利用在不同的温度条件下，分别控制同一段输电线路两侧设置磁测量单元同步的沿导轨移动，得到对应的测量数据，其中测量数据包括对应的温度、位置和磁测量数据；

（4）利用得到测量数据构建标准数据库;

（5）控制同一段输电线路两侧设置磁测量单元同步的沿导轨移动；磁测量单元以预设的第一周期采集磁测量数据，同时记录采集点对应的温度、位置；

（6）并将采集的磁测量数据、温度、位置以预设的第二周期打包成测量数据发送至附近的多个节点服务器；

（7）每个节点服务器都分别基于接收到的测量数据，计算同一段输电线路两侧设置测量单元得到的磁测量数据之间的偏差，如果每个节点服务器计算得到的偏差都在容许误差范围内，则认为测量数据有效，否则认为无效；

（8）在测量数据有效或无效的情况下，分别进行输电线路分析。

优选地，所述步骤（1）中N的数值根据需要进行性能分析的输电线路的长度确定。

优选地，所述步骤（3）中温度和位置的通过温度传感器和位置测量传感器获取。

优选地，多个节点服务器的个数和输电线路的段数数目N相同。

优选地，所述步骤（8）具体包括：

A．在有效的情况下，将打包成的测量数据和标准数据库中存储的对应测量数据进行对比，判断是否在标准数据库的数据范围内，如果在范围内则认为没有出现线路性能问题，否则则认为出现线路性能问题，进行报警;

B．在无效的情况下，判断磁测量单元是否出现故障。

优选地，所述步骤B具体包括：

①、通过任一节点服务器发送询问信号至磁测量单元，以及所述多个节点服务器中的其他节点服务器；

②、磁测量单元分别接收到询问信号后，在预设的时间段内以不同的时间间隔发送应答信号及磁测量数据至多个节点服务器；所述多个节点服务器中的其他节点服务器分别接收到询问信号后，在预设的时间段内以不同的时间间隔发送应答信号至多个节点服务器中除自己外的其他节点服务器；

③、多个节点服务器分别接收磁测量单元发送的应答信号以及测量信号，以及所述多个节点服务器中的其他节点服务器发送的询问信号，并基于所有应答信号分别得到每一个应答信号的超时信息和完整信息，当超时信息和完整信息任意一项出现异常时则记为一次异常，多个节点服务器将各自得到的异常次数发送至中控服务器，中控服务器将所有节点服务器分别得到的磁测量单元对应的异常次数进行求和，得到磁测量单元对应异常总和，并且将所有节点服务器分别对应的异常次数进行求和，得到各节点服务器对应的异常总和，选择异常总和数值最大且高于异常次数阈值的磁测量单元或节点服务器作为发生传输故障的设备；

以及多个节点服务器还基于测量信号，判断同一段输电线路两侧设置测量单元得到的磁测量数据之间的偏差是否依然不在容许误差范围内，如果是则磁测量单元故障。

优选地，所述步骤（8）还包括重复步骤B，直到测量得到的最大总和数值满足低于异常次数阈值，确定无故障设备。

本发明的基于大数据分析的安防预警方法，可以实现：

1）提出以检测输电线路出现异常时，通过设计导轨移动式电磁无损检测的方式实现对的实时检测；

2）建立了标准数据库，进行了输电线路对应的电力数据的对比分析方式；

2）提出了基于超时信息和完整信息判断异常，进行异常次数判断的方式，以及基于测量信号的具体判断方式，实现故障设备的定位报警。

附图说明

图1为基于电力数据的线路性能分析方法流程图。

具体实施方式

下面详细说明本发明的具体实施，有必要在此指出的是，以下实施只是用于本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域技术熟练人员根据上述本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整，仍然属于本发明的保护范围。

本发明提供了一种基于电力数据的线路性能分析方法，其具体流程如附图1所示，下面进行具体的介绍。

电磁无损检测是以电磁学理论为基础的无损检测技术,具有灵敏度高,检测速度快的优点。在输电线路进行输电的过程中，如果有对应的输电线路发生故障，则对应的故障点或区就会产生非正常的电流节点或区域，这样就会产生变化的、异常的磁场，如果是性能好的线路，则对应的磁场测量具有稳定的性能。基于此，利用电磁效应进行故障点的监测具有无损且灵敏度高的优势。

一种基于电力数据的线路性能分析方法，包括依次进行的如下步骤：

首先，在预设长度的输电线路的线路方向上，将输电线路等分为N段，N的数值根据需要进行性能分析的输电线路的长度确定，在选择进行性能分析的输电线路的长度时，可以不选择很长的长度，只需要对预期长度的线路进行选择即可。

在每一段输电线路的两侧且相距第一长度的距离处，设置沿导线方向的两条导轨；两条导轨上的对称位置处分别设置磁测量单元；磁测量单元分别连接驱动装置，驱动装置能够分别控制同一段输电线路两侧设置磁测量单元同步的移动，驱动装置有其对应的电源和电路，电源可以为太阳能电池，具体的驱动装置也为现有技术，此处不再赘述。

输电线路发生故障，就会产生变化的、异常的磁场，这些异常的数据可以体现输电线路的性能变化，正常性能下的测量参数可以根据以往的标定、测试等历史数据得到。因为无接触的无损检测，因此磁测量单元的测量值可能会很小，基于此磁测量单元内部具有放大电路，利用放大电路将测量数据进行放大后，在通过其内设的发射单元将数据发送至远端的节点服务器。下面进行具体的说明。

其次，需要利用输电线路的标准数值进行存储，构建标准数据库，具体的利用在不同的温度条件下，分别控制同一段输电线路两侧设置磁测量单元同步的沿导轨移动，得到对应的测量数据，其中测量数据包括对应的温度、位置和磁测量数据，其中磁测量数据通过磁测量单元得到，温度和位置的获取通过现有技术中的温度传感器和位置测量传感器等方式获取即可，此处不再赘述。在此基础上，利用得到测量数据构建标准数据库；

在构建了标准数据库后，就可以进入正式的测量过程，实现输电线路的性能分析，下面进行具体的介绍。

再次，控制同一段输电线路两侧设置磁测量单元同步的沿导轨移动。磁测量单元以预设的第一周期采集磁测量数据，同时记录采集点对应的温度、位置（采集方式同上），并将采集的磁测量数据、温度、位置以预设的第二周期打包成测量数据发送至附近的多个节点服务器。其中，节点服务器的个数和输电线路的段数数目相同，附近的多个节点服务器可以根据发送的范围进行选择，例如选择发送至至少三个节点服务器。

然后，每个节点服务器都分别基于接收到的测量数据，计算同一段输电线路两侧设置测量单元得到的磁测量数据之间的偏差，如果每个节点服务器计算得到的偏差都在容许误差范围内，则认为第测量数据有效，否则认为无效。

在有效的情况下，将打包成的测量数据和标准数据库中存储的对应测量数据进行对比，判断是否在标准数据库的数据范围内，如果在范围内则认为没有出现线路性能问题，否则则认为出现线路性能问题，进行报警。

在无效的情况下，则需要判断磁测量单元是否出现故障。此时，对于磁测量单元故障的判断通常包括测量部分的故障和传输部分的故障两部分，需要进行具体的判断。

具体的，通过任一节点服务器发送询问信号至磁测量单元，以及所述多个节点服务器中的其他节点服务器；磁测量单元分别接收到询问信号后，在预设的时间段内以不同的时间间隔发送应答信号及磁测量数据至多个节点服务器；所述多个节点服务器中的其他节点服务器分别接收到询问信号后，在预设的时间段内以不同的时间间隔发送应答信号至多个节点服务器中除自己外的其他节点服务器；多个节点服务器分别接收磁测量单元发送的应答信号以及测量信号，以及所述多个节点服务器中的其他节点服务器发送的询问信号，并基于所有应答信号分别得到每一个应答信号的超时信息和完整信息，当超时信息和完整信息任意一项出现异常时则记为一次异常，多个节点服务器将各自得到的异常次数发送至中控服务器，中控服务器将所有节点服务器分别得到的磁测量单元对应的异常次数进行求和，得到磁测量单元对应异常总和，并且将所有节点服务器分别对应的异常次数进行求和，得到各节点服务器对应的异常总和，选择异常总和数值最大且高于异常次数阈值的磁测量单元或节点服务器作为发生传输故障的设备。此步骤可重复进行，直到测量得到的最大总和数值满足低于异常次数阈值的时候，确定无故障设备。异常次数阈值不易设置过高，也不易过低，过低则可能出现误报，过高则容易遗漏，因此优选为3次。

此外，多个节点服务器还基于测量信号，判断同一段输电线路两侧设置测量单元得到的磁测量数据之间的偏差是否依然不在容许误差范围内，如果是则磁测量单元故障。

尽管为了说明的目的，已描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，不脱离所附权利要求中公开的发明的范围和精神的情况下，可以在形式和细节上进行各种修改、添加和替换等的改变，而所有这些改变都应属于本发明所附权利要求的保护范围，并且本发明要求保护的产品各个部门和方法中的各个步骤，可以以任意组合的形式组合在一起。因此，对本发明中所公开的实施方式的描述并非为了限制本发明的范围，而是用于描述本发明。相应地，本发明的范围不受以上实施方式的限制，而是由权利要求或其等同物进行限定。

Claims

1.一种基于电力数据的线路性能分析方法，包括依次进行的如下步骤：

（4）利用得到测量数据构建标准数据库;

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中N的数值根据需要进行性能分析的输电线路的长度确定。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）中温度和位置的通过温度传感器和位置测量传感器获取。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：多个节点服务器的个数和输电线路的段数数目N相同。

5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤（8）具体包括：

B．在无效的情况下，判断磁测量单元是否出现故障。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤B具体包括：

7.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤（8）还包括重复步骤B，直到测量得到的最大总和数值满足低于异常次数阈值，确定无故障设备。