CN112202170A - 直流微网负荷故障诊断方法、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直流微网负荷故障诊断方法、设备及存储介质，方法包括：调入负荷特征模型，从负荷特征模型中调入单体的典型功率并根据系统回路负荷数量得到基准总功率；获取系统实时的实测总功率，并得到实测总功率与基准总功率之间的实测功率差值；将实测功率差值分别与故障阈值和误差阈值进行比较，故障阈值大于等于误差阈值；若实测功率差值小于误差阈值，则根据实测功率差值对基准总功率进行校正；若实测功率差值大于故障阈值，则获取实测功率差值与典型功率的第一比值，将第一比值输出并作为系统故障数。本发明提供的直流微网负荷故障诊断方法，成本低，可靠性高，且系统具有持续自学习、自强化特点，抗干扰能力强，诊断准确率高。

Description

直流微网负荷故障诊断方法、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及直流电网技术领域，具体地说，涉及一种直流微网负荷故障诊断方法、设备及存储介质。
背景技术
现有类似的技术产品采用在每个负荷端加装节点监控装置，实时监测各个负荷的工作状态，发现异常时，以通信方式上报给上级的集中器汇总后报至运维人员或进一步上传至服务器进行存储和分析。
这种方式的主要缺点是1，需要大量的节点监控装置，并配套通信线路和集中器，初始建设成本较高；2，节点监控装置结构较复杂，容易出现硬件故障，维护成本较高，并影响诊断可信度；3，通讯线路易受环境影响产生误报，干扰系统判断。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直流微网负荷故障诊断方法，成本低，可靠性高，应用方便灵活。且系统具有持续自学习、自强化特点，抗干扰能力强，诊断准确率高。
本发明公开的直流微网负荷故障诊断方法所采用的技术方案是:
一种直流微网负荷故障诊断方法，包括：调入负荷特征模型，从所述负荷特征模型中调入单体的典型功率或典型电流，并根据系统回路负荷数量得到基准总功率或基准总电流；获取系统实时的实测总功率或实测总电流，并得到实测总功率与基准总功率之间的实测功率差值或得到实测总电流与基准总电流之间的实测电流差值；将实测功率差值或实测电流差值分别与故障阈值和误差阈值进行比较，所述故障阈值大于等于误差阈值；若实测功率差值或实测电流差值小于误差阈值，则根据实测功率差值对基准总功率进行校正或根据实测电流差值对基准总电流进行校正；若实测功率差值或实测电流差值大于故障阈值，则获取实测功率差值与典型功率的第一比值或实测电流差值与典型电流的第二比值，将第一比值或第二比值输出并作为系统故障数。
作为优选方案，所述获取系统实时的实测总功率或实测总电流的步骤之前还包括：获取系统正常运行时的正常总功率或正常总电流，并得到正常总功率与基准总功率之间的总功率差值或得到正常总电流与基准总电流之间的总电流差值；根据总功率差值对典型功率进行校正或根据总电流差值对典型电流进行校正。
作为优选方案，所述根据总功率差值对典型功率进行校正或根据总电流差值对典型电流进行校正的步骤之前还包括：将总功率差值或总电流差值分别与预设阈值进行比较；若总功率差值或总电流差值大于预设阈值，则调试系统，并重新获取系统正常运行时的正常总功率或正常总电流。
作为优选方案，所述根据总功率差值对典型功率进行校正或根据总电流差值对典型电流进行校正的步骤具体包括：若总功率差值或总电流差值小于预设阈值；获取总功率差值占正常总功率的第一百分比值或总电流差值占总电流差值的第二百分比值；将典型功率增加第一百分比值或典型电流增加第二百分比值。
作为优选方案，所述根据实测功率差值对基准总功率进行校正或根据实测电流差值对基准总电流进行校正的步骤具体包括：将基准总功率加上预设系数的实测功率差值或将基准总电流加上预设系数的实测电流差值。
作为优选方案，所述从负荷特征模型中调入单体的典型功率或典型电流的步骤具体包括：从负荷特征模型中调入单体的第一典型功率和第二典型功率或第一典型电流和第二典型电流。
作为优选方案，所述调入负荷特征模型的步骤之前还包括：确定系统所选用负荷特征模型已入库；调出负荷特征参数，配置系统回路负荷数据。
本方案还提供了一种设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时用于实现上述的方法。
本方案还提供了一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于上述的方法。
本发明公开的实施例有益效果是：通过调入负荷特征模型，然后调入单体的典型功率或典型电流，以及根据系统回路负荷数量得到系统的基准总功率或基准总电流。对系统进行故障监测时，先获取系统实时的实测总功率或实测总电流，并得到实测总功率与基准总功率之间的实测功率差值或得到实测总电流与基准总电流之间的实测电流差值。将实测功率差值或实测电流差值分别与故障阈值和误差阈值进行比较。当实测功率差值或实测电流差值小于误差阈值，说明系统存在误差(包括但不限于模型误差、线路损耗误差、计算误差或测量误差)。此时则须根据实测功率差值对基准总功率进行校正或根据实测电流差值对基准总电流进行校正，从而确保较高的诊断精度。当实测功率差值或实测电流差值大于故障阈值，说明系统存在故障。由于系统存在故障时，其功率和电流都会产生对应的变化，且是以单个负荷为单位。因此获取实测功率差值与典型功率的第一比值或实测电流差值与典型电流的第二比值，即以典型电流或典型功率作为判断的依据，并将第一比值或第二比值输出并作为系统故障数。本发明只需要在系统的回路进行检测，成本低，可靠性高，应用方便灵活。且通过对基准总电流和基准总功率进行校正，系统具有持续自学习、自强化特点，抗干扰能力强，诊断准确率高。
附图说明
图1是本发明直流微网负荷故障诊断方法的流程示意图。
图2是本发明直流微网负荷故障诊断方法的另一实施方式的流程示意图。
图3是本发明直流微网负荷故障诊断方法的又一流程示意图。
图4是本发明直流微网负荷故障诊断方法的另一流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:
请参考图1，直流微网负荷故障诊断方法包括：
S100：调入负荷特征模型，从负荷特征模型中调入单体的典型功率或典型电流，并根据系统回路负荷数量得到基准总功率或基准总电流。
将负荷特征模型调入系统，并作为系统故障判断的依据。其典型功率和典型电流作为系统中典型负荷的典型值，而将系统回路中各个负荷的功率和电流相加便得到了基准总功率或基准总电流。
S200：获取系统实时的实测总功率或实测总电流，并得到实测总功率与基准总功率之间的实测功率差值或得到实测总电流与基准总电流之间的实测电流差值。
通过对系统的回路进行检测，从而获取到系统的实测总功率或实测总电流，并得到实测功率差值或实测电流差值。具体的，本实施例中，每隔一定时间对系统的回路进行一次检测。
S300：将实测功率差值或实测电流差值分别与故障阈值和误差阈值进行比较，所述故障阈值大于等于误差阈值。
设置误差阈值用于对系统的误差进行判断，而设置故障阈值用于对系统的故障进行判断。具体的，实测功率差值分别与功率误差阈值和功率故障阈值进行比较，而实测电流差值分别与电流误差阈值和电流故障阈值进行比较。
S400：若实测功率差值或实测电流差值小于误差阈值，则根据实测功率差值对基准总功率进行校正或根据实测电流差值对基准总电流进行校正。
当实测功率差值或实测电流差值小于误差阈值时，对基准总功率或基准总电流进行校正，并更新基准总功率或基准总电流，从而消除系统的误差。
S500：若实测功率差值或实测电流差值大于故障阈值，则获取实测功率差值与典型功率的第一比值或实测电流差值与典型电流的第二比值，将第一比值或第二比值输出并作为系统故障数。
当实测功率差值或实测电流差值大于故障阈值时，通过实测功率差值与典型功率或实测电流差值与典型电流的比值得到系统故障数，具体的，将第一比值或第二比值取整后输出并作为系统故障数。
本实施例中，可以通过功率法对系统故障进行判断，即通过分析系统的功率来分析故障。也可以通过电流法对系统故障进行判断，即通过分析系统的电流来分析故障。也可以结合功率法和电流法对系统故障进行判断。
通过调入负荷特征模型，然后调入单体的典型功率或典型电流，以及根据系统回路负荷数量得到系统的基准总功率或基准总电流。对系统进行故障监测时，先获取系统实时的实测总功率或实测总电流，并得到实测总功率与基准总功率之间的实测功率差值或得到实测总电流与基准总电流之间的实测电流差值。将实测功率差值或实测电流差值分别与故障阈值和误差阈值进行比较。当实测功率差值或实测电流差值小于误差阈值，说明系统存在误差(包括但不限于模型误差、线路损耗误差、计算误差或测量误差)。此时则须根据实测功率差值对基准总功率进行校正或根据实测电流差值对基准总电流进行校正，从而确保较高的诊断精度。当实测功率差值或实测电流差值大于故障阈值，说明系统存在故障。由于系统存在故障时，其功率和电流都会产生对应的变化，且是以单个负荷为单位。因此获取实测功率差值与典型功率的第一比值或实测电流差值与典型电流的第二比值，即以典型电流或典型功率作为判断的依据，并将第一比值或第二比值输出并作为系统故障数。本发明只需要在系统的回路进行检测，成本低，可靠性高，应用方便灵活。且通过对基准总电流和基准总功率进行校正，系统具有持续自学习、自强化特点，抗干扰能力强，诊断准确率高。
本发明旨在解决智能直流微电网负载故障诊断的难题，巧妙利用直流电固有特点，提供一种稳定可靠、经济实用的负荷故障诊断方案。无需增加昂贵的监控模块和设备，简单易用，特别适用于直流智能微电网应用场景，如直流智能照明工程。
请参考图2，步骤S200之前还包括：
步骤S110：获取系统正常运行时的正常总功率或正常总电流，并得到正常总功率与基准总功率之间的总功率差值或得到正常总电流与基准总电流之间的总电流差值。
对系统进行上电后进行调试，确认各个负荷工作正常后，读取系统正常运行时的总功率或总电流，并计算总功率差值或总电流差值。
步骤S140：根据总功率差值对典型功率进行校正或根据总电流差值对典型电流进行校正。
当正常总功率与基准总功率不一致时，或正常总电流与基准总电流不一致时，需要对典型功率或典型电流进行校正，从而消除负荷特征模型与实际系统的误差。
请参考图3，步骤S140之前还包括：
步骤S120：将总功率差值或总电流差值分别与预设阈值进行比较。
步骤S130：若总功率差值或总电流差值大于预设阈值，则调试系统，并重新获取系统正常运行时的正常总功率或正常总电流。
总功率差值或总电流差值大于预设阈值时，说明误差过大，需要对系统进行重新调试，并重新获取正常总功率或正常总电流，即转步骤S110。具体的，预设阈值包括功率预设阈值和电流预设阈值。
进一步的，步骤S140具体包括：
步骤S142，若总功率差值或总电流差值小于预设阈值，获取总功率差值占正常总功率的第一百分比值或总电流差值占总电流差值的第二百分比值。
步骤S144：将典型功率增加第一百分比值或典型电流增加第二百分比值。
通过总功率差值占正常总功率的百分比值对典型功率进行校正，或总电流差值占正常总电流的百分比值对典型电流进行校正。
步骤S400具体包括：
将基准总功率加上预设系数的实测功率差值或将基准总电流加上预设系数的实测电流差值。
具体的，基准总功率(校正后)＝基准总功率(校正前)+预设系数*实测功率差值。基准总电流(校正后)＝基准总电流(校正前)+预设系数*实测电流差值。通常预设系数小于1，校正的目的是减少故障率的误差，提高精度，但每次采样计算来的差值可能存在干扰，因此乘上预设系数可以减少随机误差的干扰，达到降噪的作用。同时使得基准总功率或基准总电流的变化不会太大，保证其稳定性。
步骤S100具体包括：
从负荷特征模型中调入单体的第一典型功率和第二典型功率或第一典型电流和第二典型电流。
本实施例中，负荷特征模型中具有多个典型功率和典型电流，例如具有两个典型值。当调入一个典型值时，则得到一个典型值对应判断出的系统故障数。当调入两个典型值时，则分别得到两个典型值对应判断出的系统故障数，二者互不影响，并可以通过两个典型值对系统的故障进行综合分析。
请参考图4，步骤S100之前还包括：
步骤S80：确定系统所选用负荷特征模型已入库。
步骤S90：调出负荷特征参数，配置系统回路负荷数据。
系统在调试之前，需要选择适合该系统的负荷特征模型，然后确认负荷特征模型是否入库。若否，则录入负荷特征模型，若是，则调出负荷特征参数，配置系统回路负荷数据。
本实施例还提供了一种设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时用于实现上述的方法步骤。
本实施例还提供了一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时用于实现上述的方法步骤。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种直流微网负荷故障诊断方法，其特征在于，包括：
调入负荷特征模型，从所述负荷特征模型中调入单体的典型功率或典型电流，并根据系统回路负荷数量得到基准总功率或基准总电流；
获取系统实时的实测总功率或实测总电流，并得到实测总功率与基准总功率之间的实测功率差值或得到实测总电流与基准总电流之间的实测电流差值；
将实测功率差值或实测电流差值分别与故障阈值和误差阈值进行比较，所述故障阈值大于等于误差阈值；
若实测功率差值或实测电流差值小于误差阈值，则根据实测功率差值对基准总功率进行校正或根据实测电流差值对基准总电流进行校正；
若实测功率差值或实测电流差值大于故障阈值，则获取实测功率差值与典型功率的第一比值或实测电流差值与典型电流的第二比值，将第一比值或第二比值输出并作为系统故障数。
2.如权利要求1所述的直流微网负荷故障诊断方法，其特征在于，所述获取系统实时的实测总功率或实测总电流的步骤之前还包括：
获取系统正常运行时的正常总功率或正常总电流，并得到正常总功率与基准总功率之间的总功率差值或得到正常总电流与基准总电流之间的总电流差值；
根据总功率差值对典型功率进行校正或根据总电流差值对典型电流进行校正。
3.如权利要求2所述的直流微网负荷故障诊断方法，其特征在于，所述根据总功率差值对典型功率进行校正或根据总电流差值对典型电流进行校正的步骤之前还包括：
将总功率差值或总电流差值分别与预设阈值进行比较；
若总功率差值或总电流差值大于预设阈值，则调试系统，并重新获取系统正常运行时的正常总功率或正常总电流。
4.如权利要求3所述的直流微网负荷故障诊断方法，其特征在于，所述根据总功率差值对典型功率进行校正或根据总电流差值对典型电流进行校正的步骤具体包括：
若总功率差值或总电流差值小于预设阈值；
获取总功率差值占正常总功率的第一百分比值或总电流差值占总电流差值的第二百分比值；
将典型功率增加第一百分比值或典型电流增加第二百分比值。
5.如权利要求1所述的直流微网负荷故障诊断方法，其特征在于，所述根据实测功率差值对基准总功率进行校正或根据实测电流差值对基准总电流进行校正的步骤具体包括：
将基准总功率加上预设系数的实测功率差值或将基准总电流加上预设系数的实测电流差值。
6.如权利要求1所述的直流微网负荷故障诊断方法，其特征在于，所述从负荷特征模型中调入单体的典型功率或典型电流的步骤具体包括：
从负荷特征模型中调入单体的第一典型功率和第二典型功率或第一典型电流和第二典型电流。
7.如权利要求1所述的直流微网负荷故障诊断方法，其特征在于，所述调入负荷特征模型的步骤之前还包括：
确定系统所选用负荷特征模型已入库；
调出负荷特征参数，配置系统回路负荷数据。
8.一种设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时用于实现权利要求1-7任意一项所述的方法。
9.一种存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时用于实现权利要求1-7任意一项所述的方法。
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