CN113791306A - 基于用采数据的配电网故障处理系统及方法 - Google Patents

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党旭鑫
匙博恒
马浩然
何志轩
张发
孙华凯
马占军
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Abstract

本发明公开了一种基于用采数据的配电网故障处理系统及方法，属于配电网故障技术领域，其特征在于，包括如下步骤：S1、接收故障工单，收集馈线开关电流信息，基于用采数据与保护信息判断线路开关是否动作；S2、基于线路拓扑结构和分区域处理方法建立配电网线路故障模型；S3、根据配电网线路故障模型，建立基于用采数据的故障区域定位决策表；S4、根据故障区域定位决策表进行故障判别，指导故障处理工作。本发明对现有非配网自动化线路故障处理方法进行改进，基于用采数据与保护信息融合作为故障定位判断条件，能够在配电网发生故障时，准确快速地定位故障区域，缩短故障停电时间。

Description

基于用采数据的配电网故障处理系统及方法
技术领域
本发明属于配电网故障技术领域，特别是涉及一种基于用采数据的配电网故障处理系统及方法。
背景技术
在配电网发生故障时，对故障点能实现快速定位、隔离、并尽快恢复供电对于保障电力用户可靠用电具有重要意义。配电网多级保护提高了配电网的供电可靠性，但由于配电自动化设备安装不齐全或者配电网通信装置所处环境造成的信息不确定性问题，配电网故障情况下线路开关保护动作信息无法上送，调控人员无法对动作开关快速定位，过多依赖人工逐点查找故障，耗时较长。
随着电表和采集终端的技术的提升，用电信息采集系统对于用户电表的电压电流的交流模拟值也能实时测量并收集，通过用采数据与保护信息融合策略可以实现线路故障的快速定位。
发明内容
技术方案，为了解决上述背景技术中的技术问题：提供一种基于用采数据的配电网故障处理系统及方法，对现有非配网自动化线路故障处理方法进行改进，基于用采数据与保护信息融合作为故障定位判断条件，能够在配电网发生故障时，准确快速地定位故障区域，缩短故障停电时间。
本发明的第一目的是提供一种基于用采数据的配电网故障处理方法，包括：
5、其特征在于，包括如下步骤：
S1、接收故障工单，收集馈线开关电流信息，基于用采数据与保护信息判断线路开关是否动作；
S2、基于线路拓扑结构和分区域处理方法建立配电网线路故障模型；
S3、根据配电网线路故障模型，建立基于用采数据的故障区域定位决策表；
S4、根据故障区域定位决策表进行故障判别，指导故障处理工作。
优选地，所述S1具体为：通过SCADA系统查询馈线开关电流，定义△I为电流损失，Iset为开关分闸损失电流阈值；若△I大于Iset，则判定线路开关动作掉闸，线路断线视同开关分闸。
优选地，所述S2具体为：配电网线路故障模型中，定义S1，S2,…,Sn为开关编号，定义T1，T2,…,Tm为配电区域，m,n均为自然数，以可以动作的开关为边界根据线路拓扑结构将配电网划分配电区域,则形成区域归集。
优选地，所述S3具体为：将配电网划分为区域后，通过用采系统召测变台的电压U和电流I，有电流以1表示，无电流以0表示，有电压以1表示，无电压以0表示；对每个召测点电压的电流进行或运算，生成相应的区域用采数据信息表；根据信息表，如果为0的采样点集中某一特定区域，则判定为该区域故障；如果结果为0点不是集中在某一个区域，而是分布在以某区域为起点下游的数个区域，则判定为馈线级故障，以采样点为行，以分区编号为列生成决策表。
本专利的第二发明目的是提供一种基于用采数据的配电网故障处理系统，包括：
基础数据模块：接收故障工单，收集馈线开关电流信息，基于用采数据与保护信息判断线路开关是否动作；
模型建立模块：基于线路拓扑结构和分区域处理方法建立配电网线路故障模型；
决策生成模块：根据配电网线路故障模型，建立基于用采数据的故障区域定位决策表；
结果生成模块：根据故障区域定位决策表进行故障判别，指导故障处理工作。
优选地，在基础数据模块中：通过SCADA系统查询馈线开关电流，定义△I为电流损失，Iset为开关分闸损失电流阈值；若△I大于Iset，则判定线路开关动作掉闸，线路断线视同开关分闸。
优选地，在模型建立模块的配电网线路故障模型中，定义S1，S2,…,Sn为开关编号，定义T1，T2,…,Tm为配电区域，m,n均为自然数，以可以动作的开关为边界根据线路拓扑结构将配电网划分配电区域,则形成区域归集。
优选地，在决策生成模块中：将配电网划分为区域后，通过用采系统召测变台的电压U和电流I，有电流以1表示，无电流以0表示，有电压以1表示，无电压以0表示；对每个召测点电压的电流进行或运算，生成相应的区域用采数据信息表；根据信息表，如果为0的采样点集中某一特定区域，则判定为该区域故障；如果结果为0点不是集中在某一个区域，而是分布在以某区域为起点下游的数个区域，则判定为馈线级故障，以采样点为行，以分区编号为列生成决策表。
本专利的第三发明目的是提供一种实现上述基于用采数据的配电网故障处理方法的计算机程序。
本专利的第四发明目的是提供一种实现上述基于用采数据的配电网故障处理方法的信息数据处理终端。
本专利的第五发明目的是提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的基于用采数据的配电网故障处理方法。
本发明的优点及积极效果为：
本发明通过对用采数据的融合利用可以准确、快速地定位非配网自动化线路故障情况下的动作开关，这对快速恢复供电，缩短故障停电时间有着十分重要的意义。
附图说明
图1为本发明优选实例的流程图；
图2为本发明优选实例中配电网线路故障区域定位结果显示图；
图3为本发明优选实例中决策表生成方法流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
请参阅图1至图3，具体方案为：
本发明假定以一个典型的辐射性配电网线路单一故障来进行示例，如图2所示。图中K点为故障点，有8个动作开关，以开关为分界线路分为6个独立区域。
如图1所示，本发明提供的基于用采数据的配电网故障处理方法流程包括：信息收集，故障模型搭建，故障区域定位和故障处理，能够实现在配电网发生故障时准确快速地定位故障区域，缩短故障停电时间，具体步骤如下：
步骤(1)：接到故障工单后，通过SCADA系统查询馈线开关电流，定义△I为电流损失，Iset为开关分闸损失电流阈值。若△I＞Iset，则判定线路开关动作掉闸，线路断线视同开关分闸。
步骤(2)：基于线路拓扑结构，根据分区域处理方法建立配电网的故障分析模型，如图2所示，定义S1，S2,…,Sn为开关编号，定义T1，T2,…,Tm为配电区域，m,n均为自然数。以可以动作的开关为边界根据线路拓扑结构将配电网划分配电区域,则形成区域归集。
步骤(3)：根据搭建好的配电网线路故障模型，建立基于用采数据的故障区域定位决策表；将配电网划分为区域后，通过用采系统召测变台的电压U和电流I，有电流以1表示，无电流以0表示，有电压以1表示，无电压以0表示。对每个召测点电压的电流进行或运算，生成相应的区域用采数据信息表。根据信息表，如果为0的采样点集中某一特定区域，则判定为该区域故障；如果结果为0点不是集中在某一个区域，而是分布在以某区域为起点下游的数个区域，则判定为馈线级故障。以采样点为行，以分区编号为列生成决策表，生成流程如图3所示，对应图2，建立决策表如表1所示。表1中，每行为故障情况下召测到各区域的不同样本，为决策属性，每列为各区域用采数据是否有失电点。
表1动作开关决策表
采样点 T1 T2 T3 T4 T5 T6 动作开关
1 0 0 0 0 0 0 S2
2 1 0 0 0 0 0 S3
3 1 1 0 0 0 0 S5
4 1 0 1 1 1 1 S4
5 1 1 0 1 1 1 S8
6 1 1 1 1 0 0 S6
7 1 1 1 1 1 0 S7
8 1 1 1 1 1 1 无
步骤(4)：根据故障区域定位决策表进行故障判别，指导抢修人员快速精准到达故障区域进行故障处理。即根据决策表确定停电边界，确定动作开关，确定故障区段，指导抢修。
一种基于用采数据的配电网故障处理系统，包括：
基础数据模块：接到故障工单后，通过SCADA系统查询馈线开关电流，定义△I为电流损失，Iset为开关分闸损失电流阈值。若△I＞Iset，则判定线路开关动作掉闸，线路断线视同开关分闸。
模型建立模块：基于线路拓扑结构，根据分区域处理方法建立配电网线路故障模型，如图2所示，定义S1，S2,…,Sn为开关编号，定义T1，T2,…,Tm为配电区域，m,n均为自然数。以可以动作的开关为边界根据线路拓扑结构将配电网划分配电区域,则形成区域归集。
决策生成模块：根据搭建好的配电网线路故障模型，建立基于用采数据的故障区域定位决策表；将配电网划分为区域后，通过用采系统召测变台的电压U和电流I，有电流以1表示，无电流以0表示，有电压以1表示，无电压以0表示。对每个召测点电压的电流进行或运算，生成相应的区域用采数据信息表。根据信息表，如果为0的采样点集中某一特定区域，则判定为该区域故障；如果结果为0点不是集中在某一个区域，而是分布在以某区域为起点下游的数个区域，则判定为馈线级故障。以采样点为行，以分区编号为列生成决策表，生成流程如图3所示，对应图2，建立决策表如表1所示。表1中，每行为故障情况下召测到各区域的不同样本，为决策属性，每列为各区域用采数据是否有失电点。
结果生成模块：根据故障区域定位决策表进行故障判别，指导抢修人员快速精准到达故障区域进行故障处理。即根据决策表确定停电边界，确定动作开关，确定故障区段，指导抢修。
一种实现上述基于用采数据的配电网故障处理方法的信息数据处理终端。
一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的基于用采数据的配电网故障处理方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于用采数据的配电网故障处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、接收故障工单，收集馈线开关电流信息，基于用采数据与保护信息判断线路开关是否动作；
S2、基于线路拓扑结构和分区域处理方法建立配电网线路故障模型；
S3、根据配电网线路故障模型，建立基于用采数据的故障区域定位决策表；
S4、根据故障区域定位决策表进行故障判别，指导故障处理工作。
2.根据权利要求1所述的基于用采数据的配电网故障处理方法，其特征在于，所述S1具体为：通过SCADA系统查询馈线开关电流，定义△I为电流损失，Iset为开关分闸损失电流阈值；若△I大于Iset，则判定线路开关动作掉闸，线路断线视同开关分闸。
3.根据权利要求1所述的基于用采数据的配电网故障处理方法，其特征在于，所述S2具体为：配电网线路故障模型中，定义S1，S2,…,Sn为开关编号，定义T1，T2,…,Tm为配电区域，m,n均为自然数，以可以动作的开关为边界根据线路拓扑结构将配电网划分配电区域,则形成区域归集。
4.根据权利要求1所述的基于用采数据的配电网故障处理方法，其特征在于，所述S3具体为：将配电网划分为区域后，通过用采系统召测变台的电压U和电流I，有电流以1表示，无电流以0表示，有电压以1表示，无电压以0表示；对每个召测点电压的电流进行或运算，生成相应的区域用采数据信息表；根据信息表，如果为0的采样点集中某一特定区域，则判定为该区域故障；如果结果为0点不是集中在某一个区域，而是分布在以某区域为起点下游的数个区域，则判定为馈线级故障，以采样点为行，以分区编号为列生成决策表。
5.一种基于用采数据的配电网故障处理系统，其特征在于，包括：
基础数据模块：接收故障工单，收集馈线开关电流信息，基于用采数据与保护信息判断线路开关是否动作；
模型建立模块：基于线路拓扑结构和分区域处理方法建立配电网线路故障模型；
决策生成模块：根据配电网线路故障模型，建立基于用采数据的故障区域定位决策表；
结果生成模块：根据故障区域定位决策表进行故障判别，指导故障处理工作。
6.根据权利要求5所述的基于用采数据的配电网故障处理系统，其特征在于，在基础数据模块中：通过SCADA系统查询馈线开关电流，定义△I为电流损失，Iset为开关分闸损失电流阈值；若△I大于Iset，则判定线路开关动作掉闸，线路断线视同开关分闸。
7.根据权利要求5所述的基于用采数据的配电网故障处理系统，其特征在于，在模型建立模块的配电网线路故障模型中，定义S1，S2,…,Sn为开关编号，定义T1，T2,…,Tm为配电区域，m,n均为自然数，以可以动作的开关为边界根据线路拓扑结构将配电网划分配电区域,则形成区域归集。
8.根据权利要求5所述的基于用采数据的配电网故障处理系统，其特征在于，在决策生成模块中：将配电网划分为区域后，通过用采系统召测变台的电压U和电流I，有电流以1表示，无电流以0表示，有电压以1表示，无电压以0表示；对每个召测点电压的电流进行或运算，生成相应的区域用采数据信息表；根据信息表，如果为0的采样点集中某一特定区域，则判定为该区域故障；如果结果为0点不是集中在某一个区域，而是分布在以某区域为起点下游的数个区域，则判定为馈线级故障，以采样点为行，以分区编号为列生成决策表。
9.一种实现权利要求1-4任一项所述基于用采数据的配电网故障处理方法的信息数据处理终端。
10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-4任一项所述的基于用采数据的配电网故障处理方法。
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