CN114024367B - 一种基于边缘计算的低压台区故障处理方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种基于边缘计算的低压台区故障处理方法及设备，所述方法在边缘计算设备上执行，所述边缘计算设备和低压台区设备连接，所述方法包括：通过对低压台区拓扑文件进行解析获取各个设备的父节点和子节点；根据低压设备上报的停复电告警进行故障初步定位，初步确定故障节点；基于初步确定的故障节点，通过读取设备中的告警事件记录，分析故障原因，进行故障二次定位；基于故障初步定位、故障二次定位的结果和原因分析，生成主动隔离策略；执行主动隔离策略，并输出故障节点和故障原因。本发明能够就地实现低压台区故障的快速处理，通过两次定位分析，确保故障定位的准确性，并能主动进行故障隔离，最大程度减少停电范围，提高供电可靠性。

Description

一种基于边缘计算的低压台区故障处理方法及设备
技术领域
本发明属于电力系统和配电物联网技术领域，具体涉及一种低压台区故障处理方法及设备。
背景技术
低压配电台区是配电网供电网络的末端，连接着最终用户，其典型特点是：点多面广、环境复杂、故障多且识别难。配电台区故障抢修给电力管理、维护单位带来巨大工作量。目前对于低压故障信息的掌握还不充分，使得无法有针对性准备抢修力量，导致抢修工期过长以及抢修过程反复等问题，影响了服务质量。如果依靠配电主站来完成故障定位和隔离，会面临着通信网络延时和增加主站的负担，无法确保处理的实时性和准确性。
因此，亟需形成一种在边缘侧就能快速准确进行故障定位与隔离方法。
发明内容
发明目的：为了解决上述问题，本发明提供一种基于边缘计算的低压台区故障处理方法，能够就地实现低压台区快速的故障定位及准确的主动隔离。
本发明还提供一种相应的低压台区故障处理设备。
技术方案：第一方面，提供一种基于边缘计算的低压台区故障处理方法，包括以下步骤：
通过对低压台区拓扑文件进行解析获取各个设备的父节点和子节点；
根据低压设备上报的停复电告警进行故障初步定位，初步确定故障节点；
基于初步确定的故障节点，通过读取设备中的告警事件记录，分析故障原因，进行故障二次定位；
基于故障初步定位、故障二次定位的结果和原因分析，生成主动隔离策略，并执行主动隔离策略。
根据第一方面的一种实施方式，故障初步定位具体包括：当收到任一低压设备上报停电告警信号时，等待时间t1后，遍历此低压设备的所有父节点是否收到停电告警信号，若收到，则所有父节点中的最上层父节点为此次故障事件的故障节点，若没有收到，则此低压设备为故障节点。
根据第一方面的一种实施方式，故障二次定位具体包括：基于初步确定的故障节点，遍历其所拥有的所有子节点的故障记录单元，若在故障事件发生时刻的前t2时间内子节点有记录，则二次确定的故障节点为有记录的所有子节点中的最末层节点。
根据第一方面的一种实施方式，主动隔离策略的执行时机为：当确定故障节点为有故障记录的所有子节点中的最末层节点时，生成主动隔离策略并加以执行；若所有子节点均没有故障记录，则故障原因为正常停电，故障节点为初步定位的故障节点，不启动主动隔离策略。
根据第一方面的一种实施方式，所述的主动隔离策略具体为：控制故障节点除上一级父节点之外的所有上层父节点为开关的设备重合闸。
第二方面，提供一种低压台区故障处理设备，所述故障处理设备和低压台区设备连接，所述故障处理设备包括：
拓扑解析模块，用于对低压台区拓扑文件进行解析，获取各个设备的父节点和子节点；
初步定位模块，用于根据低压设备上报的停复电告警进行故障初步定位，初步确定故障节点；
二次定位模块，用于根据初步确定的故障节点，通过读取设备中的告警事件记录，分析故障原因，进行故障二次定位；
主动隔离模块，用于根据故障初步定位、故障二次定位的结果和原因分析，生成主动隔离策略，并执行主动隔离策略。
根据第二方面的一种实施方式，初步定位模块包括：
第一定时器单元，用于当收到任一低压设备上报停电告警信号时，等待时间t1；
第一遍历查询单元，用于遍历低压设备的所有父节点是否收到停电告警信号；
第一判断单元，用于进行如下判断：若低压设备的父节点接收到停电告警信号，则确定所有父节点中的最上层父节点为故障节点，若低压设备的父节点都没有收到停电告警信号，则确定该低压设备为故障节点。
根据第二方面的一种实施方式，二次定位模块包括：
第二遍历查询单元，用于根据初步确定的故障节点，遍历其所拥有的所有子节点的故障记录单元，查询是否存在故障记录；
第二定时器单元，用于根据故障事件发生时刻向前推算t2时间；
第二判断单元，用于进行如下判断：若在故障事件发生时刻的前t2时间内子节点有记录，则确定故障节点为有记录的所有子节点中的最末层节点，若所有子节点均没有故障记录，则故障原因为正常停电，故障节点为初步定位模块确定的故障节点。
第三方面，提供一种低压台区故障处理设备，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储器；以及
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的低压台区故障处理方法。
有益效果：本发明提出的一种基于边缘计算的低压台区故障处理方法和设备，能够就地实现低压台区故障的快速处理，通过二次定位分析，能够确保故障定位的准确性，并能主动进行故障隔离，最大程度减少停电范围。根据本发明只需将定位结果上送至主站，并主动隔离，最终实现低压故障信息的实时监测、故障自动定位及隔离，减少故障隐患，缩短故障抢修时间，提高用户供电可靠性，全面提升低压配电网精益化管理水平。
附图说明
图1为根据本发明实施例的低压台区故障处理方法流程图；
图2为根据本发明实施例的配电台区拓扑示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，根据本发明实施例的一种基于边缘计算的低压台区故障定位和主动隔离方法，边缘计算设备和低压台区中设备通信连接，故障处理方法具体包括以下步骤：
步骤一：在边缘计算设备中，解析台区拓扑文件获取各个设备的父子节点；
台区拓扑文件包括低压设备的拓扑层次关系，可以由边缘计算设备自动生成，或者是通过远方主站下发。
步骤二：低压设备上报停复电告警至边缘计算设备；
步骤三：延时t1时间等待所有低压设备停电信号上送；
步骤四：初步故障定位：对于上报停电信号的设备，遍历所有的父节点是否有停电信号上送，若有则此节点不是故障点，若此节点的所有上层父节点都没有收到停电信号，即此节点为收到信号的最上层节点，初步判定此节点为故障点；
步骤五：二次故障定位：根据停电信号记录的故障发生时刻，遍历步骤四定位的故障点的所有子节点在故障发生时刻前t2时间内，是否有告警记录，若无则断定故障点为步骤四定位的故障点，若有则故障点为有记录的所有子节点的最末层节点；
步骤六：生成主动隔离策略：边缘计算设备控制故障点上一级分闸，所有非故障点上一级跳闸开关合闸动作，并执行策略；
步骤七：输出故障节点和故障原因。
在上述过程中，t1时间和t2时间可以基于现场的通信机制和通信方式灵活配置。t1设置的原因主要是考虑到通信延时问题，即所有设备的信号有可能不会在同一时刻送达。t2是根据开关的保护动作时延设定。
通过一个实例来验证本方法的有效性，在实例中，边缘计算设备为南瑞PDZ833智能配变终端。智能配电终端与低压设备之间的通信方式为电力载波HPLC，协议采用
《Q/GDW 1376.2-2013电力用户用电信息采集系统通信协议第2部分：集中器本地通信模块接口协议》和《DL-T645多功能电能表通信规约》。延时时间t1为1min，延时时间t2为5s。
如图2所示，配电台区拓扑示意图，包括1台TTU编号为1，6台开关编号为2-6，4只电表，编号为7-10。2021年02月01日14时03分05秒9号设备处发生短路事件，导致3号设备跳闸，最终导致4、5、6、8、9、10设备发生停电。事件记录表汇总如下：
根据记录表，故障发生在05秒，各设备接收到事件的接收时间都在10～15秒内，符合t1约束1min的要求。根据本发明所提出的方法，智能配变终端收到任一低压设备上报停电告警信号时，等待时间1min后，遍历此低压设备的所有父节点是否收到停电告警信号，在该拓扑中所有上报过流/停电告警信号的节点的父节点中的最上层父节点为设备3，初步定位的故障点为设备3；根据设备3进行故障二次定位，遍历其所拥有的所有子节点的故障记录单元，在故障事件发生时刻的前5s时间内子节点有记录，则二次确定的故障节点为有记录的所有子节点中的最末层节点。设备3的停电故障发生时刻和设备9的过流事件发生时刻相差0s，满足t2约束5s的要求，二次定位的故障点为设备9。主动隔离策略为设备5分闸后，设备3合闸。最终，3、4、5、6、8、10恢复供电，输出故障点为设备9，故障原因为过流。需要说明的是，根据该实例的拓扑，可以获得设备5是设备9的直接上一级，设备3是设备5的直接上一级，则设备3是设备9的上两级，“所有非故障点上一级”是指除了设备5的所有设备9的上级开关，本实例只有设备3，因此设备3合闸。其他实例可以还有其他的上级开关。
基于与方法实施例相同的技术构思，根据本发明的另一实施例，提供一种低压台区故障处理设备，该故障处理设备和低压台区设备连接，起到边缘计算设备的作用，具体包括：
拓扑解析模块，用于对低压台区拓扑文件进行解析，获取各个设备的父节点和子节点；
初步定位模块，用于根据低压设备上报的停复电告警进行故障初步定位，初步确定故障节点；
二次定位模块，用于根据初步确定的故障节点，通过读取设备中的告警事件记录，分析故障原因，进行故障二次定位；
主动隔离模块，用于根据故障初步定位、故障二次定位的结果和原因分析，生成主动隔离策略，并执行主动隔离策略。
作为一种优选的实施方式，初步定位模块具体包括：
第一定时器单元，用于当收到任一低压设备上报停电告警信号时，等待时间t1；
第一遍历查询单元，用于遍历低压设备的所有父节点是否收到停电告警信号；
第一判断单元，用于进行如下判断：若低压设备的父节点接收到停电告警信号，则确定所有父节点中的最上层父节点为故障节点，若低压设备的父节点都没有收到停电告警信号，则确定该低压设备为故障节点。
二次定位模块具体包括：
第二遍历查询单元，用于根据初步确定的故障节点，遍历其所拥有的所有子节点的故障记录单元，查询是否存在故障记录；
第二定时器单元，用于根据故障事件发生时刻向前推算t2时间；
第二判断单元，用于进行如下判断：若在故障事件发生时刻的前t2时间内子节点有记录，则确定故障节点为有记录的所有子节点中的最末层节点，若所有子节点均没有故障记录，则故障原因为正常停电，故障节点为初步定位模块确定的故障节点。
主动隔离模块的主动隔离策略为：故障节点除上一级父节点之外的所有上层父节点为开关的设备重合闸。
应当理解，本发明实施例中的低压台区故障处理设备可以实现上述方法实施例中的全部技术方案，其各个功能模块的功能可以根据上述方法实施例中的方法具体实现，此处未详细描述的部分计算过程或参数设置方式等细节，具体可参照上述实施例中的相关描述，此处不再赘述。
基于与方法实施例相同的技术构思，根据本发明的另一实施例，一种低压台区故障处理设备，该故障处理设备和低压台区设备连接，起到边缘计算设备的作用，设备包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述程序被处理器执行时实现方法实施例中的各步骤。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于边缘计算的低压台区故障处理方法，其特征在于，所述方法在边缘计算设备上执行，所述边缘计算设备和低压台区设备连接，所述方法包括：
通过对低压台区拓扑文件进行解析获取各个设备的父节点和子节点；
根据低压设备上报的停复电告警进行故障初步定位，初步确定故障节点，故障初步定位具体包括：当收到任一低压设备上报停电告警信号时，等待时间t1后，遍历此低压设备的所有父节点是否收到停电告警信号，若收到，则所有父节点中的最上层父节点为此次故障事件的故障节点，若没有收到，则此低压设备为故障节点；
基于初步确定的故障节点，通过读取设备中的告警事件记录，分析故障原因，进行故障二次定位，故障二次定位具体包括：基于初步确定的故障节点，遍历其所拥有的所有子节点的故障记录单元，若在故障事件发生时刻的前t2时间内子节点有记录，则二次确定的故障节点为有记录的所有子节点中的最末层节点；若所有子节点均没有故障记录，则故障原因为正常停电，故障节点为初步定位的故障节点；
基于故障初步定位、故障二次定位的结果和原因分析，生成主动隔离策略，并执行主动隔离策略，主动隔离策略的执行时机为：当确定故障节点为有故障记录的所有子节点中的最末层节点时，生成主动隔离策略并加以执行；若所有子节点均没有故障记录，则故障原因为正常停电，故障节点为初步定位的故障节点，不启动主动隔离策略。
2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的低压台区故障处理方法，其特征在于，所述的主动隔离策略具体为：控制故障节点除上一级父节点之外的所有上层父节点为开关的设备重合闸。
3.根据权利要求1-2任一项所述的基于边缘计算的低压台区故障处理方法，其特征在于，所述方法还包括：输出故障节点和故障原因。
4.一种低压台区故障处理设备，所述故障处理设备和低压台区设备连接，其特征在于，所述故障处理设备包括：
拓扑解析模块，用于对低压台区拓扑文件进行解析，获取各个设备的父节点和子节点；
初步定位模块，用于根据低压设备上报的停复电告警进行故障初步定位，初步确定故障节点；
二次定位模块，用于根据初步确定的故障节点，通过读取设备中的告警事件记录，分析故障原因，进行故障二次定位；
主动隔离模块，用于根据故障初步定位、故障二次定位的结果和原因分析，生成主动隔离策略，并执行主动隔离策略；
其中，初步定位模块包括：
第一定时器单元，用于当收到任一低压设备上报停电告警信号时，等待时间t1；
第一遍历查询单元，用于遍历低压设备的所有父节点是否收到停电告警信号；
第一判断单元，用于进行如下判断：若低压设备的父节点接收到停电告警信号，则确定所有父节点中的最上层父节点为故障节点，若低压设备的父节点都没有收到停电告警信号，则确定该低压设备为故障节点；
二次定位模块包括：
第二遍历查询单元，用于根据初步确定的故障节点，遍历其所拥有的所有子节点的故障记录单元，查询是否存在故障记录；
第二定时器单元，用于根据故障事件发生时刻向前推算t2时间；
第二判断单元，用于进行如下判断：若在故障事件发生时刻的前t2时间内子节点有记录，则确定故障节点为有记录的所有子节点中的最末层节点，若所有子节点均没有故障记录，则故障原因为正常停电，故障节点为初步定位模块确定的故障节点；
主动隔离策略的执行时机为：当确定故障节点为有故障记录的所有子节点中的最末层节点时，生成主动隔离策略并加以执行；若所有子节点均没有故障记录，则故障原因为正常停电，故障节点为初步定位的故障节点，不启动主动隔离策略。
5.一种低压台区故障处理设备，所述故障处理设备和低压台区设备连接，其特征在于，所述故障处理设备包括：
一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中的任一项所述方法的步骤。
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