CN114202079A - 一种配电网故障抢修调度系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种配电网故障抢修调度系统，涉及配电网故障管理技术领域，采用SCADA数据采集平台采集配电网运行设备的运行数据，进行故障概率预测，通过确定配电网设备的位置，建立配电网设备地图模型，在地图模型中定位标识故障点位置，智能选取抢修出发点，采用生成树算法获取抢修出发点至故障位置的最短路径；本发明提供一种配电网故障抢修调度系统，通过建立城市配电网设备地图模型，获取模型中配电网设备的运行数据，进行异常监控，通过异常数据确定异常点的位置，制定抢修决策方案，提供异常抢修的最优路径。

Description

一种配电网故障抢修调度系统
技术领域
本发明涉及配电网故障管理技术领域，特别涉及一种配电网故障抢修调度系统。
背景技术
配电网是指从输电网或地区发电厂接受电能，通过配电设施就地分配或按电压逐级分配给各类用户的电力网。是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器及一些附属设施等组成的，在电力网中起重要分配电能作用的网络。配电网具有电压等级多，网络结构复杂，设备类型多样，作业点多面广，安全环境相对较差等特点，因此配电网的安全风险因素也相对较多。另外，由于配电网的功能是为各类用户提供电力能源，这就对配网的安全可靠运行提出更高要求。
由于配电网规模较大，当配电网中的设备线路发生异常故障时，控制维修端无法确定故障点位置，因此无法给出最优的故障抢修路线，使得故障维修效率较低。
基于此现有的问题，本申请提供了一种配电网故障抢修调度系统，通过建立城市配电网设备地图模型，获取模型中配电网设备的运行数据，进行异常监控，通过异常数据确定异常点的位置，制定抢修决策方案，提供异常抢修的最优路径。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配电网故障抢修调度系统，通过建立城市配电网设备地图模型，获取模型中配电网设备的运行数据，进行异常监控，通过异常数据确定异常点的位置，制定抢修决策方案，提供异常抢修的最优路径。
本发明提供了一种配电网故障抢修调度系统，包括：SCADA数据采集平台，用于对配电网设备进行运行数据的监视和控制；还包括：
设备位置确定单元：采集配电网设备的位置信息和配电网设备间的电连接信息，得到配电网设备的拓扑结构；
地图构建单元：基于配电网设备的拓扑结构，采用拓扑边容器存储拓扑结构中拓扑点之间连接的边的信息，并存储若干个地图假设模型，进行拓扑结构与地图假设模型的匹配，建立配电网设备地图模型，对配电网所处的GIS地图进行编码，标识配电网设备的位置；
运行数据监控单元：获取配电网设备运行数据，基于机器学习构建故障概率预测模型，进行故障概率预测，根据故障概率预测结果定位预测故障位置，并在配电网设备地图模型中标识故障位置；
抢修路线决策单元：设置若干个抢修出发点位置，根据与预测故障位置的最短距离选定抢修出发点位置，在配电网设备地图模型中标识选定的出发点位置，连接出发点位置和预测故障位置，输出抢修路径。
进一步地，还包括：
通讯单元：向选定的抢修出发点的通讯设备发送抢修信息，所述抢修信息包括：预测故障位置和预测故障点的设备运行数据。
进一步地，还包括：
定位单元：接收抢修路径，跟随抢修人员由抢修出发点移动至预测故障点，直至定位位置与预测故障点位置重合；
故障排查单元：根据抢修信息进行当前预测故障点的异常排查，若有异常，则由抢修人员进行故障修理；若无异常，则重新进行当前预测故障点的故障概率预测，直至故障概率不超过预设故障阈值。
进一步地，所述地图构建单元基于配电网设备的拓扑结构，采用GIS地图技术建立配电网设备地图模型。
进一步地，所述地图构建单元，包括：
录入单元：接收配电网设备的拓扑结构和配电网所处的GIS地图；
GIS地图处理服务器：将配电网所处的GIS地图分割成非重叠的拼接片，所述拼接片包括多行拼接片和多列拼接片，将RGB格式的拼接片转换成YUV格式，对YUV格式进行编码；
解码模块：根据标识指令解码GIS地图中的对应位置进行标识；
显示模块：显示解码后的标识结果。
进一步地，所述地图构建单元，包括：
存储单元：获取配电网设备的拓扑结构，对拓扑结构的点和边进行拆分，采用拓扑点容器存储拓扑点的详细数据，采用拓扑边容器存储拓扑点之间连接的边的信息，并存储若干个地图假设模型；
匹配单元：基于存储单元中存储的拓扑点和拓扑边信息，与若干个地图假设模型进行匹配，实现配电网设备地图模型的建立。
进一步地，所述设备位置确定单元，包括：
无人机采集单元：采用无人机获取配电网设备的图像信息；
位置分析单元：根据配电网设备的图像信息分析得出配电网中各个设备的位置信息；
拓扑结构生成单元：基于配电网中各个设备的位置信息和配电网设备的电连接关系，生成配电网设备的拓扑结构。
进一步地，所述运行数据监控单元，包括：
故障概率预测单元：基于机器学习构建故障概率预测模型，输入配电网设备运行数据至故障概率预测模型，进行故障概率预测；
定位标识单元：根据故障概率预测结果，匹配配电网设备地图模型中各设备，并标识显示匹配位置。
进一步地，所述抢修路线决策单元，包括：
出发点设置单元：根据配电网抢修点的实际位置，设置抢修出发点；
路径生成单元：获取预测故障位置，根据距离选取抢修出发点，通过生成树算法获取抢修出发点至预测故障位置的最短路径，输出抢修路径。
与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
本发明提供了一种配电网故障抢修调度系统，采用SCADA数据采集平台采集配电网运行设备的运行数据，进行故障概率预测，通过确定配电网设备的位置，建立配电网设备地图模型，在地图模型中定位标识故障点位置，智能选取抢修出发点，采用生成树算法获取抢修出发点至故障位置的最短路径；本发明提供一种配电网故障抢修调度系统，通过建立城市配电网设备地图模型，获取模型中配电网设备的运行数据，进行异常监控，通过异常数据确定异常点的位置，制定抢修决策方案，提供异常抢修的最优路径。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种配电网故障抢修调度系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统。SCADA系统是以计算机为基础的DCS与电力自动化监控系统；它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。
在电力系统中，SCADA系统应用最为广泛，技术发展也最为成熟。它在远动系统中占重要地位，可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能，即我们所知的"四遥"功能。RTU(远程终端单元)，FTU(馈线终端单元)是它的重要组成部分.在现今的变电站综合自动化建设中起了相当重要的作用。
SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，即数据采集与监视控制系统，涉及到组态软件、数据传输链路(如：数传电台、GPRS等)。
参照图1，本发明提供了一种配电网故障抢修调度系统，包括：
SCADA数据采集平台，所述SCADA数据采集平台用于对配电网运行设备进行运行数据的监视和控制；还包括：设备位置确定单元、地图构建单元、运行数据监控单元和抢修路线决策单元；
设备位置确定单元：采集配电网设备的位置信息和配电网设备间的电连接信息，得到配电网设备的拓扑结构，其中，设备位置确定单元，包括：
无人机采集单元：采用无人机获取配电网设备的图像信息；
位置分析单元：根据配电网设备的图像信息分析得出配电网中各个设备的位置信息；
拓扑结构生成单元：基于配电网中各个设备的位置信息和配电网设备的电连接关系，生成配电网设备的拓扑结构。
地图构建单元：采用拓扑边容器存储拓扑结构中拓扑点之间连接的边的信息，并存储若干个地图假设模型，进行拓扑结构与地图假设模型的匹配，建立配电网设备地图模型，对配电网所处的GIS地图进行编码，标识配电网设备的位置；
运行数据监控单元：获取配电网设备运行数据，基于机器学习构建故障概率预测模型，进行故障概率预测，根据故障概率预测结果定位预测故障位置，并在配电网设备地图模型中标识故障位置。运行数据监控单元，包括：
故障概率预测单元：基于机器学习构建故障概率预测模型，输入配电网设备运行数据至故障概率预测模型，进行故障概率预测；
定位标识单元：根据故障概率预测结果，匹配配电网设备地图模型中各设备，并标识显示匹配位置。
抢修路线决策单元：设置若干个抢修出发点位置，根据与预测故障位置的最短距离选定抢修出发点位置，在配电网设备地图模型中标识选定的出发点位置，连接出发点位置和预测故障位置，输出抢修路径。抢修路线决策单元，包括：
出发点设置单元：根据配电网抢修点的实际位置，设置抢修出发点；
路径生成单元：获取预测故障位置，根据距离选取抢修出发点，通过生成树算法获取抢修出发点至预测故障位置的最短路径，输出抢修路径。
本发明提供了一种配电网故障抢修调度系统，还包括：
通讯单元：向选定的抢修出发点的通讯设备发送抢修信息，所述抢修信息包括：预测故障位置和预测故障点的设备运行数据。
定位单元：接收抢修路径，跟随抢修人员由抢修出发点移动至预测故障点，直至定位位置与预测故障点位置重合；
故障排查单元：根据抢修信息进行当前预测故障点的异常排查，若有异常，则由抢修人员进行故障修理；若无异常，则重新进行当前预测故障点的故障概率预测，直至故障概率不超过预设故障阈值。
实施例1
地图构建单元基于配电网设备的拓扑结构，采用GIS地图技术建立配电网设备地图模型。
地图构建单元，包括：
录入单元：接收配电网设备的拓扑结构和配电网所处的GIS地图；
GIS地图处理服务器：将配电网所处的GIS地图分割成非重叠的拼接片，所述拼接片包括多行拼接片和多列拼接片，将RGB格式的拼接片转换成YUV格式，对YUV格式进行编码；
解码模块：根据标识指令解码GIS地图中的对应位置进行标识；
显示模块：显示解码后的标识结果。
实施例2
地图构建单元，包括：
存储单元：获取配电网设备的拓扑结构，对拓扑结构的点和边进行拆分，采用拓扑点容器存储拓扑点的详细数据，采用拓扑边容器存储拓扑点之间连接的边的信息，并存储若干个地图假设模型；
匹配单元：基于存储单元中存储的拓扑点和拓扑边信息，与若干个地图假设模型进行匹配，实现配电网设备地图模型的建立。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种配电网故障抢修调度系统，包括：SCADA数据采集平台，所述SCADA数据采集平台用于对配电网运行设备进行运行数据的监视和控制；其特征在于，还包括：
设备位置确定单元：采集配电网设备的位置信息和配电网设备间的电连接信息，得到配电网设备的拓扑结构；
地图构建单元：基于配电网设备的拓扑结构，采用拓扑边容器存储拓扑结构中拓扑点之间连接的边的信息，并存储若干个地图假设模型，进行拓扑结构与地图假设模型的匹配，建立配电网设备地图模型，对配电网所处的GIS地图进行编码，标识配电网设备的位置；
运行数据监控单元：获取配电网设备运行数据，基于机器学习构建故障概率预测模型，进行故障概率预测，根据故障概率预测结果定位预测故障位置，并在配电网设备地图模型中标识故障位置；
抢修路线决策单元：设置若干个抢修出发点位置，根据与预测故障位置的最短距离选定抢修出发点位置，在配电网设备地图模型中标识选定的出发点位置，连接出发点位置和预测故障位置，输出抢修路径。
2.如权利要求1所述的一种配电网故障抢修调度系统，其特征在于，还包括：
通讯单元：向选定的抢修出发点的通讯设备发送抢修信息，所述抢修信息包括：预测故障位置和预测故障点的设备运行数据。
3.如权利要求2所述的一种配电网故障抢修调度系统，其特征在于，还包括：
定位单元：接收抢修路径，跟随抢修人员由抢修出发点移动至预测故障点，直至定位位置与预测故障点位置重合；
故障排查单元：根据抢修信息进行当前预测故障点的异常排查，若有异常，则由抢修人员进行故障修理；若无异常，则重新进行当前预测故障点的故障概率预测，直至故障概率不超过预设故障阈值。
4.如权利要求1所述的一种配电网故障抢修调度系统，其特征在于，所述地图构建单元基于配电网设备的拓扑结构，采用GIS地图技术建立配电网设备地图模型。
5.如权利要求4所述的一种配电网故障抢修调度系统，其特征在于，所述地图构建单元，包括：
录入单元：接收配电网设备的拓扑结构和配电网所处的GIS地图；
GIS地图处理服务器：将配电网所处的GIS地图分割成非重叠的拼接片，所述拼接片包括多行拼接片和多列拼接片，将RGB格式的拼接片转换成YUV格式，对YUV格式进行编码；
解码模块：根据标识指令解码GIS地图中的对应位置进行标识；
显示模块：显示解码后的标识结果。
6.如权利要求1所述的一种配电网故障抢修调度系统，其特征在于，所述地图构建单元，包括：
存储单元：获取配电网设备的拓扑结构，对拓扑结构的点和边进行拆分，采用拓扑点容器存储拓扑点的详细数据，采用拓扑边容器存储拓扑点之间连接的边的信息，并存储若干个地图假设模型；
匹配单元：基于存储单元中存储的拓扑点和拓扑边信息，与若干个地图假设模型进行匹配，实现配电网设备地图模型的建立。
7.如权利要求1所述的一种配电网故障抢修调度系统，其特征在于，所述设备位置确定单元，包括：
无人机采集单元：采用无人机获取配电网设备的图像信息；
位置分析单元：根据配电网设备的图像信息分析得出配电网中各个设备的位置信息；
拓扑结构生成单元：基于配电网中各个设备的位置信息和配电网设备的电连接关系，生成配电网设备的拓扑结构。
8.如权利要求1所述的一种配电网故障抢修调度系统，其特征在于，所述运行数据监控单元，包括：
故障概率预测单元：基于机器学习构建故障概率预测模型，输入配电网设备运行数据至故障概率预测模型，进行故障概率预测；
定位标识单元：根据故障概率预测结果，匹配配电网设备地图模型中各设备，并标识显示匹配位置。
9.如权利要求1所述的一种配电网故障抢修调度系统，其特征在于，所述抢修路线决策单元，包括：
出发点设置单元：根据配电网抢修点的实际位置，设置抢修出发点；
路径生成单元：获取预测故障位置，根据距离选取抢修出发点，通过生成树算法获取抢修出发点至预测故障位置的最短路径，输出抢修路径。
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