CN117578739A - 一种柱上开关控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柱上开关控制系统,属于配电自动化技术领域,收集历史时期柱上开关的负载参数和环境参数,以及对应的故障情况;将所述故障情况数据进行二元化处理,获得故障二元数据;以负载参数和环境参数为自变量,故障二元数据为因变量,构建多元逻辑回归模型,过程中通过单因子显著性检验确定对故障发生具有显著影响的关键影响变量;通过实时监测的关键影响变量数据,预测故障的发生概率,控制柱上开关的开关状态。本发明利用多元逻辑回归模型解决了多个影响变量对柱上开关综合影响难以被识别导致的检测效果差的问题,并识别了关键影响变量,解决了数据冗余导致的管理效率低的问题,提高了配电效率。

Description

一种柱上开关控制系统
技术领域
本发明属于配电自动化技术领域,涉及一种柱上开关控制系统。
背景技术
随着智能电网建设的快速发展,配电网作为智能电网的重要组成部分,在供电可靠性和供用电指标已有提高的基础上,要求进一步继续提高供电电能质量和供电可靠性。柱上开关作为智能化开关设备的重要产品,是配电自动化的核心,它的智能化程度直接影响到电力系统配电自动化的水平。
柱上开关作为架空线路配电自动化的核心设备,具有运行环境恶劣、分布广、安装数量多等特点,其运行的可靠性直接影响配电网的安全。而目前整体上对柱上开关缺乏全方位的状态监测,尤其在智能化方面还不足,特别是智能柱上开关设备状态监测方面存在不足。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题,本发明提供了一种柱上开关控制系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
本申请提供了一种柱上开关控制系统,包括监测模块、故障预测模块和控制模块,其中:
所述监测模块,用于实时监测柱上开关的负载参数和环境参数;
所述故障预测模块,连接所述监测模块,用于将监测的负载参数和环境参数输入预设的故障预测模型中,以预测故障发生概率;
所述控制模块,连接故障预测模块,用于根据预测的故障发生概率,控制柱上开关的开关状态。
进一步地,所述故障预测模块中,所述预设的故障预测模型,通过以下步骤进行构建:
S1、数据收集:收集历史时期柱上开关的负载参数和环境参数,以及对应的故障情况;
S2、数据处理:将负载参数和环境参数的所有变量进行归一化处理,并将其对应的故障情况转化为故障二元数据,即有发生故障的样本记为“1”,无发生故障的样本记为“0”;
S3、模型构建:以负载参数和环境参数为自变量,故障二元数据为因变量,构建多元逻辑回归模型。
进一步地,步骤S2中,所述归一化处理,计算公式为:
式中,ɡ(X)为归一化函数;X i 表示数据集中第i个负载参数和环境参数变量的数字,1≤i≤n,n为数字的个数,X min 表示数据集中的最小值,X max 表示数据集中的最大值。
进一步地,步骤S3中,所述构建多元逻辑回归模型,包括以下步骤:
S31、单因子显著性检验:构建单个负载参数和环境参数变量与故障二元数据变量之间的单因子逻辑回归模型,检验所述单因子逻辑回归模型的显著性,剔除模型显著性大于0.05的负载参数和环境参数变量,未被剔除的变量则通过单因子显著性检验,确定为关键影响变量;
S32、将通过单因子显著性检验的关键影响变量加入多元逻辑回归模型中,确定多元逻辑回归模型表达式,采用最大似然估计法估计所述表达式的回归系数。
进一步地,步骤S32中,所述多元逻辑回归模型表达式,写为:
式中:P为估计故障发生的概率;Z为关键影响变量的线性组合,其表达式为:
式中:b 0 是模型的截距;b i 为模型的斜率系数;x i 为加入模型的关键影响变量;i=1,2,…,n,其中n为加入模型的变量个数;其中b 0 b i 为模型需要估计的回归系数。
进一步地,所述监测模块中,所述柱上开关的负载参数和环境参数,具体为负载参数和环境参数中的关键影响变量。
进一步地,所述控制模块中,所述根据预测的故障发生概率,控制柱上开关的开关状态,具体步骤为:
设定故障发生概率阈值;
当预测的故障发生概率大于等于故障发生概率阈值时,控制柱上开关的开关状态,降低负载;
当预测的故障发生概率小于故障发生概率阈值时,不改变柱上开关的开关状态。
本发明的有益效果为:
收集历史时期柱上开关的负载参数和环境参数,以及对应的故障情况;将所述故障情况数据进行二元化处理,获得故障二元数据;以负载参数和环境参数为自变量,故障二元数据为因变量,构建多元逻辑回归模型,过程中通过单因子显著性检验确定对故障发生具有显著影响的关键影响变量;通过实时监测的关键影响变量数据,预测故障的发生概率,控制柱上开关的开关状态。本发明利用多元逻辑回归模型量化了多个影响变量对柱上开关故障发生的综合影响,并识别了关键影响变量,实现了柱上开关的智能化管理,提高了配电效率。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解,下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明中一种柱上开关控制系统的结构图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。
请参阅图1,本申请提供了一种柱上开关控制系统,包括监测模块、故障预测模块和控制模块,其中:
所述监测模块,用于实时监测柱上开关的负载参数和环境参数;
所述故障预测模块,连接所述监测模块,用于将监测的负载参数和环境参数输入预设的故障预测模型中,以预测故障发生概率;
所述控制模块,连接故障预测模块,用于根据预测的故障发生概率,控制柱上开关的开关状态。
本实施例中,核心在于整合智能技术与环境适应性,实现超越传统功能的协同效果。这一系统通过将微处理器和传感技术融入柱上开关中,实现对电流、电压等关键负载参数的实时监测,关键的创新在于系统的学习和预测能力,利用大数据和机器学习技术,系统能够分析历史数据,预测并优化电网负载分配,减少故障发生。
进一步地,所述故障预测模块中,所述预设的故障预测模型,通过以下步骤进行构建:
S1、数据收集:收集历史时期柱上开关的负载参数和环境参数,以及对应的故障情况;
S2、数据处理:将负载参数和环境参数的所有变量进行归一化处理,并将其对应的故障情况转化为故障二元数据,即有发生故障的样本记为“1”,无发生故障的样本记为“0”;
S3、模型构建:以负载参数和环境参数为自变量,故障二元数据为因变量,构建多元逻辑回归模型。
进一步地,步骤S2中,由于负载参数与环境参数变量的量纲不同,需要对进行归一化处理,所述归一化处理,计算公式为:
式中,ɡ(X)为归一化函数;X i 表示数据集中第i个负载参数和环境参数变量的数字,1≤i≤n,n为数字的个数,X min 表示数据集中的最小值,X max 表示数据集中的最大值。
本实施例中,由于涉及的对柱上开关产生故障的影响因子较多,如负载参数包括电流、电压和功率等,环境参数包括温度、湿度和灰尘量等,难以量化多个参数变量对柱上开关故障发生的综合影响。因此,本发明利用多元统计方法具有量化多个自变量与因变量之间响应关系的特点,构建多元逻辑回归模型量化负载参数和环境参数对柱上开关的综合影响,过程中将柱上开关的故障情况进行二元化处理,获得故障二元数据,并通过单因子显著性检验筛选对故障发生具有显著影响的关键影响变量,最终确定关键影响变量对柱上开关故障发生的概率。
进一步地,步骤S3中,所述构建多元逻辑回归模型,包括以下步骤:
S31、单因子显著性检验:构建单个负载参数和环境参数变量与故障二元数据变量之间的单因子逻辑回归模型,检验所述单因子逻辑回归模型的显著性,剔除模型显著性大于0.05的负载参数和环境参数变量,未被剔除的变量则通过单因子显著性检验,确定为关键影响变量;
S32、将通过单因子显著性检验的关键影响变量加入多元逻辑回归模型中,确定多元逻辑回归模型表达式,采用最大似然估计法估计所述表达式的回归系数。
进一步地,步骤S32中,所述多元逻辑回归模型表达式,写为:
式中:P为估计故障发生的概率;Z为关键影响变量的线性组合,其表达式为:
式中:b 0 是模型的截距;b i 为模型的斜率系数;x i 为加入模型的关键影响变量;i=1,2,…,n,其中n为加入模型的变量个数;其中b 0 b i 为模型需要估计的回归系数。
由于负载参数与环境参数变量众多,对其全部变量进行监测的工作效率低,在识别关键影响变量之后,后续的监测只需监测加入预设的故障预测模型中的关键影响变量,因此:
进一步地,所述监测模块中,所述柱上开关的负载参数和环境参数,具体为负载参数和环境参数中的关键影响变量。
在现实工作中,柱上开关具有多段线路,每个线路具有对应的负载和环境,因此,本实施例根据不同分段中柱上开关所监测的关键影响变量情况,对柱上开关的开关状态进行控制。此外,由于环境参数是不可控的,而负载参数可以通过控制柱上开关确定负载段从而进行调整,因此,当柱上开关的故障发生概率超过阈值时,再通过调整柱上开关的开关状态控制负载。
进一步地,所述控制模块中,所述根据预测的故障发生概率,控制柱上开关的开关状态,具体步骤为:
设定故障发生概率阈值;
当预测的故障发生概率大于等于故障发生概率阈值时,控制柱上开关的开关状态,降低负载;
当预测的故障发生概率小于故障发生概率阈值时,不改变柱上开关的开关状态。
本发明的有益效果为:
收集历史时期柱上开关的负载参数和环境参数,以及对应的故障情况;将所述故障情况数据进行二元化处理,获得故障二元数据;以负载参数和环境参数为自变量,故障二元数据为因变量,构建多元逻辑回归模型,过程中通过单因子显著性检验确定对故障发生具有显著影响的关键影响变量;通过实时监测的关键影响变量数据,预测故障的发生概率,控制柱上开关的开关状态。本发明利用多元逻辑回归模型量化了多个影响变量对柱上开关故障发生的综合影响,并识别了关键影响变量,实现了柱上开关的智能化管理,提高了配电效率。
以上所述,仅是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,虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种柱上开关控制系统,其特征在于:包括监测模块、故障预测模块和控制模块,其中:
所述监测模块,用于实时监测柱上开关的负载参数和环境参数;
所述故障预测模块,连接所述监测模块,用于将监测的负载参数和环境参数输入预设的故障预测模型中,以预测故障发生概率;
所述控制模块,连接故障预测模块,用于根据预测的故障发生概率,控制柱上开关的开关状态;
所述故障预测模块中,所述预设的故障预测模型,通过以下步骤进行构建:
S1、数据收集:收集历史时期柱上开关的负载参数和环境参数,以及对应的故障情况;
S2、数据处理:将负载参数和环境参数的所有变量进行归一化处理,并将其对应的故障情况转化为故障二元数据,即有发生故障的样本记为“1”,无发生故障的样本记为“0”;
S3、模型构建:以负载参数和环境参数为自变量,故障二元数据为因变量,构建多元逻辑回归模型;
其中,步骤S3中,所述构建多元逻辑回归模型,包括以下步骤:
S31、单因子显著性检验:构建单个负载参数和环境参数变量与故障二元数据变量之间的单因子逻辑回归模型,检验所述单因子逻辑回归模型的显著性,剔除模型显著性大于0.05的负载参数和环境参数变量,未被剔除的变量则通过单因子显著性检验,确定为关键影响变量;
S32、将通过单因子显著性检验的关键影响变量加入多元逻辑回归模型中,确定多元逻辑回归模型表达式,采用最大似然估计法估计所述多元逻辑回归模型表达式的回归系数。
2.根据权利要求1所述的一种柱上开关控制系统,其特征在于:步骤S2中,所述归一化处理,计算公式为:
式中,ɡ(X)为归一化函数;X i 表示数据集中第i个负载参数和环境参数变量的数字,1≤i ≤n,n为数字的个数,X min 表示数据集中的最小值,X max 表示数据集中的最大值。
3.根据权利要求1所述的一种柱上开关控制系统,其特征在于:步骤S32中,所述多元逻辑回归模型表达式,写为:
式中:P为估计故障发生的概率;Z为关键影响变量的线性组合,其表达式为:
式中:b 0 是模型的截距;b i 为模型的斜率系数;x i 为加入模型的关键影响变量;i=1,2,…,n,其中n为加入模型的变量个数;其中b 0 b i 为模型需要估计的回归系数。
4.根据权利要求1所述的一种柱上开关控制系统,其特征在于:所述监测模块中,所述柱上开关的负载参数和环境参数,具体为负载参数和环境参数中的关键影响变量。
5.根据权利要求1所述的一种柱上开关控制系统,其特征在于:所述控制模块中,所述根据预测的故障发生概率,控制柱上开关的开关状态,具体步骤为:
设定故障发生概率阈值;
当预测的故障发生概率大于等于故障发生概率阈值时,控制柱上开关的开关状态,降低负载;
当预测的故障发生概率小于故障发生概率阈值时,不改变柱上开关的开关状态。
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