TW201346292A - 電力網路之故障指示點的分析方法及其裝置 - Google Patents
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Abstract
一種電力網路之故障指示點的分析方法,係包含一資料庫讀取步驟、一故障指示點設定步驟、一故障分析步驟、一通訊品質分析步驟、一通訊成功機率判斷步驟及一故障指示點更新步驟。另,一種電力網路之故障指示點的分析裝置,係包含:一資料庫、一處理器、一故障分析模組及一通訊分析模組。
Description
本發明係關於一種故障指示點的分析方法及其裝置,尤其是應用於電力網路之故障指示點的分析方法及其裝置。
電力公司係透過一電力網路將電能傳輸至數個用戶端,為使電力公司的供電能順利傳輸至各該用戶端,該電力公司係將數個故障指示器設置於該電力網路之各該偵測點,以隨時進行電力傳輸之監控,當該電力網路之任一節點或任一饋線發生故障導致供電中斷時,設置於故障處附近之故障指示器便可產生一故障訊號,並將該故障信號持續的傳輸至下一偵測點之故障指示器,直到該故障訊號傳輸至一處理中心為止,該處理中心再由該故障訊號的回傳路徑,判斷該電力網路產生故障之位置。
承上所述,由於該故障訊號係連續傳遞並通過數個故障指示器,故相鄰二故障指示器間之通訊品質便成為電力傳輸監控之一大重點。習知該故障指示器之架設地點,係藉由電力公司人員自行判斷,將該故障指示器設置於易於架設或觀察之處,並未考量到相鄰二故障指示器間之通訊品質,當連續二故障指示器因地形、距離等因素導至通訊品質下降時,可能造成故障訊號無法傳遞於相鄰之故障指示器,或是因任一故障指示器感測不到相鄰之故障指示器之訊號,而誤將相鄰之故障感測器判定為故障,並回傳錯誤的故障訊號至該處理中心,上述狀況皆直接導致該電力傳輸監控之可靠度下降。有鑑於此,必須要有一套找出最佳設置故障偵測器之位置的方法及其裝置。
本發明之主要目的係提供一種電力網路之故障指示點的分析方法及其裝置,該方法及其裝置可提供較佳之故障指示器的設置點。
為達到前述發明目的,本發明之電力網路之故障指示點的分析方法,係包含:一資料庫讀取步驟,係利用一處理器讀取一資料庫中之一電力網路;一故障指示點設定步驟,係利用該處理器設定數個故障指示點之一預設數量,並將該數個故障指示點依一預設位置設置於該電力網路,且任二相鄰之故障指示點之間係形成一檢測區段;一故障分析步驟,係利用一故障分析模組,並根據資料庫所所儲存之各該檢測區段之一故障發生率資料,將數個故障點產生於數個檢測區段,且各該檢測區段之故障點數量正比於各該檢測區段之故障發生率,並將各該檢測區段之故障點的位置,記錄於形成各該檢測區段之任一故障指示點;一通訊品質分析步驟,係利用一通訊分析模組,量測各該檢測區段之一通訊品質以建立一通訊品質資料,並利用一隨機分析方法計算各該檢測區段之一通訊成功機率;一通訊成功機率判斷步驟,係由該處理器判斷各該檢測區段之通訊成功機率是否皆大於一通訊標準,若是,則完成該數個故障指示點於電力網路內之設置;若否,則進行一故障指示點更新步驟;及該故障指示點更新步驟,係由一處理器讀取通訊成功機率小於品質標準之檢測區段,並將形成該檢測區段之任一故障指示點朝該檢測區段內移動一單位距離,再執行該故障分析步驟。
本發明之電力網路之故障指示點的分析方法,其中該通訊品質分析步驟之隨機分析方法為一蒙地卡羅法。
本發明之電力網路之故障指示點的分析裝置,係包含:一資料庫,用以儲存一電力網路之饋線圖資資料、各電力線之通訊品質資料及故障發生率資料;一處理器,電性連接該資料庫,以讀取該資料庫之資料並進行數據的判斷與計算;一故障分析模組,電性連接該處理器,並可根據該電力網路之不同區段之故障發生率資料,將故障狀態產生於該電力網路之不同區段;及一通訊分析模組,電性連接該處理器,該通訊分析模組係用以量測該電力網路之不同區段的通訊品質,並計算一通訊品質資料累積機率,再根據該通訊品質計算一通訊成功機率。
為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂,下文特舉本發明之較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:本發明所述之「上游端」及「下游端」,係根據一電力流經一電力線之方向而定,亦即當該電力由該電力線之第一端流至第二端時,該第一端即為「上游端」,該第二端即為「下游端」。
請參照第1圖所示,本發明電力網路之故障指示點的分析方法,係包含一資料庫讀取步驟S1、一故障指示點設定步驟S2、一故障分析步驟S3、一通訊品質分析步驟S4、一通訊成功機率判斷步驟S5及一故障指示點更新步驟S6。
請參照第2圖所示,其係本發明電力網路之故障指示點的分析方法一較佳實施裝置,該裝置係包含:一資料庫1、一處理器2、一故障分析模組3及一通訊分析模組4。該處理器2電性連接資料庫1、故障分析模組3及通訊分析模組4。
本發明之電力網路之故障指示點的分析方法,該資料庫讀取步驟S1,係利用該處理器2讀取該資料庫1中之一電力網路5。
請參照第3圖所示,一電力網路5係包含至少一電力線51,各該電力線51根據電力的傳輸方向可形成一上游端52與一下游端53,其中,該上游端52可為一變電所或匯流排,該下游端53可為用戶端。該電力網路5可轉化為座標或實景圖表示之一饋線圖資資料,並儲存於該資料庫1中,使該處理器2讀取該資料庫1中之電力網路的饋線圖資資料時,可明確得知該電力網路.5之座標或在地圖上之實際分佈狀態。
該故障指示點設定步驟S2,係利用該處理器2設定數個故障指示點54之一預設數量,並將該數個故障指示點54依一預設位置設置於該電力網路5,且任二相鄰之故障指示點54之間係形成一檢測區段L。
該故障指示點54之預設數量在此並不設限,可根據該電力網路5之電力線51總長度進行調整,若該電力網路5之總長度較長,則可提高該故障指示點54之預設數量,反之則降低該故障指示點54之預設數量。
該故障指示點54之預設位置在此並不設限,可為電力公司事故管理系統(Outage Management System,OMS)已建立之預設位置,或依據該資料庫1所儲存之電力網路5的饋線圖資資料與該電力網路5之電力線51的通訊品質資料,進行該預設位置的選擇,並將該預設位置設定於該電力網路5中具有較佳通訊品質之處,且任二相鄰之故障指示點54之間係形成該檢測區域L,其中,各該檢測區域L之距離可為相等或不相等,在此並不設限。
該故障分析步驟S3,係利用該故障分析模組3,並根據該資料庫1所儲存之各該檢測區段L的一故障發生率資料,將數個故障點產生於該數個檢測區段L,且各該檢測區段L之故障點數量正比於各該檢測區段L之故障發生率,並將各該檢測區段L之故障點的位置,記錄於形成各該檢測區段L之任一故障指示點54。
對於不同的檢測區段L而言,本身具有不同之故障發生率,因此,為提高故障偵測的正確度,可透過歷史資料的記載,得到各該檢測區段L之故障發生率,並將該故障發生率資料預先儲存於該資料庫1。該故障分析模組3可於數個檢測區段L中分別產生故障點,該故障點產生於各該檢測區段L的數量,係根據該資料庫1所儲存之各該檢測區段L的故障發生率資料而定,當該檢測區段L的故障發生率越高時,則產生較多之故障點,若該檢測區段L的故障發生率越低時,則產生較少之故障點。
該通訊品質分析步驟S4,係利用該通訊分析模組4,量測各該檢測區段L之一通訊品質以建立一通訊品質資料累積機率,並利用一隨機分析方法計算各該檢測區段之一通訊成功機率。
該通訊分析模組4係計算各該故障指示點54將故障點的位置傳輸至相鄰之故障指示點54的通訊品質,以作為各該檢測區段L之通訊品質,該通訊品質泛指封包錯誤率(Packet Error Rate,PER)、連線品質(Link Quality Indication,LQI)及訊號接收強度(Received Signal Strength Indication,RSSI)等。
更詳言之,該通訊分析模組4可根據資料庫1之饋線圖資資料,於各該檢測區段L進行通訊品質的量測,並建立通訊品質資料累積機率(Cumulative Probability)分佈。其中,該通訊分析模組4在進行通訊品質量測時,藉由參考饋線圖資資料,可確定各該故障指示點54之實際地形之位置,以提高各該檢測區段L之位置的尋找速度。對於電力網路5而言,當該電力網路5具有故障點時,該故障點的位置的回傳具有既定的機制,請參照第4圖所示,舉例而言,該電力係由上游端52傳輸至下游端53,當該故障指示點54a和故障指示點54b之間之檢測區段L具有故障點6時,若該故障點6之位置係記錄於較接近上游端52之故障指示點54b,則該故障指示點54b可將該故障點6的位置沿該電力網路5依序傳輸至該故障指示點54c及該故障指示點54d,最後傳輸到該上游端52,以完成該故障狀態之回傳機制。為計算各該檢測區段L產生故障點時,該故障點6的位置回傳至上游端52的成功率,該通訊分析模組4可藉由各該檢測區段L之通訊品質資料累積機率,並透過該隨機分析方法,計算在不同之檢測區段L產生故障點時,各該檢測區段L將故障點的位置成功回傳至上游端52之通訊成功機率。其中,該隨機分析方法為一蒙地卡羅法(Monte Carlo Method)該通訊成功機率判斷步驟S5,係由該處理器判斷各該檢測區段L之通訊成功機率是否皆大於一通訊標準,若是,則完成該數個故障指示點54於電力網路內之設置;若否,則進行該故障指示點更新步驟S6。
由於在電力網路5之故障點的位置的回傳機制中,任二相鄰之故障指示點54間的通訊品質皆具有重大影響,若是在各該檢測區段L中之通訊成功機率皆大於一通訊標準,即代表該電力網路5內所設置之故障指示點54皆位於較佳之位置,可確保在不同之檢測區段L發生故障點時,任二相鄰之故障指示點54皆具有較佳之通訊品質,且可成功回傳至上游端52,並可結束本發明之電力網路之故障指示點的分析方法。當電力公司欲於該電力網路5設置故障指示器時,可設置於上述分析方法所產生之故障指示點54,以達到較佳之故障傳輸率。若存在該檢測區段L之通訊成功機率小於該通訊標準時,則執行該故障指示點更新步驟S6。
該故障指示點更新步驟S6,係由一處理器2讀取通訊成功機率小於品質標準之檢測區段L,並將形成該檢測區段L之任一故障指示點54朝該檢測區段L內移動一單位距離,再執行該故障分析步驟S3。
由於該檢測區段L之通訊成功機率偏低,主要係因為形成該檢測區段L之二故障指示點54間之距離過長,或是受到外在地形影響所致,故該處理器2係將形成該檢測區段L之任一故障指示點54朝該檢測區段L內移動,使形成該檢測區段L之二故障指示點54之距離變短,並執行該故障分析步驟S3重新進行分析。其中該故障指示點54朝該檢測區段L內移動之單位距離在此並不設限,可設定為數公尺至數公里。
更詳言之,當該故障指示點54改變位置後,可再依序執行故障分析步驟S3及其後續步驟,以求得在更改該故障指示點54後,各該檢測區段L之通訊成功機率,若仍存在有檢測區段L之通訊成功機率小於該通訊標準,則再次執行該故障指示點更新步驟S6,直到各該檢測區段L之通訊成率皆大於該通訊標準為止,此時便可結束本發明之電力網路之故障指示點的分析方法。當電力公司欲於該電力網路53設置故障指示器時,可設置於上述分析方法所產生之故障指示點54,以達到較佳之故障傳輸率。
本發明之電力網路之故障指示點的分析裝置,該資料庫1用以儲存該電力網路5的饋線圖資資料、各電力線51的通訊品質資料及故障發生率資料,該電力網路5之饋線圖資資料可利用座標或實景圖等表示方式,表示出該電力網路5之實際分佈狀態。
該處理器2電性連接該資料庫1,該處理器2係用以進行資料讀取與數據的判斷與計算。
在本實施例中,該處理器2可讀取該資料庫1之電力網路5的饋線圖資資料與通訊品質資料,以決定該故障指示點54之預設位置,並於該電力網路5中設置數個故障指示點54,以進行後續之操作與判斷。
該故障分析模組3電性連接該處理器2,並可根據該電力網路5之不同區段之故障發生率資料,將故障點產生於該電力網路5之不同區段。
在本實施例中,當該處理器2在電力網路5中設置數個故障指示點54後,該故障分析模組3可根據各該檢測區段L之故障發生率的高低,將該數個故障點產生於該數個檢測區段L。
該通訊分析模組4電性連接該處理器2.,該通訊分析模組4係用以量測該電力網路53之不同區段的通訊品質,並計算一通訊品質資料累積機率,再根據該通訊品質資料累積機率計算一通訊成功機率。
在本實施例中,當該處理器2在電力網路53中設置數個故障指示點54後,該通訊分析模組4可進行檢測區段L之通訊品質量測並建立通訊品質資料累積機率之分佈,再以該隨機分析方法,得知在不同之檢測區段L發生故障時,各該檢測區段L將故障點之位置回傳至上游端52之通訊成功機率,其中,該隨機分析方法可為一蒙地卡羅法(Monte Carlo Method)。
本發明電力網路之故障指示點的分析方法及其裝置,可於電力網路中找出較佳之故障指示點的設定位置,具有提高故障傳輸率之功效。
雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內,相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1...資料庫
2...處理器
3...故障分析模組
4...通訊分析模組
5...電力網路
51...電力線
52...上游端
53...下游端
54...故障指示點
54a~54d...故障指示點
6...故障點
L...檢測區段
S1...資料庫讀取步驟
S2...故障指示點設定步驟
S3...故障分析步驟
S4...通訊品質分析步驟
S5...通訊成功機率判斷步驟
S6...故障指示點更新步驟
第1圖:本發明電力網路之故障指示點的分析方法流程圖。
第2圖:本發明電力網路之故障指示點的分析裝置方塊圖。
第3圖:本發明所應用之配電系統示意圖。
第4圖:本發明所應用之配電系統故障資訊回傳圖。
S1...資料庫讀取步驟
S2...故障指示點設定步驟
S3...故障分析步驟
S4...通訊品質分析步驟
S5...通訊成功機率判斷步驟
S6...故障指示點更新步驟
Claims (3)
- 一種電力網路之故障指示點的分析方法,係包含:一資料庫讀取步驟,係利用一處理器讀取一資料庫中之一電力網路;一故障指示點設定步驟,係利用該處理器設定數個故障指示點之一預設數量,並將該數個故障指示點依一預設位置設置於該電力網路,且任二相鄰之故障指示點之間係形成一檢測區段;一故障分析步驟,係利用一故障分析模組,並根據該資料庫所儲存之各該檢測區段之一故障發生率資料,將數個故障點產生於數個檢測區段,且各該檢測區段之故障點數量正比於各該檢測區段之故障發生率,並將各該檢測區段之故障點的位置,記錄於形成各該檢測區段之任一故障指示點;一通訊品質分析步驟,係利用一通訊分析模組,量測各該檢測區段之一通訊品質以建立一通訊品質資料累積機率,並利用一隨機分析方法計算各該檢測區段之一通訊成功機率;一通訊成功機率判斷步驟,係由該處理器判斷各該檢測區段之通訊成功機率是否皆大於一通訊標準,若是,則完成該數個故障指示點於電力網路內之設置;若否,則進行一故障指示點更新步驟;及該故障指示點更新步驟,係由一處理器讀取通訊成功機率小於品質標準之檢測區段,並將形成該檢測區段之任一故障指示點朝該檢測區段內移動一單位距離,再執行該故障分析步驟。
- 如申請專利範圍第1項所述之電力網路之故障指示點的分析方法,其中該通訊品質分析步驟之隨機分析方法為一蒙地卡羅法。
- 一種電力網路之故障指示點的分析裝置,係包含:一資料庫,用以儲存一電力網路之饋線圖資資料、各電力線之通訊品質資料及故障發生率資料;一處理器,電性連接該資料庫,以讀取該資料庫之資料並進行數據的判斷與計算;一故障分析模組,電性連接該處理器,並可根據該電力網路之不同區段之故障發生率資料,將故障狀態產生於該電力網路之不同區段;及一通訊分析模組,電性連接該處理器,該通訊分析模組係用以量測該電力網路之不同區段的通訊品質,並計算一通訊品質資料累積機率,再根據該通訊品質計算一通訊成功機率。
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