CN111951124B - 一种基于供电追溯阵的配电自动化终端告警缺陷辨识方法 - Google Patents

Abstract

一种基于供电追溯阵的配电自动化终端告警缺陷辨识方法，该方法包括以下步骤：建立终端告警缺陷辨识数据模型：供电追溯阵PTM；基于供电追溯阵PTM与故障点首终端集合FHS生成综合故障标准告警终端集合CFSS；通过故障实际告警终端集合FAAS对于综合故障标准告警终端集合CFSS的差集确定故障告警漏报终端集合FAMS；通过综合故障标准告警终端集合CFSS对于故障实际告警终端集合FAAS的差集确定故障告警误报终端集合FAFS。本发明对故障情况下配电自动化终端告警信息进行挖掘分析，及时发现终端缺陷，为抢修消缺与运行维护提供有力支撑。

Description

一种基于供电追溯阵的配电自动化终端告警缺陷辨识方法

技术领域

本发明涉及配电网终端管控及检修技术领域，具体地说是一种基于供电追溯阵的配电自动化终端告警缺陷辨识方法。

背景技术

馈线自动化可基于配电网终端采集的故障告警信号判定故障区间，隔离故障区域和恢复健全区域供电，是提高配电网供电可靠性的重要手段。

作为配电网感知的重要元件，馈线终端单元(FTU)、站所终端单元(DTU)、故障指示器(FID)、智能配变终端(TTU)等自动化终端装置被广泛应用在中低压配电网中，为配电网的可观可控提供了重要保障。但是由于产品质量、安装工艺、运行环境、维护手段等多种因素的影响，自动化终端漏报和误报告警信号的情况时有发生，严重影响了馈线自动化故障判定的准确性。目前，对自动化终端的数据分析多集中在遥信遥测辨识、终端在线率分析、终端电池活化分析、终端通信分析等方面，对配电网故障情况下的终端告警缺陷分析研究较少。

发明内容

本发明实施例中提供了一种基于供电追溯阵的配电自动化终端告警缺陷辨识方法，用于解决现有技术中配电网终端缺陷辨识的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一种基于供电追溯阵的配电自动化终端告警缺陷辨识方法，该方法包括以下步骤：

建立终端告警缺陷辨识数据模型：供电追溯阵PTM；

基于供电追溯阵PTM与故障点首终端集合FHS生成综合故障标准告警终端集合CFSS；

通过故障实际告警终端集合FAAS对于综合故障标准告警终端集合CFSS的差集确定故障告警漏报终端集合FAMS；

通过综合故障标准告警终端集合CFSS对于故障实际告警终端集合FAAS的差集确定故障告警误报终端集合FAFS。

在第一种可能实现的方式中，所述的供电追溯阵PTM包括一条配电馈线上所有的供电路径及其终端顺序，具体为：

式中，i＝1,2,…,n，n为配电变压器的供电路径数，等于配电变压器数；j＝1,2,…,m，m为最大供电路径包含的自动化终端数；pt_ij为第i个供电路径中第j个终端的编号，若该终端不存在，用-1表示。

在第二种可能实现的方式中，所述的故障点首终端集合FHS为每个故障点上游的第一个自动化终端的集合，具体包括：

FHS＝[fh₁,fh₂,…,fh_g,…,fh_q]

式中，fh_g为配电馈线第g个故障点上游的第一个自动化终端编号，g＝1,2,…,q，q为配电馈线故障点总数。

在第三种可能实现的方式中，生成综合故障标准告警终端集合CFSS具体包括以下步骤：

顺序选取故障点首终端集合FHS中的一个元素fh_g与供电追溯阵PTM中的每行元素[pt_i1,pt_i2,…,pt_ij,…,pt_im]进行比对；

如果该行中含有元素fh_g即pt_ij＝fh_g，则表示故障发生在该供电路径上，记录元素fh_g的上游元素总数N_ij；

如果多行中都含有元素fh_g，表示故障发生在这多条供电路径的公共路径上；

选取N_ij最大的一条路径x,其行内元素为[pt_x1,pt_x2,…,pt_xj,…,pt_xm]，将其上游元素生成第g个故障点的单故障标准告警终端集合SFSS_g：SFSS_g＝[ss_g1,ss_g2,…,ss_gw,…,ss_gj]；式中，ss_gw为第g个故障点上游供电路径上的第w个终端，w＝1,2,…,j，j为PTM中与fh_g相同的元素所在的列，j＝N_ij，pt_xw＝ss_gw；

依次选取故障点首终端集合FHS中的每一个元素，生成多故障标准告警终端集合MFSS，具体为：MFSS＝[SFSS₁,SFSS₂,…,SFSS_g,…,SFSS_q]；

如果多故障并行发生，则对多故障标准告警终端集合MFSS中的各元素取并集，生成综合故障标准告警终端集合CFSS，具体为：

CFSS＝[cs₁,cs₂,…,cs_k,…,cs_h]

CFSS＝SFSS₁∪SFSS₂∪…SFSS_g∪…SFSS_q

式中，cs_k为综合故障标准告警终端集合CFSS中第k个自动化终端编号，k＝1,2,…,h，h为综合故障标准告警终端集合CFSS中所含自动化终端总数。

在第四种可能实现的方式中，所述的方法还包括建立故障实际告警终端集合FAAS，具体包括：

FAAS＝[fa₁,fa₂,…,fa_d,…,fa_e]；

式中，fa_d为故障实际告警终端集合FAAS中第d个上报告警信号的自动化终端编号，d＝1,2,…,e，e为该配电馈线上报故障告警信号的自动化终端总数。

在第五种可能实现的方式中，所述通过故障实际告警终端集合FAAS对于综合故障标准告警终端集合CFSS的差集确定故障告警漏报终端集合FAMS具体包括：

FAMS＝[fm₁,fm₂,…,fm_a,…,fm_b]；

FAMS＝CFSS-FAAS；

式中，fm_a为故障告警漏报终端集合FAMS中第a个漏报故障告警信号的自动化终端编号，a＝1,2,…,b，b为该配电馈线漏报故障告警信号的自动化终

端总数。

在第六种可能实现的方式中，所述通过综合故障标准告警终端集合CFSS对于故障实际告警终端集合FAAS的差集确定故障告警误报终端集合FAFS具体包括：

FAFS＝[ff₁,ff₂,…,ff_c,…,ff_r]

FAFS＝FAAS-CFSS

式中，ff_e为故障告警误报终端集合FAFS中第e个误报故障告警信号的自动化终端编号，e＝1,2,…,r，r为该配电馈线误报故障告警信号的自动化终端总数。由以上技术方案可见，本发明通过建立终端告警缺陷辨识数据模型、综合故障标准告警终端集合、故障实际告警终端集合、故障告警漏报终端集合、故障告警误报终端集合对故障情况下配电自动化终端告警信息进行挖掘分析，及时发现终端缺陷，为抢修消缺与运行维护提供有力支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种基于供电追溯阵的配电自动化终端告警缺陷辨识方法流程示意图；

图2为本发明实施例所应用的终端故障告警信号分布示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

规定从配电变压器开始，沿着潮流逆方向，向电源点进行向上追溯，直到变电站出线开关为止，其所经历的配电自动化终端定义为该配电变压器的供电路径终端。

如图1所示，一种基于供电追溯阵的配电自动化终端告警缺陷辨识方法，该方法包括以下步骤：

S1、建立终端告警缺陷辨识数据模型：供电追溯阵PTM；

S2、基于供电追溯阵PTM与故障点首终端集合FHS生成综合故障标准告警终端集合CFSS；

S3、通过故障实际告警终端集合FAAS对于综合故障标准告警终端集合CFSS的差集确定故障告警漏报终端集合FAMS；

S4、通过综合故障标准告警终端集合CFSS对于故障实际告警终端集合FAAS的差集确定故障告警误报终端集合FAFS。

步骤S1中，建立供电追溯阵PTM描述一条配电馈线上所有的供电路径及其终端顺序，具体为：

式中，i＝1,2,…,n，n为配电变压器的供电路径数，等于配电变压器数；j＝1,2,…,m，m为最大供电路径包含的自动化终端数；pt_ij为第i个供电路径中第j个终端的编号，若该终端不存在，用-1表示。

步骤S2中，故障点首终端集合FHS为每个故障点上游的第一个自动化终端的集合，具体包括：

FHS＝[fh₁,fh₂,…,fh_g,…,fh_q]

式中，fh_g为配电馈线第g个故障点上游的第一个自动化终端编号，g＝1,2,…,q，q为配电馈线故障点总数。

步骤S3中生成综合故障标准告警终端集合CFSS具体包括以下步骤：

S31、顺序选取故障点首终端集合FHS中的一个元素fh_g与供电追溯阵PTM中的每行元素[pt_i1,pt_i2,…,pt_ij,…,pt_im]进行比对；

S32、如果该行中含有元素fh_g即pt_ij＝fh_g，则表示故障发生在该供电路径上，记录元素fh_g的上游元素总数N_ij；

S33、如果多行中都含有元素fh_g，表示故障发生在这多条供电路径的公共路径上；

S34、选取N_ij最大的一条路径x,其行内元素为[pt_x1,pt_x2,…,pt_xj,…,pt_xm]，将其上游元素生成第g个故障点的单故障标准告警终端集合SFSS_g：SFSS_g＝[ss_g1,ss_g2,…,ss_gw,…,ss_gj]；式中，ss_gw为第g个故障点上游供电路径上的第w个终端，w＝1,2,…,j，j为PTM中与fh_g相同的元素所在的列，j＝N_ij，pt_xw＝ss_gw；

S35、依次选取故障点首终端集合FHS中的每一个元素，生成多故障标准告警终端集合MFSS，具体为：MFSS＝[SFSS₁,SFSS₂,…,SFSS_g,…,SFSS_q]；

S36、如果多故障并行发生，则对多故障标准告警终端集合MFSS中的各元素取并集，生成综合故障标准告警终端集合CFSS，以描述一条配电馈线上所有并发故障引起的配电自动化告警终端，具体为：

CFSS＝[cs₁,cs₂,…,cs_k,…,cs_h]

CFSS＝SFSS₁∪SFSS₂∪…SFSS_g∪…SFSS_q

式中，cs_k为综合故障标准告警终端集合CFSS中第k个自动化终端编号，k＝1,2,…,h，h为综合故障标准告警终端集合CFSS中所含自动化终端总数。

步骤S4的前提包括建立故障实际告警终端集合FAAS，FAAS以记录故障发生时，配电馈线各上报故障告警信号的自动化终端，具体包括：

FAAS＝[fa₁,fa₂,…,fa_d,…,fa_e]；

式中，fa_d为故障实际告警终端集合FAAS中第d个上报告警信号的自动化终端编号，d＝1,2,…,e，e为该配电馈线上报故障告警信号的自动化终端总数。

建立故障告警漏报终端集合FAMS以描述故障发生时，配电馈线上应该上报故障告警信号却未上报故障告警信号的终端。当某自动化终端属于综合故障标准告警终端集合CFSS而不属于故障实际告警终端集合FAAS时，表示该自动化终端存在漏报故障告警信号的情况。FAMS的集合值可用故障实际告警终端集合FAAS对于综合故障标准告警终端集合CFSS的差集而定。步骤S3中，所述通过故障实际告警终端集合FAAS对于综合故障标准告警终端集合CFSS的差集确定故障告警漏报终端集合FAMS具体包括：FAMS＝[fm₁,fm₂,…,fm_a,…,fm_b]；

FAMS＝CFSS-FAAS；

式中，fm_a为故障告警漏报终端集合FAMS中第a个漏报故障告警信号的自动化终端编号，a＝1,2,…,b，b为该配电馈线漏报故障告警信号的自动化终端总数。

建立故障告警误报终端集合FAFS以描述故障发生时，配电馈线上不应上报故障告警信号但却上报了故障告警信号的终端。当某自动化终端属于故障实际告警终端集合FAAS而不属于综合故障标准告警终端集合CFSS时，表示该自动化终端存在误报故障告警信号的情况。FAFS的集合值可用综合故障标准告警终端集合CFSS对于故障实际告警终端集合FAAS的差集而定。步骤S4中，通过综合故障标准告警终端集合CFSS对于故障实际告警终端集合FAAS的差集确定故障告警误报终端集合FAFS具体包括：

FAFS＝[ff₁,ff₂,…,ff_c,…,ff_r]

FAFS＝FAAS-CFSS

式中，ff_e为故障告警误报终端集合FAFS中第e个误报故障告警信号的自动化终端编号，e＝1,2,…,r，r为该配电馈线误报故障告警信号的自动化终端总数。

如图2所示的配电馈线，B1为变电站出线开关(电源点)，F1～F12为可以上报故障告警信号的自动化终端，T1～T5为配电变压器，Bus1为变电站10kV母线。

当发生故障时，变电站出线开关B1跳闸，配电主站接收到终端F1、F3、F4、F5、F11、F12上报的故障告警信号，如图中黑色圆圈所示；根据故障研判逻辑，配电馈线自动化系统研判故障发生在三处地方，第一处故障点在终端F12与配电变压器T2围成的区域内，如图2中Fault2所示；第二处故障点在终端F11与配电变压器T4围成的区域内，如图2中Fault3所示；第三处故障点在终端F4与配电变压器T1围成的区域内，如图2中Fault4所示。

当抢修人员进行现场勘查后，确定故障发生在两处地方，第一处故障点在终端F4与配电变压器T1围成的区域内，如图2中Fault4所示；第二处故障点在终端F6、F10、F11围成的区域内，如图2中Fault5所示。自动化终端告警信号的漏报和误报严重影响了故障研判的准确性。

为了解决漏报和误报造成的后果，建立供电追溯阵PTM为：

建立故障点首终端集合FHS为：FHS＝[F4,F6]

建立单故障标准告警终端集合SFSS1、SFSS2为：

SFSS₁＝[F1,F2,F4]SFSS₂＝[F1,F2,F3,F6]

生成综合故障标准告警终端集合CFSS为：

CFSS＝SFSS₁∪SFSS₂＝[F1,F2,F3,F4,F6]

建立故障实际告警终端集合FAAS为：FAAS＝[F1,F3,F4,F5,F11,F12]

生成故障告警漏报终端集合FAMS为：FAMS＝CFSS-FAAS＝[F2,F6]

生成故障告警误报终端集合FAFS为：FAFS＝FAAS-CFSS＝[F5,F11,F12]

如此，运维检修人员可根据故障告警漏报终端集合FAMS与故障告警误报终端集合FAFS中所列设备尽快到现场进行定点精准化检修及维护更换，以便确保配电网故障感知的准确性，从而达到提升供电可靠性的目的。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种基于供电追溯阵的配电自动化终端告警缺陷辨识方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

建立终端告警缺陷辨识数据模型：供电追溯阵PTM；

基于供电追溯阵PTM与故障点首终端集合FHS生成综合故障标准告警终端集合CFSS；

通过故障实际告警终端集合FAAS对于综合故障标准告警终端集合CFSS的差集确定故障告警漏报终端集合FAMS；

通过综合故障标准告警终端集合CFSS对于故障实际告警终端集合FAAS的差集确定故障告警误报终端集合FAFS；

所述的供电追溯阵PTM包括一条配电馈线上所有的供电路径及其终端顺序，具体为：

式中，i＝1,2,…,n，n为配电变压器的供电路径数，等于配电变压器数；j＝1,2,…,m，m为最大供电路径包含的自动化终端数；pt_ij为第i个供电路径中第j个终端的编号，若该终端不存在，用-1表示；

所述的故障点首终端集合FHS为每个故障点上游的第一个自动化终端的集合，具体包括：

FHS＝[fh₁,fh₂,…,fh_g,…,fh_q]

式中，fh_g为配电馈线第g个故障点上游的第一个自动化终端编号，g＝1,2,…,q，q为配电馈线故障点总数；

生成综合故障标准告警终端集合CFSS具体包括以下步骤：

顺序选取故障点首终端集合FHS中的一个元素fh_g与供电追溯阵PTM中的每行元素[pt_i1,pt_i2,…,pt_ij,…,pt_im]进行比对；

如果该行中含有元素fh_g即pt_ij＝fh_g，则表示故障发生在该供电路径上，记录元素fh_g的上游元素总数N_ij；

如果多行中都含有元素fh_g，表示故障发生在这多条供电路径的公共路径上；

选取N_ij最大的一条路径x,其行内元素为[pt_x1,pt_x2,…,pt_xj,…,pt_xm]，将其上游元素生成第g个故障点的单故障标准告警终端集合SFSS_g；SFSS_g＝[ss_g1,ss_g2,…,ss_gw,…,ss_gj]；式中，ss_gw为第g个故障点上游供电路径上的第w个终端，w＝1,2,…,j，j为PTM中与fh_g相同的元素所在的列，j＝N_ij，pt_xw＝ss_gw；

依次选取故障点首终端集合FHS中的每一个元素，生成多故障标准告警终端集合MFSS，具体为：MFSS＝[SFSS₁,SFSS₂,…,SFSS_g,…,SFSS_q]；

如果多故障并行发生，则对多故障标准告警终端集合MFSS中的各元素取并集，生成综合故障标准告警终端集合CFSS，具体为：

CFSS＝[cs₁,cs₂,…,cs_k,…,cs_h]

CFSS＝SFSS₁∪SFSS₂∪…SFSS_g∪…SFSS_q

式中，cs_k为综合故障标准告警终端集合CFSS中第k个自动化终端编号，k＝1,2,…,h，h为综合故障标准告警终端集合CFSS中所含自动化终端总数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的方法还包括建立故障实际告警终端集合FAAS，具体包括：

FAAS＝[fa₁,fa₂,…,fa_d,…,fa_e]；

式中，fa_d为故障实际告警终端集合FAAS中第d个上报告警信号的自动化终端编号，d＝1,2,…,e，e为该配电馈线上报故障告警信号的自动化终端总数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是，所述通过故障实际告警终端集合FAAS对于综合故障标准告警终端集合CFSS的差集确定故障告警漏报终端集合FAMS具体包括：

FAMS＝[fm₁,fm₂,…,fm_a,…,fm_b]；

FAMS＝CFSS-FAAS；

式中，fm_a为故障告警漏报终端集合FAMS中第a个漏报故障告警信号的自动化终端编号，a＝1,2,…,b，b为该配电馈线漏报故障告警信号的自动化终端总数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述通过综合故障标准告警终端集合CFSS对于故障实际告警终端集合FAAS的差集确定故障告警误报终端集合FAFS具体包括：

FAFS＝[ff₁,ff₂,…,ff_c,…,ff_r]

FAFS＝FAAS-CFSS

式中，ff_e为故障告警误报终端集合FAFS中第e个误报故障告警信号的自动化终端编号，e＝1,2,…,r，r为该配电馈线误报故障告警信号的自动化终端总数。