配电网故障诊断方法与流程

本发明涉及电网故障诊断技术领域，尤其是涉及配电网故障诊断方法。

背景技术：

在目前的配电网监控中，调度员主要依赖于采集到的配电终端二遥(遥信和遥测)或三遥(遥信，遥测，遥控)信息进行系统监控，当配电网发生故障时，依靠配电终端上送的开关变位信号及其相关的故障信息进行故障诊断，定位故障区间，并依此指导配抢工作。

但是配电网实现馈线自动化的线路有限，部分地区配电终端的覆盖率较低，对没有接入二遥或三遥的馈线无法进行实时监控，只能根据客户的报修信息，凭借经验进行故障诊断，导致故障诊断效率低下，另一方面，馈线自动化反馈的结果往往只能反映该馈线出线故障，而不能判断馈线出线故障的具体线路段，使得故障诊断的精度低，这样，无疑将导致故障修复效率低下。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有电网故障诊断精度低，效率低下的缺陷，提供一种配电网故障诊断方法。

一种配电网故障诊断方法，包括：

构建模型步骤：构建电网全模型；

获取故障信息步骤：获取馈线的故障信息，根据所述故障信息和所述电网全模型定位故障所在的馈线；

获取故障指示信息步骤：获取故障指示器的故障指示信息，根据所述故障指示信息和所述电网全模型定位故障所在的第一故障区间；

获取配电停电事件步骤：获取配电变压器的配变停电事件，根据所述配变停电事件和所述电网全模型定位故障所在的第一跳闸设备；

获取量测突降信息步骤：获取出线开关的量测突降信息，根据所述量测突降信息和所述电网全模型定位故障所在的第二故障区间和第二跳闸设备。

在一个实施例中，获取量测突降信息步骤之后，还包括：输出故障综合信息，所述故障综合信息包括所述第一故障区间、所述第一跳闸设备、所述第二故障区间和所述第二跳闸设备。

在一个实施例中，获取量测突降信息步骤之后，还包括：

生成诊断报告步骤：根据定位获得的所述馈线、所述第一故障区间、所述第一跳闸设备、所述第二故障区间和所述第二跳闸设备，生成诊断报告。

在一个实施例中，生成诊断报告步骤之后，还包括：传输所述诊断报告。

在一个实施例中，所述测量测突降信息包括量测突降比例。

在一个实施例中，所述获取量测突降信息步骤具体包括：

获取多个所述出线开关的量测突降比例；

检测所述量测突降比例是否大于预设阈值，当一所述出线开关的量测突降比例大于预设阈值时，根据所述出线开关和所述电网全模型定位第二故障区间和第二跳闸设备。

在一个实施例中，所述获取量测突降信息步骤具体包括：

当检测到某一出线开关的量测突降比例大于预设阈值时，获取该出线开关对应的馈线上的二遥和三遥开关、配电变压器和故障指示器的量测信息，根据二遥和三遥开关、配电变压器和故障指示器的量测信息和所述电网全模型定位第二故障区间和第二跳闸设备。

在一个实施例中，所述故障指示信息包括翻牌动作信息、故障电流值和负荷电流值。

在一个实施例中，所述获取配电停电事件步骤具体包括：

检测所述配电变压器的所述配变停电事件；

当触发所述配变停电事件时，获取所述配电变压器的所述配变停电事件；

根据所述配电停电事件触发对对应的所述馈线的诊断处理。

在一个实施例中，所述对对应的所述馈线的诊断处理具体包括：

获取对应的所述馈线的所述配电变压器的电流值；

根据所述配电变压器的电流值和所述电网全模型定位故障所在的第一跳闸设备。

上述的配电网故障诊断方法，通过故障指示信息、配变停电事件和量测突降信息，结合电网全模型能够精确获取故障发生的线路段，有效提高了故障的诊断效率。

附图说明

图1为一实施例的配电网故障诊断方法的流程示意图；

图2为另一实施例的配电网故障诊断方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以某大型省级电网为实施例，结合附图对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

例如，一种配电网故障诊断方法，包括构建模型步骤：构建电网全模型；获取故障信息步骤：获取馈线的故障信息，根据所述故障信息和所述电网全模型定位故障所在的馈线；获取故障指示信息步骤：获取故障指示器的故障指示信息，根据所述故障指示信息和所述电网全模型定位故障所在的第一故障区间；获取配电停电事件步骤：获取配电变压器的配变停电事件，根据所述配变停电事件和所述电网全模型定位故障所在的第一跳闸设备；获取量测突降信息步骤：获取出线开关的量测突降信息，根据所述量测突降信息和所述电网全模型定位故障所在的第二故障区间和第二跳闸设备。

如图1所示，本发明配电网故障诊断方法的一个实施例，包括：

步骤102，构建模型步骤：构建电网全模型。

具体地，电网全模型为电网的母线和馈线组成的拓扑模型，例如，该电网全模型为包括电网内的各馈线和各馈线上的负荷设备的拓扑模型，该电网全模型能够获取各馈线以及负荷设备的参数，该参数包括电流值、电压值、计量信息以及位置信息等，例如，该电网全模型通过GIS(Geographic Information System，地理信息系统)系统获取各馈线以及各负荷设备的位置信息。

该电网全模型通过获取汇集主网、营销、用电信息采集、计量、GIS等系统的相关模型和台帐信息，建立起基于多源数据模型的电网全模型，从而建立电网全模型的拓扑。

步骤104，获取故障信息步骤：获取馈线的故障信息，根据所述故障信息和所述电网全模型定位故障所在的馈线。

具体地，当发生开关跳闸或者触发保护动作时，馈线将反馈的开关跳闸信号和保护动作信号，例如，在本实施例中，馈线的故障信息包括开关跳闸信号和保护动作信号，本实施例中，根据开关跳闸信号和保护动作信号，并结合电网全模型从而精确定位故障发生的馈线，即故障所在的馈线。

步骤106，获取故障指示信息步骤：获取故障指示器的故障指示信息，根据所述故障指示信息和所述电网全模型定位故障所在的第一故障区间。

具体地，故障指示器的故障指示信息用于指示位于该故障指示器所在线路的后段的故障信息，因此，通过该故障指示信息能够准确定位故障的位置，即定位该故障发生在馈线的哪一线路段，例如，一馈线上连接多个故障指示器，通过多个故障指示器反馈的故障指示信息，并结合电网全模型能够准确获得故障发生在该馈线上某一故障指示器的后段，即第一故障区间。

步骤108，获取配电停电事件步骤：获取配电变压器的配变停电事件，根据所述配变停电事件和所述电网全模型定位故障所在的第一跳闸设备。

具体地，跳闸设备位于馈线的末端，在本实施例中，该跳闸设备为配电变压器，配电变压器位于馈线的末端，根据该配电停电事件获取故障发生的配电变压器，从而定位该故障所在馈线的线路段，具体地，由于配电变压器位于馈线的末端，因此，故障发生在馈线上配电变压器的前段。

步骤110，获取量测突降信息步骤：获取出线开关的量测突降信息，根据所述量测突降信息和所述电网全模型定位故障所在的第二故障区间和第二跳闸设备。

具体地，出线开关位于馈线的始端，为母线出线至馈线的开关，通过该出线的量测突降信息，并结合电网全模型能够获取故障所在的区间和发生故障引起的跳闸的设备。

步骤112，生成诊断报告步骤：根据定位获得的所述馈线、所述第一故障区间、所述第一跳闸设备、所述第二故障区间和所述第二跳闸设备，生成诊断报告。

在本实施例中，该诊断报告为诊断输出结果，例如，该诊断报告包括故障综合信息，例如，根据故障综合信息生成诊断报告。具体地，结合故障所在的馈线、所述第一故障区间和所述第一跳闸设备能够精确获取故障发生在馈线上的某一线路段，具体地，第一故障区间为该馈线故障指示器的后段，而第一跳闸设备位于该馈线的前段，通过前段和后段的结合，能够定位馈线上发生疑似故障的线路段；并通过与根据量测突降信息获取的第二故障区间和第二跳闸设备进行复核检测，例如，将第一故障区间和所述第一跳闸设备定位获取的故障线路段与第二故障区间和第二跳闸设备定位获取的故障线路段进行对比，当两者一致时，则可精确判定故障发生，并生成诊断报告，从而精确地确定故障发生在馈线上的线路段，并且有效提高了故障的诊断效率，即使在没有实现馈线自动化的线路也能精确定位故障发生的线路段。

例如，生成诊断报告步骤之后，还包括：传输所述诊断报告。例如，将所述诊断报告传输至系统，例如，将所述诊断报告传输至显示装置进行显示。

在一个实施例中，在获取量测突降信息步骤之后还包括：

输出故障综合信息，所述故障综合信息包括所述第一故障区间、所述第一跳闸设备、所述第二故障区间和所述第二跳闸设备。

在本实施例中，诊断报告根据故障综合信息生成，例如，该诊断报告包括故障综合信息。

在一个实施例中，所述测量测突降信息包括量测突降比例。

具体地，该量测突降比例为量测的数据的突降比例，例如，该量测突降比例为量测电流的突降比例，该突降比例为电流值的下降比例。值得一提的是，由于各馈线上的电流值并不是恒定的或者说是不确定的，因此，对电流值的监控并不能准确监控到故障的发生，而电流的突降则表明电流大幅度的下降，则能够准确监控到故障的发生，因此而本实施例中对该下降幅度做监控，获取馈线量测电流的突降比例，即获取该量测突降比例

在一个实施例中，所述获取量测突降信息步骤具体包括：

步骤110a，获取多个所述出线开关的量测突降比例。

步骤110b，检测所述量测突降比例是否大于预设阈值，当一所述出线开关的量测突降比例大于预设阈值时，根据所述出线开关和所述电网全模型定位第二故障区间和第二跳闸设备。

具体地，本实施例中，当量测突降比例大于预设阈值，则表明该出线开关所对应的馈线发生故障，因此，能够根据该量测突降比例定位到故障所在的馈线。

在一个实施例中，当检测到某一出线开关的量测突降比例大于预设阈值时，获取该出线开关对应的馈线上的二遥和三遥开关、配电变压器和故障指示器的量测信息，根据二遥和三遥开关、配电变压器和故障指示器的量测信息和所述电网全模型定位第二故障区间和第二跳闸设备。

具体地，在本实施例中，系统实时监测所有变电站的出线开关的状态及量测信息，出线开关正常运行但其电流一旦发生突降并达到设定比例，则触发整条馈线的故障诊断：对此馈线所涉及的采集终端、故障指示器、配电变压器下发总召唤命令，并根据返回的出线开关、刀闸、配电变压器、故障指示器的数据辨识停电设备范围，定位故障区间。

在一个实施例中，所述故障指示信息包括翻牌动作信息、故障电流值和负荷电流值。

具体地，该翻牌动作信息为正常或异常信息，用于指示该故障指示器对应的馈线的后段的线路的正常或异常，当某一故障指示器的翻牌动作信息为异常信息或者说翻牌状态为异常状态，则该故障指示器对应的馈线的后段的线路为异常，表明该线路段发生故障。负荷电流值为设备或者线路正常工作时的电流值，故障电流值为设备或者线路出现故障而时的电流值。

在本实施例中，获取故障指示信息步骤具体包括：

获取故障指示器的翻牌动作信息、故障电流值和负荷电流值，根据翻牌动作信息、故障电流值、负荷电流值和所述电网全模型定位故障所在的第一故障区间。

根据各故障指示器的翻牌动作信息、故障电流值和负荷电流值，辨识出发生故障翻牌的故障指示器，从而结合电网全模型定位故障所在的第一故障区间。

系统实时监测故障指示器的量测信息，接收到某个故障指示器的短路翻牌信号后，触发整条馈线的诊断处理：与公网采集前置交互，对本条馈线的全部故障指示器下发总召唤命令；根据返回的全数据中故障指示器的翻牌状态、故障电流及负荷电流值辨识出发生故障翻牌的指示器；基于故障指示器的电网全模型中的关系定位可疑的故障区间。

在一个实施例中，所述获取配电停电事件步骤具体包括：

步骤108a，检测所述配电变压器的所述配变停电事件。

步骤108b，当触发所述配变停电事件时，获取所述配电变压器的所述配变停电事件。

步骤108c，根据所述配电停电事件触发对对应的所述馈线的诊断处理。

例如，所述对对应的所述馈线的诊断处理具体包括：

步骤A，获取对应的所述馈线的所述配电变压器的电流值。

步骤B，根据所述配电变压器的电流值和所述电网全模型定位故障所在的第一跳闸设备。

在本实施例中，系统实时检测配电变压器的量测信息，接收到某个配电变压器的配变停电事件后，触发对整条馈线的诊断处理：与用电信息采集系统交互获取配电变压器的量测信息并筛选出停电的配电变压器，基于停电配变的电网全模型定位引起停电的跳闸设备，从而根据跳闸设备定位故障所在线路段。

在一个具体的实施例中，该配电网故障诊断方法的实施过程如下：

1)基于多源数据模型构建电网全模型与全模型拓扑分析。

基于配网模型汇集拼接主网、营销、计量、用采、GIS等多个系统的相关模型信息、台帐信息，构建静态全电网模型；并在应用服务中根据采集的设备状态与量测进行拓扑分析，实现全模型的动态拓扑分析。

2)基于配变信息的故障诊断，与用采系统交互根据配变停电事件、召唤量测信息分析判断停电范围，并结合拓扑分析定位跳闸设备。

监测到配变的停电事件后，触发整条馈线的诊断处理：对本条馈线的全部配变下发总召唤命令；根据返回的全数据中配变的电流值筛选出停电的配变，确认停电范围；基于停电配变的拓扑供电关系定位引起停电的开断设备。

3)基于量测突降进行故障诊断，根据出线开关的量测突降比例、召唤设备量测、结合馈线其它设备状态进行故障分析定位故障区间与跳闸设备。

监测到出线开关量测突降情况进行故障诊断，根据出线开关的量测突降比例、召唤所属馈线的二遥三遥开关、配变、故障指示器等设备量测，确定实际停电情况，结合设备的拓扑状态进行故障分析定位故障区间与跳闸设备。

4)基于故障指示器进行故障诊断，与公网采集系统交互根据故指的翻牌动作信息、故障电流值、负荷电流值确认故指动作情况，分析定位故障区间。

监测故障指示器信息并进行故障诊断，与公网采集系统交互获得故指的翻牌动作信息、故障电流值、负荷电流值；故指翻牌动作时同时召唤其全数据，确认各个故指实际动作情况；根据馈线上所有故指的故障信息分析定位故障区间。

5)多源数据融合进行故障诊断，与多个系统交互对故障时按时序上送的三遥信息、故指、配变信息进行综合分析，对诊断结果渐进修正最终实现准确定位。

多系统交互采集出线开关量测信息、馈线二遥三遥信息、故指信息、配变信息、计划停电等多源数据，配电网故障发生时的因物理通讯不同各类故障信号按不同时序上送，该方法将汇集各类信号总体分析，对诊断结果渐进修正最终实现准确定位。

在一个具体的实施例中，该配电网故障诊断方法的实施过程如下：

1)基于多源数据模型构建电网全模型与全模型拓扑分析

基于配网模型汇集拼接主网、营销、计量、用采、GIS等多个系统的相关模型，构建静态模型；并在应用服务中根据采集的设备状态与量测进行拓扑分析，实现全模型的动态拓扑分析。

例如，将EMS(Energy Management System，电能管理系统)主网模型与DMS(Distribution Management System，配电管理系统)配网模型进行拼接，构建起全电网模型，并在应用服务中根据采集的设备状态进行实时拓扑分析。

2)多源量测数据融合接入，构建实时数据中心，故障信息实时监测与告警

接入常规的馈线自动化信息；与EMS主网系统交互，采集10KV母线电压、馈线出线开关等量测信息；与用电信息采集系统交互，采集配变的停电事件、量测信息；与营配系统交互获取设备台帐、计划停电等信息；公网采集系统接入故障指示器终端，采集故障指示器的翻牌、量测信息。

3)基于馈线自动化信息的故障诊断

实现馈线自动化的线路故障时将根据开关跳闸信息、过流信息定位并隔离故障区间，推出FA方案。

4)基于配变信息的故障诊断，与用采系统交互根据配变信息分析定位停电范围与跳闸设备

系统实时监测配变的量测信息，接收到某个配变的停电事件后，触发整条馈线的诊断处理：与用电信息采集系统交互获取配变的量测信息并筛选出停电的配变；基于停电配变的拓扑供电关系定位引起停电的开断设备。

5)基于故障指示器的故障诊断，与公网采集系统交互根据故指信息分析定位故障区间

系统实时监测故障指示器的量测信息，接收到某个故障指示器的短路翻牌信号后，触发整条馈线的诊断处理：与公网采集前置交互，对本条馈线的全部故障指示器下发总召唤命令；根据返回的全数据中故障指示器的翻牌状态、故障电流及负荷电流值辨识出发生故障翻牌的指示器；基于故障指示器的拓扑供电关系定位可疑的故障区间。

6)基于量测突降的故障诊断，根据出线开关的量测突降比例、结合馈线其它设备状态进行故障分析定位故障区间与跳闸设备

系统实时监测所有变电站出线开关的状态及量测信息，出线开关正常运行但其电流一旦发生突降并达到设定比例，则触发整条馈线的故障诊断；对此馈线所涉及的采集终端、故障指示器、配变下发总召唤命令，并根据返回的开关、刀闸、配变、故障指示器的数据辨识停电设备范围，定位故障区间。

7)多源数据融合的故障诊断，与多个系统交互对故障时陆续上送的三遥信息、故指、配变信息进行综合分析，对诊断结果渐进修正最终实现准确定位

在非健全信息的配电网中上述信号的采集不一定都能具备，但整个故障诊断策略兼容各种情形。同时，实际故障时各类故障信号的上送时间不一致，系统基于后续的故障信息对之前的同一故障的故障诊断结论进行不断修正。整个诊断过程中同时滤除已知的计划停电信息，仅仅针对故障信息进行诊断。

如图2所示，该流程为根据该配电网故障诊断方法对故障的具体诊断过程：

步骤1，故障信息实时监测。

该故障信息实时监测包括对馈线自动化系统的监测以及对故障指示器、配电变压器和出线开关的监测。具体地，可通过电网全模型拓扑对故障信息进行实时监测。

步骤2，接收到开关跳闸、保护信号。

从馈线自动化系统接收到开关跳闸信号和保护信号。

步骤3，常规的馈线自动化故障定位。

本步骤中，对接收到的开关跳闸信号和保护信号做出常规的馈线自动化故障定位，以确定故障发生位置。

步骤4，生成诊断报告Report1。

该诊断报告Report1提供疑似故障所在区间的位置。

步骤5，接收到故障指示器翻牌动作信号或配变停电事件、或出线开关量测突降信息。

本步骤中，从故障指示器、配电变压器或出线开关接收到翻牌动作信号或配变停电事件、或出线开关量测突降信息。在本实施例中，步骤5既可以是与步骤2同步进行，也可以是与步骤2依时序进行。

步骤6，对整条馈线的故障指示器下发总召换命令。

具体地，当接收到故障指示器的翻牌动作信号后，对该故障指示器所在的馈线下发总召唤命令，该总召唤命令用于请求各故障指示器发送相关信息，例如向系统发送相关信息。从而使该馈线上的故障指示器发送翻牌状态、故障电流和负荷电流。

步骤7，根据故障指示器的翻牌状态、故障电流和负荷电流确定实际翻牌的故障指示器。

本步骤中，接收故障指示器的翻牌状态、故障电流和负荷电流，以确定翻牌的故障指示器，从而能够通过该确定的翻牌的故障指示器确定故障发生区间。

步骤8，拓扑分析，定位故障可疑区间。

本步骤中，确定了实际翻牌的故障指示器后，结合电网全模型的拓扑进行分析，定位故障发生的区间。

步骤9，生成诊断报告Report2。

根据步骤8的故障可疑区间并结合诊断报告Report1生成诊断报告

Report2，该诊断报告Report2提供疑似故障所在区间的位置。

步骤10，对整条馈线的配变下发总召换命令。

本步骤中，配变即为配电变压器，具体地，当接收到配电变压器的配变停电事件后，对该配电变压器所在的馈线下发总召唤命令，该总召唤命令用于请求各配电变压器发送相关信息，例如向系统发送相关信息。从而使该馈线上的配电变压器发送配变的电流值、停电事件、计划停电信息。在本实施例中，步骤10既可以是与步骤6同步进行，也可以是与步骤6依时序进行。

步骤11，根据配变的电流值、停电事件、计划停电信息，确定故障停电的范围。

本步骤中，接收馈线上的各配电变压器发送的电流值、停电事件和计划停电信息，根据上述信息判定故障停电的范围，具体地，由于配电变压器位于馈线的末端，因此，通过上述信息能够确定馈线上某一配电变压器的数值出现异常，则该馈线上配电变压器的前段则为疑似故障区间。

步骤12，拓扑分析，定位可疑的跳闸设备。

本步骤中，跳闸设备为配电变压器，结合电网全模型的拓扑进行分析，确定跳闸的配电变压器。

步骤13，生成诊断报告Report3。

根据步骤12的可疑的跳闸设备并结合诊断报告Report2生成诊断报告Report3，该诊断报告Report3提供疑似故障对应的跳闸设备。

步骤13，故障诊断报告整合。

本步骤中，将诊断报告Report1、诊断报告Report2和诊断报告Report3整合，以精确判定故障的发生，具体地，结合之前一定时间内的故障报告，辨识是否同一故障，即由于诊断报告Report1、诊断报告Report2和诊断报告Report3生成时间有可能不一致，当在预设时间内依次生成诊断报告Report1、诊断报告Report2和诊断报告Report3，且上述诊断报告的可疑故障区间相同，则可判定故障发生，并能够精确获取故障发生的具体线路段的位置。从而有效避免了故障的误判，以及有效提高了故障位置诊断效率。

步骤14，最终故障诊断报告Report4。

具体地，当确定故障发生，并最终获取到故障发生的位置，则生成诊断报告Report4。

上述各实施例的配电网故障诊断方法的实施具有以下效果：

1)基于多个等系统的相关模型、台帐信息，对必要的信息进行拼接，汇集出所需的配电网全模型，避免重复建模，实现源端维护资源共享，降低投资与维护成本。

2)该方法构建其基于多源数据的数据中心，为故障诊断提供全面的基础数据，提高数据的综合应用。

3)该方法适用于各类配电自动化系统或用电调度系统，尤其对非健全信息的配电网区域提供了自动化的故障诊断方法替代现有的人工分析。

4)本方法实现了多线程调用，可同时进行多起故障的诊断分析。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。