一种可视化配电网故障研判系统的制作方法

本发明涉及配电网故障监测技术领域，尤其涉及一种可视化配电网故障研判系统。

背景技术：

长期以来，在配电网发生故障时定位故障源、获取相关故障设备信息、分析故障类型和影响范围必须由维修人员现场进行，影响了维修的进度，同时由于在调度时不能明确故障的类型和影响范围，所以在维修人员数量一定的情况下，不能实现维修人员优先配置到影响范围大的电力故障上，不利于及时解决影响范围大的电力故障，无法实现维修资源的最佳配置。

例如，中国专利文献cn102565572a公开了一种配用电网故障研判平台及研判方法，该平台包括故障信息接收模块、故障设备定位模块、故障信息筛选模块、线路拓扑分析模块、设备运行信息分析模块、线路开关分析模块和故障分析展示模块。该方法是接收故障信息；获取与故障信息相关的源设备信息；筛选故障信息，得到线路拓扑结构和设备列表；召测分析并判断设备是否存在故障，如是则下一步，如不是则结束；监测开关开合信息，判断是否存在线路故障；确定故障类型、地点和影响区域，并展示故障设备及其信息和影响区域。上述专利文献虽然部分解决了长期以来配电发生故障必须现场确定故障类型的问题，但是该专利文献对故障信息进行研判时只分析相关线路和设备的带电情况，即只确定故障类型为哪一级设备的故障，使得分析得出的故障类型不明确不具体，这便需要维修人员到达现场后进一步进行确认分析，增大的维修人员到现场后的工作量，延缓了维修的进度。

技术实现要素：

本发明主要解决原有的研判系统不能明确故障类型的技术问题；提供一种可视化配电网故障研判系统，通过故障指示信息和配电网拓扑结构获取故障范围区域，依据状态信息研判获取故障类型，明确具体的故障范围区域和故障类型，维修人员可快速抵达现场，到达现场后可直接进行维修，减少了维修人员到现场后的工作量，加快了维修的进度。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括故障指示器、监测终端、数据中继终端、监测主站和可视化终端；

所述故障指示器设置于配电网中，用于采集配电网的故障指示信息；

所述监测终端设置于配电网中，用于采集配电网的状态信息；

所述数据中继终端连接在所述故障指示器和监测终端与所述监测主站之间，用于传送故障指示信息和状态信息至监测主站；

所述监测主站依据故障指示信息和状态信息进行研判获取故障信息，所述故障信息包括故障类型和故障范围区域；

所述可视化终端通过配电网gis系统展示故障范围区域，并展示故障影响区域。

通过故障指示信息和配电网拓扑结构获取故障范围区域，依据状态信息研判获取故障类型，明确具体的故障范围区域和故障类型，维修人员可快速抵达现场，到达现场后可直接进行维修，减少了维修人员到现场后的工作量，加快了维修的进度。可视化终端便于维修人员在任何时间、任何地点均可以查询故障范围区域、故障类型以及故障影响区域。

作为优选，所述的监测主站还包括维修计划模块、用户通知模块和维修通知模块；

所述维修计划模块用于根据所述故障信息以及历史维修过程制定维修计划并预计用电恢复时间；

所述维修通知模块用于推送所述故障信息和维修计划至维修人员；

所述用户通知模块用于推送所述用电恢复时间信息至用户。

根据所述故障信息以及历史维修过程制定维修计划，实现维修人员优先配置到影响范围大的电力故障上，及时解决影响范围大的电力故障，实现维修资源的最佳配置。预计并推送用电恢复时间信息至用户，利于用户根据停电时间进行生产规划，减小用户的损失，也避免受故障影响区域内的用户单独打电话咨询从而加大电力公司工作人员的工作量。

作为优选，所述的监测终端包括图像采集装置和红外热图像采集装置；

所述图像采集装置用于采集配电网中配电线路和配电设备的图像；

所述红外热图像采集装置用于采集配电网中配电线路和配电设备的红外热图像。

采用图像和红外热像图作为状态信息，不仅能够判别故障类型，还能够明确导致故障的原因。

作为优选，所述的监测终端设有gps定位模块。

监测终端设有gps定位模块，则上传至监测主站的状态信息带有定位信息，在后续故障类型的判别过程中，只需根据故障范围区域筛选出位于故障范围区域内的状态信息进行判别，减小了工作量，加快了故障类型判别的速度，即加快了故障研判的速度，便于维修人员能够更快的前往现场维修。

作为优选，所述的故障指示器设有gps定位芯片。

将带有定位信息的故障指示信息上传至监测主站，加快了故障范围区域的确定。

作为优选，所述的监测主站还包括用于辅助故障类型判别的气象系统。

根据气象系统对红外热像图中各部件的温度进行修正，提高了故障类型判别的准确度。

作为优选，所述的监测主站通过下列步骤进行故障信息研判：

a1、获取故障指示信息和配电网的状态信息；

a2、结合配电网拓扑结构和故障指示信息研判得出故障范围区域。

a3、从获取的配电网的状态信息中筛选出位于故障范围区域内的状态信息；

a4、将筛选出的状态信息与标准信息进行比对，研判得出故障类型。

明确具体的故障范围区域和故障类型，维修人员可快速抵达现场，到达现场后可直接进行维修，减少了维修人员到现场后的工作量，加快了维修的进度。

作为优选，所述的步骤a4具体包括：所述配电网的状态信息为配电网的图像和红外热图像，

a41、对筛选出的图像进行图像识别判断图像中的部件类型；

a42、结合图像所在区域的气象信息对与图像相对应的红外热图像进行温度修正；

a43、判断a42中的红外热图像的温度是否位于正常值范围，若位于正常值范围，则判定该部件正常，进行下一图像的研判，反之，则判定该部件故障，进行步骤a44；

a44、将判定为故障的部件所对应的图像与故障图像模型进行比对，判定故障类型。

通过图像识别算法识别出图像中的部件类型，从气象系统获取图像所在区域的气象信息，在计算与图像相对应的红外热像图（与图像的时间戳和定位信息均一致）中各部件的温度时，根据气象信息进行温度修正，判断a42中的红外热图像中各部件的温度是否位于正常值范围，若位于正常值范围，则判定该部件正常，进行下一图像的研判，反之，则判定该部件故障，将图像中故障部件所在部分截取出来与该部件的各项故障图像模型通过图像比对算法进行比对，找出相似度大于设定值的故障图像模型，则该部件的故障类型即为故障图像模型的故障类型。具体明确故障类型，维修人员到达现场后可直接进行维修，减少了维修人员到现场后的工作量，加快了维修的进度。

作为优选，所述的故障指示器包括壳体，所述壳体内设有电流互感器、压力传感器、压板和弹簧，所述压力传感器固定设置在壳体上，所述压板的一端与压力传感器相接触，所述弹簧预压紧设置于压板的另一端与壳体之间，所述弹簧的两端与电流互感器电相连，所述电流互感器设置于配电网中配电线路上。

在初始状态，弹簧预压紧设置于压板的另一端与壳体之间,即压力传感器监测到一定的压力值，当配电线路中有故障电流流过时，电流互感器将监测到的电流传输至弹簧的两侧，弹簧通上电流后收缩，带动压板远离压力传感器，当压力传感器监测到的压力值小于设定值时，压力传感器通过数据中继终端上传信息至故障研判模块，该信息就是故障指示信息。当弹簧中有电流流过时，弹簧就发生形变，进而导致压力传感器监测到的压力值发生变化，即可监测到故障指示信息，该故障指示器的监测精度高，进一步提高了对配电网的监测可靠性。同时可以通过人为设定设定值，使故障传感器能够适用于监测不同的故障电流，扩大使用范围。

本发明的有益效果是：1）通过故障指示信息和配电网拓扑结构获取故障范围区域，依据状态信息研判获取故障类型，明确具体的故障范围区域和故障类型，维修人员可快速抵达现场，到达现场后可直接进行维修，减少了维修人员到现场后的工作量，加快了维修的进度；2）根据所述故障信息以及历史维修过程制定维修计划，实现维修人员优先配置到影响范围大的电力故障上，及时解决影响范围大的电力故障，实现维修资源的最佳配置；3）预计并推送用电恢复时间信息至用户，利于用户根据停电时间进行生产规划，减小用户的损失，也避免受故障影响区域内的用户单独打电话咨询从而加大电力公司工作人员的工作量；4）当弹簧中有电流流过时，弹簧就发生形变，进而导致压力传感器监测到的压力值发生变化，即可监测到故障指示信息，故障指示器的监测精度高，进一步提高了对配电网的监测可靠性。同时可以通过人为设定设定值，使故障传感器能够适用于监测不同的故障电流，扩大使用范围。

附图说明

图1是本发明的一种系统结构原理图。

图2是本发明中监测终端的一种结构示意图。

图3是本发明中故障指示器的一种结构示意图。

图中1、故障指示器，2、监测终端，3、数据中继终端，4、监测主站，5、可视化终端，11、壳体，12、弹簧，13、gps定位芯片，14、压板，15、压力传感器，16、电流互感器，21、太阳能蓄电池，22、固定杆，23、控制中心，24、转动电机，25、转板，26、图像采集装置，27、红外热图像采集装置，28、gps定位模块，41、故障研判模块，42、维修计划模块，43、用户通知模块，44、维修通知模块，45、气象系统。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种可视化配电网故障研判系统，如图1所示，包括故障指示器1、监测终端2、数据中继终端3、监测主站4和可视化终端5。

故障指示器设置于配电网中配电线路的不同位置，用于采集配电线路的故障指示信息。

监测终端设置于配电网中配电线路的不同位置，用于采集配电线路的状态信息。如图2所示，监测终端包括固定杆22，固定杆的一端固定安装有太阳能蓄电池21，固定杆的另一端转动安装有呈圆形的转板25，转板可绕固定杆的中轴所在直线360度转动，转板的底面安装有图像采集装置26和红外热图像采集装置27，图像采集装置和红外热图像采集装置相对称安装，图像采集装置和红外热图像采集装置均能绕自身中心360度旋转，转板的顶面中心与转动电机24相连，转动电机安装在固定杆的内部，固定杆的内部还安装有控制中心23和gps定位模块28，将转动电机、控制中心和gps定位模块安装在固定杆的内部可以防止外界环境对其的侵蚀，延长其使用寿命，太阳能蓄电池为监测终端各部件供电。图像采集装置用于采集配电网中配电线路和配电设备的图像（常规的外形图像）；红外热图像采集装置用于采集配电网中配电线路和配电设备的红外热图像。

数据中继终端连接在故障指示器和监测终端与监测主站之间，用于传送故障指示信息和状态信息至监测主站，状态信息为配电网中配电线路和配电设备的图像以及红外热图像。

监测主站包括故障研判模块41、维修计划模块42、用户通知模块43、维修通知模块44和气象系统45。其中故障研判模块用于依据故障指示信息和状态信息进行研判获取故障信息，故障信息包括故障类型和故障范围区域；维修计划模块用于根据所述故障信息以及历史维修过程制定维修计划并预计用电恢复时间；维修通知模块用于推送所述故障信息和维修计划至维修人员；用户通知模块用于推送所述预计用电恢复时间信息至用户；系统用于辅助故障类型的判别。

可视化终端通过配电网gis系统展示故障范围区域，并展示故障影响区域。

如图3所示，故障指示器包括壳体11，壳体内设有电流互感器16、压力传感器15、压板14、弹簧12和gps定位芯片13，弹簧、压板和压力传感器位于同一直线上，压力传感器固定设置在壳体上，压板的一端与压力传感器相接触，弹簧预压紧设置于压板的另一端与壳体之间，弹簧的两端与电流互感器电相连，电流互感器设置于配电网中配电线路上。

监测主站通过下列步骤进行故障信息研判：

a1、获取故障指示信息和配电网的状态信息：

故障指示信息通过以下方式获取：当配电线路中有故障电流流过时，电流互感器将监测到的电流传输至弹簧的两侧，弹簧通上电流后收缩，带动压板远离压力传感器，当压力传感器监测到的压力值小于设定值时，则产生故障指示信息，同时压力传感器从gps定位芯片读取定位信息，将故障指示信息与定位信息捆绑在一起通过数据中继终端上传信息至故障研判模块；

配电网的状态信息通过以下方式获取：控制中心控制转板360度旋转，每旋转一个角度，图像采集装置就进行图像采集，采集到图像后，将图像上传至控制中心，控制中心接到图像后控制转动电机带动转板转动，将红外热图像采集装置转至图像采集装置采集图像的位置，进行红外热图像的采集并上传至控制中心，控制中心将图像和红外热图像盖上同一个时间戳，并从gps定位模块获取定位信息，将图像和红外热图像和定位信息一并上传至故障研判模块。

a2、结合配电网拓扑结构和故障指示信息研判得出故障范围区域：

已经知道故障指示信息的所在位置后，根据故障指示信息所在位置在配电网拓扑结构中找出故障范围区域。

a3、从获取的配电网的状态信息中筛选出位于故障范围区域内的状态信息：

已知故障范围区域，则从已获取的图像和红外热像图中筛选出位于故障范围区域内的图像和红外热像图，图像和红外热像图都有其对应的定位信息。

a4、将筛选出的状态信息与标准信息进行比对，研判得出故障类型：

a41、对筛选出的图像进行图像识别判断图像中的部件类型：通过图像识别算法识别出图像中的部件类型，部件类型包括绝缘子、电缆、各种配电设备等；

a42、结合图像所在区域的气象信息对与图像相对应的红外热图像进行温度修正：从气象系统获取图像所在区域的气象信息，在计算与图像相对应的红外热像图（与图像的时间戳和定位信息均一致）中各部件的温度时，根据气象信息进行温度修正；

a43、判断a42中的红外热图像中各部件的温度是否位于正常值范围（已知图像中各部件类型，则可以知道各部件温度的正常值范围），若位于正常值范围，则判定部件正常，进行下一个红外热图像中各部件的温度的判断，反之，则判定部件故障，进行步骤a44；

a44、将判定为故障的部件所对应的图像与故障图像模型进行比对，判定故障类型：将图像中故障部件所在部分截取出来与该部件的各项故障图像模型通过图像比对算法进行比对，找出相似度大于设定值的故障图像模型，则该部件的故障类型即为故障图像模型的故障类型。