一种台区停、上电故障区域的检测方法与流程

本发明涉及电网智能抄表技术领域，尤其涉及一种台区停、上电故障区域的检测方法。

背景技术：

在电力系统中，台区是指一台变压器对应的供电范围区域。台区管理是基于台区对应的变压器对应的台区总表、集中器和各用户电能表，对该区域内的电力用户，进行台区的抄表、缴费、供电的执行，协助计量管理，及时进行台区的用电检查，及时处理电费、电价、线损以及安全用电等方面的各事项，保证用户用电档案的信息准确可靠。

现有的台区管理中的停、上电检测机制不够完善和合理，多报、漏报和误报的情况较多，导致远程主站无法准确分析是否出现输电异常停电并判断具体的故障停电区域，使电力抢修资源不能合理的分配。综上所述，通过合理优化台区管理策略，改进停、上电事件的主动上报规则，提高供电的可靠性，提升电力用户体验和保障能力，是非常必要的。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种根据停电时刻或者恢复上电时刻及电能表参数预测台区停、上电故障区域的检测方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种台区停、上电故障区域的检测方法，包括如下步骤：

s100：初始化台区总表、集中器和各用户电能表，构建台区内用户电能表与集中器的拓扑结构；台区总表在抄表周期内通过集中器向台区范围内的各用户电能表发送抄表请求，各用户电能表接收到抄表请求后，进行抄表并将当前抄表数据返回集中器和台区总表，确认台区范围内的台区总表、集中器和各用户电能表能正常工作状态且信道通畅；

s200：集中器随机抽检不同拓扑结构支路上的用户电能表三相电压的各相的交流电压采样值，当各相电压均低于设定电压阈值且维持第一时间间隔后，集中器生成第一停电信息并同时请求抄读台区总表处的三相电压各相电压采样值：如果台区总表处的三相电压各相电压采样值也低于设定电压阈值或者无法抄取台区总表各相电压采样值，则表明发生台区停电，集中器结合第一停电信息生成台区整体停电事件，将停电事件向远程的主站进行上报；如果台区总表处的三相电压各相电压采样值均高于设定电压阈值，则表明发生台区局部停电，集中器结合第一停电信息生成台区局部停电事件且向远程的主站上报；

s300：远程的主站接收到上报的台区整体停电事件或者台区局部停电事件后，主站进一步对台区总表处的三相电压各相电压采样值进行二次抄读验证：如果二次抄读台区总表处的三相电压各相电压采样值均小于设定电压阈值或者无法抄取台区总表各相电压采样值，则确认发生台区整体停电事件；如果远程的主站的二次抄读台区总表处的三相电压各相电压采样值大于设定电压阈值，确认发生台区局部停电事件；

s400：远程的主站确认台区发生台区整体停电事件，远程的主站提示维护人员及时恢复台区供电；

s500：远程的主站确认台区局部停电事件后，远程的主站剔除不可信的用户电能表，在台区内用户电能表与集中器的拓扑结构中选取部分用户电能表并读取其在同一时刻记录的瞬时电压值或者瞬时电流值读数，进行加权评估，根据加权评估结果的大小判断台区局部停电事件对应的故障区域；远程的主站提示维护人员及时对台区局部停电事件对应的故障区域恢复供电；

s600：当台区或者台区局部故障区域恢复供电重新上电时，集中器确认恢复供电时刻之前是否将台区整体停电事件或者台区局部停电事件向远程的主站进行上报，如未上报，立即将停电事件向远程的主站进行补报；确认已向远程的主站上报或者补报台区整体停电事件或者台区局部停电事件后，集中器开始向远程的主站上报当前台区恢复供电时刻对应的上电事件，保证当前上报的上电事件与上电之前最近一次发生的台区整体停电事件或者台区局部停电事件的相互对应关系。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤s200中，各相电压均低于设定电压阈值且维持第一时间间隔，指的是电压阈值为各相电压的60%，第一时间间隔不小于20秒。

进一步优选的，所述步骤s200中还包括主动上报集中器电池状态的内容：集中器在生成第一停电信息的同时，主动上报当前电池的剩余电量，在经过第二时间间隔后，集中器再次上报一次当前电池的剩余电量；如两次上报当前电池的剩余电量超过电池容量的15%，则判定集中器可维持正常工作状态，如两次上报当前电池的剩余电量至少有一个不超过电池容量的15%时，则判定集中器的工作状态不可靠，需要及时更换电池，才能维持集中器正常的后续工作；第二时间间隔不小于20秒。

更进一步优选的，所述步骤500中剔除不可信的用户电能表，其剔除规则为：1）用户电能表正常记录第一停电信息对应的时刻，但是该时刻之后72小时以内未记载上电事件及其对应的时刻；2）用户电能表记录的第一停电信息或者上电事件对应的时间为空或者乱码；3）用户电能表记录的上电事件的时间早于停电事件对应的时间；4）用户电能表记录的上电事件发生时间与停电事件发生时间的间隔超出停电时间判定区间，停电时间判定区间为1/60小时—72小时。

再进一步优选的，所述步骤s500在台区内用户电能表与集中器的拓扑结构中选取部分用户电能表并读取其在同一时刻记录的瞬时电压值或者瞬时电流值读数，进行加权评估，是令台区内用户电能表与集中器的拓扑结构上各支路上的用户电能表进行分别编号，按拓扑结构与集中器由近到远的顺序分别对各支路的停电状况进行评价，定义各支路的可靠性、重要性、误报率和预测停电系数：；其中可靠性是支路前端、后端及非两端位置各取个用户电能表，分别计算支路前端、后端及非两端位置选取的用户电能表停电时间的平均值与剔除不可信的用户电能表后的各电能表的停电时间平均值的偏差：，，为支路不同位置的个用户电能表分别记录的停电时间，为剔除不可信的用户电能表后的各电能表的停电时间平均值；针对以上三个位置分别计算一次，并求平均值作为可靠性的取值；重要性是将该支路具有有效读数的各用户电能表在停电时间或者上电时间的瞬时电压值与瞬时电流值读数的乘积之和与台区总表在停电时间或者上电时间的瞬时电压值与瞬时电流值读数的乘积的比值：，其中和分别为台区总表在停电时间或者上电时间的瞬时电压值与瞬时电流值读数，是该支路具有有效读数的各用户电能表的数量，，和为支路具有有效读数的各用户电能表在停电时间或者上电时间的瞬时电压值与瞬时电流值读数；为重要性的缩放因子；误报率反映了该条支路上的用户电能表的历史误报几率；遍历整个台区内用户电能表与集中器的拓扑结构的各个支路，求取各个支路的预测停电系数。

更进一步的优选的，所述预测停电系数的取值位于区间[0.6，1.3]时，判定该支路所在区域发生停电；预测停电系数超过1.3按1.3计算；预测停电系数的取值不超过0.6时，判定该支路所在区域未发生停电；根据判定结果在用户电能表与集中器的拓扑结构上做相应标记。

更进一步的优选的，所述缩放因子的取值范围[0.9，0.95，1，1.05，1.1]内的离散点值，且的初始值为1；在当前支路靠近集中器一侧有两个或者两个以上的相邻支路判定未发生停电时，的取值在取值范围内向左步进一格；反之亦然，的取值在取值范围内向右步进一格，直到达到取值范围的极值。

更进一步的优选的，所述计算可靠性时在支路前端、后端及非两端位置各取个用户电能表与该支路具有有效读数的各用户电能表的数量之间的关系为。

更进一步的优选的，所述误报率是现场核实与预测停电系数相符合的历史情况，比较结果每符合一次，对应支路的误报率调减一次或者维持初始值不变；反之亦然。

本发明提供的一种台区停、上电故障区域的检测方法，相对于现有技术具有以下有益效果：

（1）本发明通过用户电能表与集中器的拓扑结构，对停电时间进行定期轮询检测，及时发现台区的整体停电或者区域停电现象，并判定可能发生停电的对应区域，使宝贵的检修资源精确的投入需要的区域，将被动抢修转变为主动抢修，提高供电的可靠性和客户服务的保障能力；

（2）当集中器抽检到不同支路的用户电能表三相电压的各相的交流电压采样值，作为判断是否发生台区整体停电或者区域停电的初步信息，结合台区总表进行一次核验，生成的停电事件上传至远程的主站进行对台区总表的二次核验，确认台区整体停电事件或者台区局部停电事件，分别执行不同的维护检修测量；

（3）确认台区整体停电事件后确认是否计划内停电，如不是计划内停电，则从用户电能表与集中器构成的拓扑结构的首端开始排查；

（4）对拓扑结构的支路的加权评估过程依赖对应支路首端、尾端和中部不同的用户电能表对同一停电事件或者上电事件的响应时间的偏差、该支路各用户电能表对应的瞬时功率以及历史预报准确性的累积作为关联参数，独立的对各支路的预测结果进行计算和储存，并根据现场检修的结果进行参数更新，调增或者调减，使得加权评估与历史评估相结合，提高各支路区域停电事件预测的准确性和可靠性，降低区域停电误报的可能，提高故障排查和检修效率；

（5）确认台区局部停电事件后，通过预设的预测停电系数计算对应的拓扑结构支路停电的可能性并进行现场核实，不断修正各支路对应的参数的值，提高计算准确性。

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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明一种台区停、上电故障区域的检测方法的流程图；

图2为本发明一种台区停、上电故障区域的检测方法的用户电能表与集中器的一种拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

如图1结合图2所示，本发明提供了一种台区停、上电故障区域的检测方法，包括如下步骤：

s100：初始化台区总表、集中器和各用户电能表，构建台区内用户电能表与集中器的拓扑结构；台区总表在抄表周期内通过集中器向台区范围内的各用户电能表发送抄表请求，各用户电能表接收到抄表请求后，进行抄表并将当前抄表数据返回集中器和台区总表，确认台区范围内的台区总表、集中器和各用户电能表能正常工作状态且信道通畅；图2给出了一种台区内用户电能表与集中器的拓扑结构的示意图；各支路上分别并接设置有若干用户电能表；

s200：集中器随机抽检不同拓扑结构支路上的用户电能表三相电压的各相的交流电压采样值，当各相电压均低于设定电压阈值且维持第一时间间隔后，集中器生成第一停电信息并同时请求抄读台区总表处的三相电压各相电压采样值：如果台区总表处的三相电压各相电压采样值也低于设定电压阈值或者无法抄取台区总表各相电压采样值，则表明发生台区停电，集中器结合第一停电信息生成台区整体停电事件，将停电事件向远程的主站进行上报；如果台区总表处的三相电压各相电压采样值均高于设定电压阈值，则表明发生台区局部停电，集中器结合第一停电信息生成台区局部停电事件且向远程的主站上报；

为了避免电压抖动造成的误报和集中器频繁上报第一停电信息，此处将电压阈值为各相电压的60%，第一时间间隔不小于20秒。如相电压基准220v，相电压的60%为132v。

另外，为了保证集中器在停电后能可靠的持续工作，步骤s200中集中器在生成第一停电信息还主动上报集中器电池状态的内容。具体内容为：集中器在生成第一停电信息的同时，主动上报当前电池的剩余电量，在经过第二时间间隔后，集中器再次上报一次当前电池的剩余电量；如两次上报当前电池的剩余电量超过电池容量的15%，则判定集中器可维持正常工作状态，如两次上报当前电池的剩余电量至少有一个不超过电池容量的15%时，则判定集中器的工作状态不可靠，需要及时更换电池，才能维持集中器正常的后续工作；第二时间间隔不小于20秒。

s300：远程的主站接收到上报的台区整体停电事件或者台区局部停电事件后，主站进一步对台区总表处的三相电压各相电压采样值进行二次抄读验证：如果二次抄读台区总表处的三相电压各相电压采样值均小于设定电压阈值或者无法抄取台区总表各相电压采样值，则确认发生台区整体停电事件；如果远程的主站的二次抄读台区总表处的三相电压各相电压采样值大于设定电压阈值，确认发生台区局部停电事件；

s400：远程的主站确认台区发生台区整体停电事件，远程的主站提示维护人员及时恢复台区供电；

s500：远程的主站确认台区局部停电事件后，远程的主站剔除不可信的用户电能表，在台区内用户电能表与集中器的拓扑结构中选取部分用户电能表并读取其在同一时刻记录的瞬时电压值或者瞬时电流值读数，进行加权评估，根据加权评估结果的大小判断台区局部停电事件对应的故障区域；远程的主站提示维护人员及时对台区局部停电事件对应的故障区域恢复供电；

其中，剔除不可信的用户电能表，其剔除规则为：1）用户电能表正常记录第一停电信息对应的时刻，但是该时刻之后72小时以内未记载上电事件及其对应的时刻；2）用户电能表记录的第一停电信息或者上电事件对应的时间为空或者乱码；3）用户电能表记录的上电事件的时间早于停电事件对应的时间；4）用户电能表记录的上电事件发生时间与停电事件发生时间的间隔超出停电时间判定区间，停电时间判定区间为1/60小时—72小时。通常台区考核停电事件需要在72小时内及时处理，停电间隔1分钟认为未发生停电事件。

步骤s500的加权评估的过程为：令台区内用户电能表与集中器的拓扑结构上各支路上的用户电能表进行分别编号，按拓扑结构与集中器由近到远的顺序分别对各支路的停电状况进行评价，定义各支路的可靠性、重要性、误报率和预测停电系数：；其中可靠性是支路前端、后端及非两端位置各取个用户电能表，分别计算支路前端、后端及非两端位置选取的用户电能表停电时间的平均值与剔除不可信的用户电能表后的各电能表的停电时间平均值的偏差：，，为支路不同位置的个用户电能表分别记录的停电时间，为剔除不可信的用户电能表后的各电能表的停电时间平均值；针对以上三个位置分别计算一次，共计算三次并求平均值作为可靠性的取值；

重要性是将该支路具有有效读数的各用户电能表在停电时间或者上电时间的瞬时电压值与瞬时电流值读数的乘积之和与台区总表在停电时间或者上电时间的瞬时电压值与瞬时电流值读数的乘积的比值：，其中和分别为台区总表在停电时间或者上电时间的瞬时电压值与瞬时电流值读数，是该支路具有有效读数的各用户电能表的数量，，和为支路具有有效读数的各用户电能表在停电时间或者上电时间的瞬时电压值与瞬时电流值读数；为重要性的缩放因子；具体选取停电时间还是上电时间的瞬时电压值与瞬时电流值读数，取决于历史停电时间对应的瞬时电压值与瞬时电流值总体的可靠性与历史上电时间对应的瞬时电压值与瞬时电流值总体的可靠性；以预测停电系数更精确的为准，每条支路均需单独考量。

当然，为了简化计算过程，也可以选择各用户电能表瞬时电压值与瞬时电流值读数可以选择上电时刻的值。

误报率反映了该条支路上的用户电能表的历史误报几率；遍历整个台区内用户电能表与集中器的拓扑结构的各个支路，求取各个支路的预测停电系数，预测停电系数的结果为实数。

当预测停电系数的位于区间[0.6，1.3]时，判定该支路所在区域发生停电；预测停电系数超过1.3按1.3计算，如果计算结果远大于1.3，如超过1.3的5倍以上，则认为本次计算结果不可靠；预测停电系数的取值不超过0.6时，判定该支路所在区域未发生停电；根据判定结果在用户电能表与集中器的拓扑结构上做相应标记，即标记拓扑结构对应的支路区域停电或者未停电的状态。

缩放因子的取值范围[0.9，0.95，1，1.05，1.1]内的离散点值，且的初始值为1；在当前支路靠近集中器一侧有两个或者两个以上的相邻支路判定未发生停电时，的取值在取值范围内向左步进一格，直至取值范围的最小值；反之亦然，的取值在取值范围内向右步进一格，直到达到取值范围的极值。如某一支路前方相邻的若干支路的缩放因子为最小值，且该支路对应的预测停电系数判定为支路停电，则后一相邻支路的缩放因子将重置为1。

计算可靠性时在支路前端、后端及非两端位置各取个用户电能表与该支路具有有效读数的各用户电能表的数量之间的关系为。

误报率是现场核实与预测停电系数相符合的历史情况，比较结果每符合一次，对应支路的误报率调减一次或者维持初始值不变；反之亦然。每次调减或调增与该支路的误报次数与该支路实际停电次数的比值的一定百分比，如1%—5%。

需要说明的是，用户电能表与集中器的拓扑结构的每条支路中对应的参数不尽相同，需要分别保存和修正。对拓扑结构的支路的加权评估过程依赖对应支路首端、尾端和中部不同的用户电能表对同一停电事件或者上电事件的响应时间的偏差、该支路各用户电能表对应的瞬时功率以及历史预报准确性的累积作为关联参数，独立的对各支路的预测结果进行计算和储存，并根据现场检修的结果进行参数更新，调增或者调减，使得加权评估与历史评估相结合，提高各支路区域停电事件预测的准确性和可靠性，降低区域停电误报的可能，提高故障排查和检修效率。

s600：当台区或者台区局部故障区域恢复供电重新上电时，集中器确认恢复供电时刻之前是否将台区整体停电事件或者台区局部停电事件向远程的主站进行上报，如未上报，立即将停电事件向远程的主站进行补报；确认已向远程的主站上报或者补报台区整体停电事件或者台区局部停电事件后，集中器开始向远程的主站上报当前台区恢复供电时刻对应的上电事件，保证当前上报的上电事件与上电之前最近一次发生的台区整体停电事件或者台区局部停电事件的相互对应关系。形成一套完整的预测—停电—检验—上电的闭环信息，对应异常处理工单的关闭。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。