一种电力用户重大故障风险指数预测装置及预测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力故障预测技术领域，尤其涉及一种电力用户重大故障风险指数预 测装置及预测方法。
【背景技术】
[0002] 电力系统中的电力用户，发生重大故障时，会对电力系统带来大规模负荷损失以 及较大的电网稳定性冲击，用户容量越大，其故障和停电对电网造成的冲击和损失就越大， 因此，对电力用户关口的电气参数及气象环境参数进行实时监测，并根据监测参数对电力 用户重大故障风险进行预测，根据预测结果对电网应急措施进行安排，能够有效避免电力 用户重大故障对电网带来的冲击和影响，显著提高电力系统可靠性和经济性。
【发明内容】
[0003] 本发明就是针对上述问题，提供一种精确度高、预测效率高的电力用户重大故障 风险指数预测装置及预测方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括信号采集单元、A/D转换 单元、中央处理单元、4G通信传输单元和人机交互信息显示单元，其结构要点信号采集单元 的输出端口与A/D转换单元的输入端口相连，A/D转换单元的输出端口与中央处理单元的 数据输入端口相连，中央处理单元的信息输出端口分别与4G通信传输单元的信息输入端 口、人机交互信息显示单元的信息输入端口相连。
[0005] 作为一种优选方案，本发明所述信号采集单元包括电压传感器、电流传感器、降雨 量传感器、振动传感器、气压传感器，电压传感器信号输出端口、电流传感器信号输出端口、 降雨量传感器信号输出端口、振动传感器信号输出端口、气压传感器信号输出端口分别与 A/D转换单元的输入端口相连。
[0006] 作为另一种优选方案，本发明所述电压传感器米用DH51D6V0. 4B型号，电流传感 器采用DHC03B型号，降雨量传感器采用BL~YW900型号雷达液位计，振动传感器采用 STA9200A型号，气压传感器采用LC~QA1型号。
[0007] 其次，本发明所述A/D转换单元采用TLC2543串行A/D转换器，中央处理单元采用 型号为STC89C51的单片机，4G通信传输单元采用ME3760型号的LTE模块，人机交互信息显 示单元采用HG1286402C型号的液晶显示模块；
[0008] 电压传感器信号输出端口、电流传感器信号输出端口、降雨量传感器信号输出端 口、振动传感器信号输出端口、气压传感器信号输出端口分别经过信号转换电路后对应连 接到A/D转换器TLC2543的输入端AIN0~AIN4,A/D转换器TLC2543的输出端E0C、I/O、 IN、OUT、CS分别对应连接到单片机STC89C51芯片的P0. 0-P0. 4引脚，单片机STC89C51芯 片的P1. 0~P1. 7与液晶显示模块的D0~D7对应连接，单片机STC89C51芯片的P2. 0~ P1. 4与液晶显示模块的1?、1^、〇31、〇324~相对应连接，31^89〇51芯片的1?〇、1')0引脚与 4G通信模块ME3760的DATA、DATA1端对应相连，4G通信模块的ATN1端与天线相连。
[0009]另外，本发明所述信号转换电路采用TLC4501芯片。（设置信号转换电路，保证信 号采集的频带宽度、转换速率和电压增益，同时降低输入失调电压和电流以及温度漂移）
[0010] 一种电力用户重大故障风险指数预测方法，包括如下步骤：
[0011] 步骤1 :采集电力用户的电压、电流、降雨量、振动次数、环境大气压参数，将电力 用户的电压、电流、降雨量、振动次数、环境大气压作为输入量；
[0012] 步骤2 :建立可靠性模型
[0013] 可靠度Rs(x)模型为：
_4] :⑴
[0015] RXIJ早牛八i币默u?丄山
[0016] 步骤4:计算可靠度的上下限值
[0017]n = 5,可靠度上限为：
[。_
⑵
[0019] 其下限模型为：
[0021] 步骤5:计算判断停止条件为：
[0020] ⑶
[0022] U)
[0023] 式中，￡等于0.02。（e为计算精度，经长期试验，取0.02达到很好的预测效果）
[0024] 步骤6:计算配电力用户重大故障风险指数值：He=R(x)
[0025] 步骤7:将配电力用户重大故障风险指数值：He=R(x)的预测结果通过液晶模块 显示并通过4G传输模块发送至远方调度终端，以便维修人员及时进行检修。
[0026] 本发明有益效果。
[0027] 本发明利用直接测量电力用户的电压、电流、降雨量、振动次数、环境大气压作为 输入量，并最终利用A/D转换单元、CPU中央处理单元、人机交互信息显示单元和4G传输模 块实现电力用户重大风险指数的监测。这种方法避免传统方法建立模型和选取参数时造成 的误差，并且具有输入量提取简单，精确度高，准确度好，预测效率高的特点。
[0028] 对电力用户重大故障风险做出预测，能够预防电网重大事故，改善电力品质，提高 用电可靠性，同时预测过程满足实时性要求，提高数据采集及处理的效率，提高电力用户重 大故障风险预测的速度和精度，实现了以较高精度和较短响应时间的优势对配电网电力用 户的重大故障进行预测。
【附图说明】
[0029] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限 于以下内容的表述。
[0030] 图1是本发明电路原理框图。
[0031] 图2是本发明电路原理图。
【具体实施方式】
[0032] 如图所示，本发明电力用户重大故障风险指数预测方法，包括如下步骤，包括如下 步骤：
[0033] 步骤1:采集电力用户的电压、电流、降雨量、振动次数、环境大气压参数，将电力 用户的电压、电流、降雨量、振动次数、环境大气压作为输入量：s= (10. 98, 339. 12, 10. 13， 21. 90, 1. 00, 3. 57)；
[0034] 步骤2:建立可靠性模型
[0035] 由n个子系统组成的生产系统，只有系统中的所有子系统都发生故障时，整个系 统才故障。这样的系统属于并联系统。
[0036] 可靠度艮(X)
模型为：
[_] - (1)
[0038]故障率入i为常数〇? 13，
[0039] 并联系统，子系统数量直接影响系统可靠度。
[0040] 步骤4:计算可靠度的上下限值
[0041]n= 5,可靠度上限为： _
.'(2)
[0043]n为子系统个数，qi为引起系统故障的子系统的故障率；v是这种子系统的数量。 系统可靠度下限氏就是系统能正常运行的各种状态的概率之和。
[0044] 其下限模型为：
[0045] (3)
[0046] 步骤5:计算判断停止条件为：
[0047] (4)
[0048]式中，e等于 〇.〇2。
[0049] 步骤6:计算配电力用户重大故障风险指数值：He=R(x)
[0050] 步骤7:将配电力用户重大故障风险指数值：He=R(x)的预测结果通过液晶模块 显示并通过4G传输模块发送至远方调度终端，以便维修人员及时进行检修。
[0051] 可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本 发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行 修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之 内。
【主权项】
1. 一种电力用户重大故障风险指数预测装置，包括信号采集单元、A/D转换单元、中央 处理单元、4G通信传输单元和人机交互信息显示单元，其特征在于信号采集单元的输出端 口与A/D转换单元的输入端口相连，A/D转换单元的输出端口与中央处理单元的数据输入 端口相连，中央处理单元的信息输出端口分别与4G通信传输单元的信息输入端口、人机交 互信息显示单元的信息输入端口相连。2. 根据权利要求1所述一种电力用户重大故障风险指数预测装置，其特征在于所述信 号采集单元包括电压传感器、电流传感器、降雨量传感器、振动传感器、气压传感器，电压传 感器信号输出端口、电流传感器信号输出端口、降雨量传感器信号输出端口、振动传感器信 号输出端口、气压传感器信号输出端口分别与A/D转换单元的输入端口相连。3. 根据权利要求2所述一种电力用户重大故障风险指数预测装置，其特征在于所述电 压传感器采用D册1D6V0. 4B型号，电流传感器采用DHC03B型号，降雨量传感器采用化~ YW900型号雷达液位计，振动传感器采用STA9200A型号，气压传感器采用LC~QAl型号。4. 根据权利要求3所述一种电力用户重大故障风险指数预测装置，其特征在于所述A/ D转换单元采用化C2543串行A/D转换器，中央处理单元采用型号为STC89C51的单片机，4G 通信传输单元采用ME3760型号的LTE模块，人机交互信息显示单元采用HG1286402C型号 的液晶显示模块； 电压传感器信号输出端口、电流传感器信号输出端口、降雨量传感器信号输出端口、振 动传感器信号输出端口、气压传感器信号输出端口分别经过信号转换电路后对应连接到A/ D转换器11X2543的输入端AINO~AIM,A/D转换器11X2543的输出端EOC、I/O、IN、OUT、CS 分别对应连接到单片机STC89C51芯片的PO.O-PO. 4引脚，单片机STC89C51芯片的PI. 0~ Pl. 7与液晶显示模块的DO~D7对应连接，单片机STC89C51芯片的P2. 0~Pl. 4与液晶显 示模块的RS、RW、CS1、CS2、EN相对应连接，STC89C51芯片的RXD、TXD弓I脚与4G通信模块 ME3760的DATA、DATAl端对应相连，4G通信模块的ATNl端与天线相连。5. 根据权利要求4所述一种电力用户重大故障风险指数预测装置，其特征在于所述信 号转换电路采用TLC4501芯片。6. -种电力用户重大故障风险指数预测方法，其特征在于包括如下步骤： 步骤1 ;采集电力用户的电压、电流、降雨量、振动次数、环境大气压参数，将电力用户 的电压、电流、降雨量、振动次数、环境大气压作为输入量； 步骤2 ;建立可靠性模型 可靠度氏(X)模型为：灯） 故障率Ai为常数0.13， 步骤4 ;计算可靠度的上下限值 n= 5,可靠度上限为：㈱ 其下限模型为：㈱ 步骤5 ;计算判断停止条件为：(4) 式中，￡等于0.02。 步骤6 ;计算配电力用户重大故障风险指数值出e=R(X) 步骤7 ;将配电力用户重大故障风险指数值；He=R(X)的预测结果通过液晶模块显示 并通过4G传输模块发送至远方调度终端，W便维修人员及时进行检修。
【专利摘要】一种电力用户重大故障风险指数预测装置及预测方法属于电力故障预测技术领域，尤其涉及一种电力用户重大故障风险指数预测装置及预测方法。本发明提供一种精确度高、预测效率高的电力用户重大故障风险指数预测装置及预测方法。本发明包括信号采集单元、A/D转换单元、中央处理单元、4G通信传输单元和人机交互信息显示单元，其结构要点信号采集单元的输出端口与A/D转换单元的输入端口相连，A/D转换单元的输出端口与中央处理单元的数据输入端口相连，中央处理单元的信息输出端口分别与4G通信传输单元的信息输入端口、人机交互信息显示单元的信息输入端口相连。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN105203153
【申请号】CN201410302037
【发明人】齐伟夫, 王海波, 潘泳超, 丁木, 孙佳琪, 赵硕
【申请人】国家电网公司, 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年6月27日