杂，线路故障情况多样，给检修人员进行故障定位提供了困难。从目前单 一监测量往往很难诊断故障做出正确定位，甚至会出现"虚警"现象，给维护人员带来不必 要的麻烦。因此需要采用上述的多传感器融合方式，综合分析各监测内容，通过信息融合部 对各个传感器装置上传的数据进行计算处理，得到更为为准确的判断值。
[0063]在配网线路中，三相负荷不平衡普遍存在，三相负荷不平衡会影响电器设备的正 常运转，并增大线路的电能损耗，配网线路配电变压器面广量多，如果在运行中存在三相负 荷不平衡，会增加线路、配电变压器的损耗。
[0064] 由于传统三相负荷不平衡度的计算对象是变压器，其计算结果只能反映变压器的 三相负荷不平衡状态，计算结果并不能真实反映线路整体的三相不平衡状况，有时会造成 变压器三相平衡但线路三相严重不平衡的"假平衡"的现象，但是目前还没有很好的线路三 相不平衡度的量化方法和量化标准，这是目前亟待解决的问题。
[0065] 配网物联网系统，通过在在线路上安装多个电流传感器，组成无线传感网络，各传 感器数据将监测的不同信息值全部发送给汇聚控制器进行收集，再通过网络传送给信息融 合部。信息融合部从这些多源的信息中，需要提炼出真实有效的信息，并且确定相应数据融 合规则已使得对于线路电流的监测更加合理，降低错误率。由于传感器节点模态、位置和处 理能力不同，导致不同节点对目标的分类判决结果存在差异，因此需要协同决策算法对这 些差异进行分析、处理和判断，排除干扰，来获取真实信息。
[0066] 利用贝叶斯公式将节点的可靠性分解为节点的互信度与可信度;从节点的监测结 果相互支持、节点监测结果的不确定性、节点的历史分类正确率、节点接收目标信号的信噪 比和环境影响等方面分别对节点的互信度和可信度进行了推导和建模。该模型涵盖了影响 节点可靠性的各种因素，并对各种因素进行了合理分析和量化，实现了高可靠性的智能辅 助决策。
[0067] 最后，信息融合部利用公式（1)，采用对称分量法，按照每一段线路各相流经的电 量，计算出各自的三相不平衡度，然后以每一档线路的长度为加权，计算出整条线路的三相 负荷统计不平衡度。
[0068]
[0069] 式中：下标? = 1.2···η，下标a、b和c分别表示变压器的三相，ε为线路的三相负荷统 计不平衡度为线路每一档线路的三相负荷不平衡度；h为线路每一档线路的长度；Ial， Ibl，Ica分别为线路每一档线路的各相电流大小。
[0070]通过该线路的三相负荷统计不平衡度值，系统可以以有效准确的判断出线路故障 的情况，给出预告警提示，用户可以从提示的告警信息中通过定位操作在GIS地图上定位出 问题线路，对检修班提供判断依据。
【主权项】
1. 一种基于无线传感网络的多传感器多参量配网协同监测系统，其特征在于:包括多 源异构传感器节点模型、信息融合部和多源异构信息协同决策单元，信息融合部包括协同 管理单元、故障诊断单元、信息判断单元、信息推理单元、信息融合单元和感知学习单元;多 源异构传感器节点模型的多个信号输出端分别与协同管理单元、故障诊断单元、信息判断 单元、信息推理单元、信息融合单元和感知学习单元的信号输入端连接，协同管理单元、故 障诊断单元、信息判断单元、信息推理单元、信息融合单元和感知学习单元的信号输出端分 别与多源异构信息协同决策单元连接； 多源异构传感器节点模型用于对传感器的数据格式进行统一； 协同管理单元用于对信息融合部中各个单元间的合作进行管理，通过对传感器设备的 信息采集与分析的任务进行分解，向信息融合部中各功能单元分配任务，并根据任务执行 情况对各单元提出的协同请求进行回应； 故障诊断单元用于实现故障的诊断任务； 信息判断单元用于实现诊断所需信息的判断，接受信息融合部中其它单元提出的判断 请求，进行信息的判断，并将判断结果反馈给提出的判断请求的单元； 信息推理单元用于实现不确定信息的推理，根据概率模型，应用贝叶斯网络推理公式 计算各有向弧对应事件发生的后验概率，并提供给多源异构信息协同决策单元作为推理诊 断的依据； 信息融合单元用于实现对传感设备上传的多类监测数据的融合与输出，根据信息融合 部中其它单元提出的融合请求，对待融合数据进行分析，以D-S证据理论选择判据为基础进 行融合方法的选择，并以所选融合方法对多论据进行融合操作获取一致性输出，将融合结 果提供给信息融合部中的其它单元应用； 感知学习单元用于结合历史统计信息及采集的故障信息进行学习进而获取相关元件 故障的先验概率用于不确定信息的推理，使诊断系统能够适应环境变化进行信息的更新； 多源异构信息协同决策单元用于对观察结果的对应的位置信息、事件的时间信息、事 件描述信息、场景描述信息、元数据信息进行处理和分析，对待测设备的运行状态进行监 测，并给出故障诊断分析，对存在的故障做出智能辅助决策。2. 根据权利要求1所述的一种多传感器多参量信息智能融合系统，其特征在于:所述的 多源异构传感器节点模型将不同传感器的数据格式统一为32个字节，包括传感器标识ID、 数据Data、时间Time、状态State、电池余量BC、数据类型Type、传感器位置Lx/Ly、接收到的 场强RSSI和预留信息Non;其中，传感器标识ID占用8个字节，数据Data占用4个字节，时间 Time占用10个字节，状态State占用1个字节，电池余量BC占用1个字节，数据类型Type占用1 个字节，传感器位置Lx/Ly占用2个字节，接收到的场强RSSI占用1个字节，预留信息Non占用 4个字节。3. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的多传感器多参量配网协同监测系 统，其特征在于:所述的多源异构信息协同决策单元在处理信息融合部传递来的信息时，首 先，利用贝叶斯公式将传感器节点的可靠性分解为节点的互信度与可信度;其次，从传感器 节点的监测结果相互支持、节点监测结果的不确定性、节点的历史分类正确率、节点接收目 标信号的信噪比和环境影响方面分别对节点的互信度和可信度进行了推导和建模;再次， 计算加权信任函数;最后计算决策结果。4. 根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的多传感器多参量配网协同监测系 统，其特征在于:所述的协同管理单元包括通信管理模块、输入/输出控制模块和信息协同 管理模块，通信管理模块和输入/输出控制模块分别与信息协同管理模块连接； 通信管理模块用于负责系统内及系统间信息的交流，并对信息的发送及系统中各单元 间信息的传递进行控制； 输入/输出控制模块用于与外界信息的交流，包括多源传感信息采集、融合结果的发布 及辅助决策信号的输出； 信息协同管理模块用于任务的分析、分解与分配，对系统中各单元的合作请求进行应 答。5. 根据权利要求1、2、3或4任一权利要求所述的一种基于无线传感网络的多传感器多 参量配网协同监测系统，其特征在于：协同管理单元还用于与电力监控系统的联络与信息 交互，实现大范围区域智能监控系统的协同。6. 根据权利要求5所述的一种基于无线传感网络的多传感器多参量配网协同监测系 统，其特征在于:协同管理单元与信息融合部中其它单元或电力监控系统之间通过客户/月艮 务器方式实现信息交换。7. 根据权利要求6所述的一种基于无线传感网络的多传感器多参量配网协同监测系 统，其特征在于:所述的故障诊断单元包括输入/输出模块和通信管理模块，输入/输出模块 和通信管理模块连接;输入/输出模块用于接收故障信息和输出诊断结果与决策建议，通信 管理模块用于与信息融合部中其它单元进行信息交互，接收合作请求、提出信息需求并提 供诊断信息。
【专利摘要】本发明公开了一种基于无线传感网络的多传感器多参量配网协同监测系统，包括多源异构传感器节点模型、信息融合部和多源异构信息协同决策单元，信息融合部包括协同管理单元、故障诊断单元、信息判断单元、信息推理单元、信息融合单元和感知学习单元；多源异构传感器节点模型的多个信号输出端分别与协同管理单元、故障诊断单元、信息判断单元、信息推理单元、信息融合单元和感知学习单元的信号输入端连接，协同管理单元、故障诊断单元、信息判断单元、信息推理单元、信息融合单元和感知学习单元的信号输出端分别与多源异构信息协同决策单元连接。本发明经信息融合各单元的组合及协同，实现电力设备运行状态监测、故障诊断分析、智能辅助决策功能。
【IPC分类】H02J13/00
【公开号】CN105515184
【申请号】CN201510880649
【发明人】孙芊, 王倩, 王磊, 张景超, 徐恒博, 李红丹, 邹会权, 王文博
【申请人】国网河南省电力公司电力科学研究院, 国网河南省电力公司, 河南恩湃高科集团有限公司, 国家电网公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月4日