一种台区电网故障诊断方法与流程

本发明涉及电网故障诊断，具体而言，涉及一种台区电网故障诊断方法。

背景技术：

1、台区指的是变压器的供电范围或区域，是电网的末端供电单元，包含了大量的低压用户、低压配电线路及相关辅助设备，存在点多、面广以及环境复杂等特点，一旦某一结构出现故障则会引起一连串的消极负面影响，因此，需要进行台区的针对性故障检测，通过检测可以及时地发现台区电网中的问题并进行修复，从而有助于避免电网故障的扩大化和连锁反应，提高电网整体运维的稳定性和可靠性。

2、现有技术如公告为cn105896729b的发明专利申请公开的基于ftu的配电网及诊断和隔离故障的方法，包括第一变电站和第二变电站，在第一变电站和第二变电站之间设有多个分段开关，分段开关上设有馈线终端装置，馈线终端装置之间依次连接，第一变电站出线首个的馈线终端装置与主站连接，第二变电站出线首个的馈线终端装置与主站连接，第一变电站出线首个的分段开关装设有断路器。馈线终端装置根据联络点的变化，通过中央处理器实时调整其的运行模式，控制开关的分合，即通过线路首端开关和其他分段开关配合以最优的方案完成故障隔离，使馈线自动化的故障诊断和隔离更加可靠和稳定，避免变电站出口断路器跳闸，缩小故障时停电范围。

3、现有技术如公告为cn106849354b的发明专利申请公开的一种配电系统中配电网的故障诊断方法，包括以配电网内各配网管理设备为节点构建通讯网络，通讯网络内配网管理设备可以共享各配网管理设备所采集的监测数据，监测数据包括与其对应的配网管理设备的标识，根据电流的特性确定各配网管理设备在配电网中的上下游关系。根据各配网管理设备监测数据的变化特性，以及各配网管理设备在配电网中的上下游位置关系，生成故障报告，故障报告包括故障位置、故障范围和故障类型中的一种及其任意组合，可以自动的确定出配电网的故障位置和故障类型，提高故障判断的准确性。

4、针对上述方案，本发明申请人认为：现有技术在进行电网诊断的过程中，故障诊断的数据并不全面具体，且缺乏进行精准校验的过程，并且在故障诊断前期阶段，欠缺对测量设备进行细致的信号质量验证，对于整个诊断流程来说，实质性的故障诊断能够反馈线路的故障缺陷，但若缺乏前期的设备信号查验过程，则无法有效保障诊断数据传输的及时性和稳定性，尤其在一些受外部环境干扰的场景下，故障诊断数据的传输也必然受到影响，由此导致无法针对线路的故障进行及时高效的反馈警示，极大折损了台区的电网诊断水准。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种台区电网故障诊断方法，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种台区电网故障诊断方法，包括：s1、对台区布设的各故障诊断主机进行信号检验，由此进行台区信号增益模式的调频切换。

3、s2、通过各故障诊断主机对台区的各衔接子网线路进行电力参量数据的监测，据此分析各故障诊断主机的衔接子网的故障潜在属性值。

4、s3、提取各故障诊断主机的衔接子网所属关联特征信息进行分析，评估各故障诊断主机的衔接子网所属故障诊断界定值。

5、s4、通过数值综合规整，筛分台区故障衔接子网进行风险管控告警提示。

6、作为一种优选设计方案，所述对台区布设的各故障诊断主机进行信号检验，具体包括：根据预定义的各信号试验强度，通过台区信号收发器对各故障诊断主机进行信号响应检测，得到各信号试验强度下各故障诊断主机的信号响应时间点，根据台区信号收发器的信号释放时间点，统计各信号试验强度下各故障诊断主机的接收时延，i为各信号试验强度的编号，，k为信号试验强度的数目，d为各故障诊断主机的编号，，f为故障诊断主机的数目。

7、统计各故障诊断主机与台区信号收发器之间的距离。

8、提取redis库中设置的信号试验强度所属单位数值以及单位间隔距离对应的参照累增时延，依次记为、。

9、计算各故障诊断主机的信号反馈灵敏度，执行表达式如下：。

10、式中，为设定的信号反馈灵敏修正系数，为设定的修正补偿时延，为设定的单位信号接收时延值对应的性能灵敏干扰因子。

11、通过台区信号收发器对各故障诊断主机进行信号输出性能检测，得到各故障诊断主机的信号输出时域波形以及信号输出频域分布示意图，通过分析处理得到各故障诊断主机的信号输出性能特征值。

12、作为一种优选设计方案，所述进行台区信号增益模式的调频切换，具体过程包括：分许各故障诊断主机的信号综合属性值，约束表达式为：。

13、式中，、分别为设定的故障诊断主机的信号反馈灵敏度以及信号输出性能特征值对应的权重比例系数，为redis库中定义的信号综合属性参照值。

14、根据各故障诊断主机的信号综合属性值，并提取redis库中的故障诊断主机的信号综合属性理论阈值，由此比对得到低于信号综合属性理论阈值的故障诊断主机数目，并与设定的信号增益需求切换所属界定故障诊断主机数目进行校验，由信号调频模型：，分析得到信号增益模式，据此进行台区信号增益的调频切换。

15、作为一种优选设计方案，所述各故障诊断主机的信号输出性能特征值的具体分析处理过程包括：根据各故障诊断主机的信号输出时域波形，从中提取各时域周期的幅值域含括面积，m为各时域周期的编号，，u为时域周期数。

16、提取各故障诊断主机的信号输出频域分布示意图，并从中定位提取各频率点的信号振幅，g为各频率点的编号，，z为频率点数。

17、提取redis库中的单个时域周期的参照幅值域含括面积以及各频率点的适配信号振幅，

18、综合计算各故障诊断主机的信号输出性能特征值，表达式为：。

19、其中，，和分别为设定的信号输出时域以及频域所属性能特征权重比例系数，和分别为设定的信号输出时域以及频域所属评估修正值，为设定的时域周期的幅值域含括单位偏离面积对应的评估影响因子，以及为设定的信号输出频域对应的增设补偿信号振幅以及信号振幅偏离界限值。

20、作为一种优选设计方案，所述通过各故障诊断主机对台区的各衔接子网线路进行电力参量数据的监测，具体过程为：监测提取各故障诊断主机的各衔接子网线路对应的电力参量数据，包括电流、电压、有功功率和视在功率，同时监测提取各故障诊断主机的关联电能表的脉冲信号能量值，r为各衔接子网线路的编号，，x为衔接子网线路数。

21、通过子网线路组合特征处理，进而提取各故障诊断主机的各组合子网线路之间的电流互差、电压互差、电流相位差、电压相位差，q为各组合子网线路的编号，，v为组合子网线路的数目。

22、根据redis库中定义的组合子网线路之间的参照界限电流互差、参照界限电压互差、电流界定相位差、电压界定相位差，计算各故障诊断主机的衔接子网所属第一故障态势值，表达式为：。

23、式中，，，、分别为设定的电流相位差以及电压相位差所属单位数值对应的故障态势评估因子。

24、通过处理构建各故障诊断主机的衔接子网所属第二故障态势值。

25、作为一种优选设计方案，所述各故障诊断主机的衔接子网所属第二故障态势值，具体包括：提取redis库中定义的电能表对应累计有功功率单位输入值下的参照脉冲信号能量值以及各衔接子网线路对应的有功功率适配比例、参照视在功率。

26、构建各故障诊断主机的衔接子网所属第二故障态势值，表达式为：。

27、式中，，和分别为设定的许可脉冲信号能量偏差值以及脉冲信号能量修正值，和为设定的有功功率界定偏差比例以及视在功率所属单位偏离数值对应的故障态势因子。

28、作为一种优选设计方案，所述分析各故障诊断主机的衔接子网的故障潜在属性值，具体执行表达式为：。

29、式中，、分别为设定的衔接子网所属第一故障态势值以及第二故障态势值对应的影响权重因子。

30、作为一种优选设计方案，所述评估各故障诊断主机的衔接子网所属故障诊断界定值，具体包括：根据各故障诊断主机的衔接子网所属关联特征信息，衔接子网所属关联特征信息为各衔接子网线路的累计应用年限、总输入电能值以及常态运维日均温差。

31、根据预定义的子网线路所属单位应用年限、单位输入电能值以及常态运维单位温差值对应的减损因子，并分别记为、、，据此计算各故障诊断主机的衔接子网所属运维消耗量度值，表达式为：。

32、其中，、、分别为设定的应用年限、输入电能以及常态运维温差对应的消耗量度权值因子。

33、根据redis库中定义的运维消耗量度所属单位数值的参照故障诊断界定值，依据公式分析得到各故障诊断主机的衔接子网所属故障诊断界定值。

34、作为一种优选设计方案，所述筛分台区故障衔接子网进行风险管控告警提示，具体包括：根据各故障诊断主机的衔接子网的故障潜在属性值，并带入分析模型：，处理得到各故障诊断主机的衔接子网所属诊断判定结果，若的输出结果为故障衔接子网，则进行风险管控告警提示。

35、相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：（1）本发明在进行台区电网诊断的前期阶段过程中，对台区布设的各故障诊断主机进行细致的信号检验，弥补了现有技术多欠缺对测量设备进行信号质量验证而导致存在的不足，通过前期的设备信号查验，能够及时进行设备的传输性能干预，进而有效保障诊断数据传输的及时性和稳定性，避免在一些受外部环境干扰的场景下，故障诊断数据的传输遭受到不必要的消极影响，由此能够针对线路的故障进行及时高效的反馈警示，极大保证了台区的电网诊断水准。

36、（2）本发明通过各故障诊断主机对台区的各衔接子网线路进行电力参量数据的监测，并进行针对性分析，提高了故障诊断数据的全面性和具体化水平，对电力参量数据进行精准的校验分析，有助于及时地诊断线路中的故障缺陷，并进行相应地定位提示，实现针对台区电力系统进行实时性地、多方位地故障诊断分析，不仅可以解决目前台区线路的异常排查难题，大幅提升台区管理人员的工作效率，且有利于降低台区管理人员的工作难度，在较大程度上提高了台区用电的综合诊断能力。

37、（3）本发明评估各故障诊断主机的衔接子网所属故障诊断界定值，考虑到各故障诊断主机的衔接子网存在不同程度的应用消耗，通过针对性地进行故障诊断界定值的评估判定，极大提升了数据分析的科学性以及针对性，并且能够保证后续进行风险管控告警提示的及时性和可靠性，避免增加一些不必要的运维投入成本，不仅可以防止潜在电力故障的发生和扩大，且大大减少了停电时间以及设备损坏的风险发生率。

38、（4）本发明筛分台区故障衔接子网进行风险管控告警提示，能够及时告知相关管理人员进行针对地实施管控举措，有助于防止电力故障风险地进一步扩大，通过高效健全的应急响应机制，不仅可以辅助了解电力故障风险的发展趋势，同时有助于为相关管理人员提供更加全面具体的数据支持，进而针对电力故障风险制定相应的预防和应急计划，提高台区电网系统的应用安全性以及可持续性。