一种输电线路故障自动研判方法及系统与流程

本发明涉及输电线路运维，具体地说是一种输电线路故障自动研判方法及系统。

背景技术：

1、输电线路分布与野外，运行环境复杂，里程长，极易遭受雷电、大风、冰雪、烟火、鸟兽、漂浮物、机械施工等各种外部因素影响而发生故障跳闸，甚至停运。快速、准确分析故障原因，有助于加快故障处置、缩短供电恢复时间，同时有利于后续采取针对性防护措施，提高电网运行可靠性。

2、分布式故障监测装置已广泛应用，主要利用不同类型故障所产生行波在幅值、陡度、波长等特征的差异性，对故障原因进行研判，目前在雷击/非雷击二元判断方面准确率较高，对非雷击中的其他原因的研判结果准确性不足，同时整个研判过程较依赖专家经验，准确率受人的影响较大，全流程自动化水平不足，制约了故障研判的效率，研判完成以后的故障行波不再起作用，对提升研判准确率无价值。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种输电线路故障自动研判方法及系统，以避免研判过程受人工经验影响，提高研判准确性。

2、为此，本发明采用如下的技术方案：一种输电线路故障自动研判方法，其包括：

3、步骤1，收集输电线路故障记录与对应暂态行波记录作为标本库，形成故障原因-暂态行波标准库；

4、步骤2，对标准库行波和测试样本行波进行滤波处理；

5、步骤3，设置分类模型参数；

6、步骤4，逐一计算测试样本行波和标准库行波的动态时间规整(dynamic timewarping，dtw)距离；

7、步骤5，根据前k个最小动态时间规整距离的标准库行波判定测试样本行波对应故障类别。

8、进一步地，所述步骤1的具体内容如下：

9、选择安装分布式故障监测装置的输电线路，收集历史跳闸记录和对应暂态行波记录作为样本库，挑选各类故障的典型行波，与故障原因标签配对形成标准库。

10、进一步地，所述步骤2的具体内容如下：

11、对标准库行波和测试样本行波数据，剔除首尾数值绝对值小于5的无意义数据点，对异常突变数据点进行滑动平均。

12、进一步地，所述步骤3的具体内容如下：

13、设置距离度量函数f、动态时间规整窗口w和邻近数量k，k为奇数。

14、更进一步地，设置距离度量函数f为一阶函数即差值绝对值，w为1000，k为5。

15、进一步地，所述步骤4的具体内容如下：

16、根据距离度量函数f和动态时间规整窗口w，利用代价矩阵逐一计算测试样本行波与标准库中行波两个序列之间的动态时间规整距离。

17、更进一步地，使用动态时间规整距离衡量行波数据序列之间的相似性。

18、进一步地，步骤5的具体内容如下：

19、找出与测试样本行波动态时间规整距离最小的前k个标准库行波的所对应的故障原因标签，分别计数第1顺位和第2顺位标签个数p1、p2，若p2>p1则将测试样本行波对应的故障原因标签判定为第2顺位标签，否则判断为第1顺位标签。

20、进一步地，步骤1中，从历史典型故障中选取对应行波建立标准库作为比对对象，该标准库根据实际情况动态更新，增加故障原因种类。

21、本发明还提供一种输电线路故障自动研判系统，用于实现上述的输电线路故障自动研判方法。

22、本发明具有以下有益效果：

23、1.通过比对行波数据序列间的dtw距离来对故障类型分类，基于波形与故障原因的相关性而非因果性进行故障研判，原理简单易通过程序实现，避免研判过程受人工经验影响，准确性更加稳定，研判过程自动化。

24、2.挑选输电线路历史故障行波样本作为标准库，可以控制典型故障类型的覆盖面和各类样本数量，同时充分发挥历史故障行波的数据价值。

25、3.故障行波标准库可随时间动态更新，如存在研判错误的案例，将行波按正确类型标注标签，有助于提高今后研判的准确性。

技术特征：

1.一种输电线路故障自动研判方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种输电线路故障自动研判方法，其特征在于，所述步骤1的具体内容如下：

3.根据权利要求1所述的一种输电线路故障自动研判方法，其特征在于，所述步骤2的具体内容如下：

4.根据权利要求1所述的一种输电线路故障自动研判方法，其特征在于，所述步骤3的具体内容如下：

5.根据权利要求4所述的一种输电线路故障自动研判方法，其特征在于，设置距离度量函数f为一阶函数即差值绝对值，w为1000，k为5。

6.根据权利要求4所述的一种输电线路故障自动研判方法，其特征在于，所述步骤4的具体内容如下：

7.根据权利要求6所述的一种输电线路故障自动研判方法，其特征在于，使用动态时间规整距离衡量行波数据序列之间的相似性。

8.根据权利要求1所述的一种输电线路故障自动研判方法，其特征在于，步骤5的具体内容如下：

9.根据权利要求1所述的一种输电线路故障自动研判方法，其特征在于，步骤1中，从历史典型故障中选取对应行波建立标准库作为比对对象，该标准库根据实际情况动态更新，增加故障原因种类。

10.一种输电线路故障自动研判系统，其特征在于，用于实现权利要求1-9任一项所述的输电线路故障自动研判方法。

技术总结
本发明公开了一种输电线路故障自动研判方法及系统。本发明的方法包括：收集输电线路故障记录与对应暂态行波记录作为标本库，形成故障原因‑暂态行波标准库；对标准库行波和测试样本行波进行滤波处理；设置分类模型参数；逐一计算测试样本行波和标准库行波的动态时间规整距离；根据前k个最小动态时间规整距离的标准库行波判定测试样本行波对应故障类别。本发明基于波形与故障原因的相关性而非因果性进行故障研判，较目前输电领域利用暂态行波开展故障研判具有不依赖人工经验的优点，且易于程序实现，使研判流程自动化，进一步提高输电线路故障处置效率；所使用的标准库可根据实际情况动态更新，增加故障原因种类，具有良好的可扩展性。

技术研发人员：姜凯华,雷梦飞,谷山强,李健,谢迎谱,张永,吴敏,李特,汤亮亮,王少华,任华,甘学义,王健,苏杰,李涛,朱浩楠,吴晏紫
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1