一种集电线路故障预警系统及方法与流程

本技术涉及电力系统运行与维护，更具体地，涉及一种集电线路故障预警系统及方法。

背景技术：

1、在电力系统中，集电线路发生故障会导致电力无法正常输送，因此需要采取一系列的处理方法来解决问题，其中调度应急管理规定在电力系统运行中起着重要的作用。

2、处理集电线跳闸事故的第一步是确定跳闸的原因，通过巡检和故障检测设备等手段，可以确定跳闸的原因，如短路、过载或设备故障等。确定了跳闸原因后，需要迅速隔离故障点，切断故障部分与其他正常运行的线路的连接，以防止故障扩大；隔离故障点后，需要尽快修复或更换故障设备，以迅速解决事故、恢复电力供应。这需要相关设备和值守者、调度人员、维修人员的协同工作，但其涉及多种复杂的故障情况，急需全面的调度应急管理规定，其目的是为了确保在事故发生时能够迅速、有效地采取应对措施，防止事故扩大。

3、因此，如何在集电线路发生故障时，对事故仍然保有的明确及具体的协调指示，使值守者、调度人员、维修人员能够根据规定采取灵活的应对措施是目前有待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种集电线路故障预警系统及方法，用以解决现有技术中在集电线路发生故障时，难以给出明确及具体的协调指示的技术问题。

2、本发明的集电线路故障预警系统，包括：

3、监测模块，设置在多个监测位置处，实时监测并记录关键参数，所述监测模块用于实现对集电线路的全面监测；

4、分析模块，预设有根据历史记录关键参数建立的常态数据模型，所述分析模块还根据实时监测的关键参数设置有可视化的实时监测数据，并结合实时监测数据和常态数据模型给出故障诊断结果；

5、预警模块，根据所述故障诊断结果触发多种级别的预警，预警通知包括故障类型、故障位置和建议的应对措施，预警通过声音、光线、短信、邮件等方式通知运维人员或相关部门，所述预警模块接收运维人员或相关部门的决策信息，且直到分析模块判断符合常态数据模型之前，实时记录故障类型、故障位置的变化，并根据其变化修正预警通知中建议的应对措施，所述预警模块用于帮助运维人员或相关部门跟踪故障变化并快速响应故障；

6、维护模块，记录每一次预警的决策信息，并针对决策进行周期性的跟踪记录，将跟踪记录与监测模块及分析模块的数据进行多维度的整合生成风险数据，根据风险数据设计维护计划，并在每一次预警后更新维护计划。

7、优选的，所述监测模块设置有一个主控中心，用于集中管理和监测整个集电线路的数据，主控中心安装在电网管理机构或控制中心接收和处理来自各个监测位置的关键参数。

8、优选的，所述变电站设置有一级监测关键参数、支线设置有二级监测关键参数，导线处设置有三级监测关键参数，其中，

9、在集电线路的每一变电站安装有一级监测传感器，所述一级监测传感器用于监测变电站内的电流、电压、温度及设备状态，所述一级监测传感器用于通过对变电站的监测，及时发现变电器内部的故障和异常情况；

10、在集电线路的每一支线位置安装有二级监测传感器，所述二级监测传感器用于监测支线的电流、电压、温度，所述二级监测传感器用于通过对支线的监测，及时发现支线上的故障和异常情况；

11、在集电线路的导线上每间隔预设距离，安装有三级监测传感器，所述三级监测传感器用于实时监测导线的温度、振动、电流，所述三级监测传感器用于通过对导线的监测，发现导线的过载、松动。

12、优选的，所述分析模块，收集历史记录中的关键参数数据，对收集到的数据进行预处理，包括数据清洗、去除异常值、填补缺失值；

13、分别对一级监测关键参数、二级监测关键参数、三级监测关键参的每个关键参数进行统计分析，根据数据统计分析的分布的特点，选择正态分布或指数分布的概率分布拟合数据，并用机器学习算法将拟合数据生成常态数据组，使用时间序列模型关联每一级别关键参数的常态数据组生成常态数据模型，对建立的常态数据模型进行评估和验证。

14、优选的，所述分析模块，基于常态数据模型提取每一关键参数的边界阈值，当可视化的实时监测数据中任意一关键参数超出或低于可视化的实时监测数据时触发故障诊断，并根据事故的隔离需求、危险性、维修难度赋予对应的特征权重使生成故障判断诊断结果。

15、优选的，所述预警模块根据特征权重分析故障的性质和范围生成多种级别的预警，且每一级别的预警对应一位或多位不同的预警接收者；

16、所述预警模块还预设有多种决策信息实施时对每一特征权重变化量的数据模型，当接收到决策信息模后拟决策信息实施，并给决策预计效果；

17、所述预警模块还当决策信息实施后比对常态数据模型的每一关键参数的边界阈值检查决策是否达到决策预计效果。

18、优选的，所述维护模块根据分析故障因素且提取故障发生前预设周期的运行数据与常态化数据进行比对得到风险数据，所述维护模块根据风险数据修正常态数据模型，并在边界阈值内生成一个中性阈值，在维护模块监测到超出中性阈值后，并根据中性阈值的特征权重给出一个潜在风险预警，根据潜在风险预警生成一个维护计划。

19、本发明还提供一种集电线路故障预警方法，包括：

20、在多个监测位置处设置监测模块，进行实时监测并记录关键参数，用于实现对集电线路的全面监测；

21、根据历史记录关键参数建立的常态数据模型，并根据实时监测的关键参数设置有可视化的实时监测数据，结合实时监测数据和常态数据模型给出故障诊断结果；

22、根据所述故障诊断结果触发多种级别的预警，预警通知包括故障类型、故障位置和建议的应对措施，预警通过声音、光线、短信、邮件等方式通知运维人员或相关部门，所述预警模块接收运维人员或相关部门的决策信息，且直到分析模块判断符合常态数据模型之前，实时记录故障类型、故障位置的变化，并根据其变化修正预警通知中建议的应对措施，所述预警模块用于帮助运维人员或相关部门跟踪故障变化并快速响应故障；

23、记录每一次预警的决策信息，并针对决策进行周期性的跟踪记录，将跟踪记录与监测模块及分析模块的数据进行多维度的整合生成风险数据，根据风险数据设计维护计划，并在每一次预警后更新维护计划。

24、优选的，在多个监测位置处设置监测模块，进行实时监测并记录关键参数，用于实现对集电线路的全面监测，包括：

25、设置有一个主控中心，用于集中管理和监测整个集电线路的数据，主控中心安装在电网管理机构或控制中心接收和处理来自各个监测位置的关键参数；

26、设置有一级监测关键参数、支线设置有二级监测关键参数，导线处设置有三级监测关键参数，其中，

27、在集电线路的每一变电站安装有一级监测传感器，所述一级监测传感器用于监测变电站内的电流、电压、温度及设备状态，所述一级监测传感器用于通过对变电站的监测，及时发现变电器内部的故障和异常情况；

28、在集电线路的每一支线位置安装有二级监测传感器，所述二级监测传感器用于监测支线的电流、电压、温度，所述二级监测传感器用于通过对支线的监测，及时发现支线上的故障和异常情况；

29、在集电线路的导线上每间隔预设距离，安装有三级监测传感器，所述三级监测传感器用于实时监测导线的温度、振动、电流，所述三级监测传感器用于通过对导线的监测，发现导线的过载、松动；

30、根据历史记录关键参数建立的常态数据模型，结合实时监测数据和常态数据模型给出故障诊断结果，包括：

31、收集历史记录中的关键参数数据，对收集到的数据进行预处理，包括数据清洗、去除异常值、填补缺失值；

32、分别对一级监测关键参数、二级监测关键参数、三级监测关键参的每个关键参数进行统计分析，根据数据统计分析的分布的特点，选择正态分布或指数分布的概率分布拟合数据，并用机器学习算法将拟合数据生成常态数据组，使用时间序列模型关联每一级别关键参数的常态数据组生成常态数据模型，对建立的常态数据模型进行评估和验证。

33、优选的，根据所述故障诊断结果触发多种级别的预警，预警通知包括故障类型、故障位置和建议的应对措施，包括：

34、根据特征权重分析故障的性质和范围生成多种级别的预警，且每一级别的预警对应一位或多位不同的预警接收者；

35、预设有多种决策信息实施时对每一特征权重变化量的数据模型，当接收到决策信息模后拟决策信息实施，并给决策预计效果；

36、当决策信息实施后比对常态数据模型的每一关键参数的边界阈值检查决策是否达到决策预计效果；

37、所述将跟踪记录与监测模块及分析模块的数据进行多维度的整合生成风险数据，根据风险数据设计维护计划，并在每一次预警后更新维护计划，包括：

38、根据分析故障因素且提取故障发生前预设周期的运行数据与常态化数据进行比对得到风险数据，所述维护模块根据风险数据修正常态数据模型，并在边界阈值内生成一个中性阈值，在维护模块监测到超出中性阈值后，并根据中性阈值的特征权重给出一个潜在风险预警，根据潜在风险预警生成一个维护计划。

39、通过应用以上技术方案，本技术的一种集电线路故障预警系统具有以下技术效果

40、1.通过在多个监测位置设置监测模块，实现对集电线路的全面监测。这样可以及时获取各个位置的关键参数数据，提高对线路状态的感知能力。

41、2.分析模块预设了基于历史记录关键参数建立的常态数据模型，该模型可以用于与实时监测数据进行比较和分析，帮助诊断线路故障。

42、3.预警模块根据故障诊断结果触发多种级别的预警，预警模块记录故障类型和位置的变化，并根据其实时变化修正预警通知中的建议应对措施，这样能够帮助运维人员并快速响应，并且跟踪故障变化，提高故障处理的准确性和效率。

43、4.维护模块记录每次预警的决策信息，并进行周期性的跟踪记录。通过将跟踪记录与监测模块和分析模块的数据进行整合，生成风险数据。根据风险数据设计维护计划，并在每次预警后更新维护计划，以优化线路的维护工作。

44、综上所述，该集电线路故障预警系统通过全面监测、数据分析、多级别预警和维护计划优化等功能，能够提高对集电线路故障的诊断和响应能力，减少线路故障对供电系统的影响，提高线路的可靠性和稳定性。