基于大数据驱动的配电网故障感知系统的制作方法

本发明涉及配电网，具体涉及基于大数据驱动的配电网故障感知系统。

背景技术：

1、近年来，电力行业取得飞速进步，电力电缆在电力系统中承担着电能的传输和分配的任务，电缆终端作为电缆与各种电气设备相连接的重要部分，是电缆中绝缘能力较为薄弱的部分，并且由于其特殊的构造会导致终端内部畸变严重，造成电缆终端严重发热，长期如此，会急剧加速电缆老化，对电力系统的稳定性埋下事故隐患，一旦发生故障，将对居民生活以及国民经济造成巨大损失，产生恶劣的社会影响。

2、为了保障配电网的电力稳定，在配电网发生故障时，需要快速排除电力故障。其中，故障定位有助于运维人员快速发现故障点，缩短故障持续时间，提高供电可靠性。

3、但是，现有线路温度检测时，通常依据相应的温度传感器进行检测，由于环境影响，线路本身的温度值与检测得到的温度值有较大差异，无法准确判断线路的温度数据，在线路温度过高情况下，线路仍然持续处于运行状态，继而出现异常，因此及时对电缆终端的异常温度进行感知检测并对电缆故障预警有着重要的意义；

4、基于此，提出一种基于大数据驱动的配电网故障感知系统，用于解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于大数据驱动的配电网故障感知系统，解决了背景技术中所提出的技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、基于大数据驱动的配电网故障感知系统，包括：

4、信息获取单元，用于获取配电网中多个目标线缆的线路基本信息、历史故障信息、正常运行信息；

5、线路基本信息包含目标线缆的长度、目标线缆的横截面积、目标线缆的电阻温度系数，以及目标线缆在0℃时的电阻率；

6、历史故障信息和正常运行信息均包含多个同一时间采集的温度参数，和/或电流参数与电压参数，历史故障信息、正常运行信息分别表示为目标线缆在指定周期内异常运行状态下的参数信息和正常运行状态下的参数信息；

7、信息处理单元，用于对历史故障信息作异常处理，同时对正常运行信息作正常处理，随后对异常处理和正常处理结果再进行集合划分，之后依据划分结果获得相应的温度区间；

8、数据采集单元，用于在配电网中目标线路采集实时运行数据；

9、模型分析单元，用于将相应的温度区间导入预训练的故障感知模型中，随后故障感知模型对实时运行数据进行感知分析，随后依据感知分析结果，获得相应的感知信号。

10、作为本发明进一步的方案：电阻温度系数依据目标线缆的制作材料确定，其表示物质的电阻率随温度而变化的物理量，其数值等于温度每升高1℃时，电阻率的增加量与原来的电阻率的比值；

11、作为本发明进一步的方案：信息处理单元的处理方式如下：

12、步骤一、异常处理

13、首先将各个同一时间采集的电流参数和电压参数通过欧姆定律进行计算，得出目标线缆在各个不同时间的电阻参数；

14、随后将各个电阻参数结合线路基本信息，并通过电阻、电阻率和温度之间的关系公式，计算出目标线缆的多个故障温度；

15、步骤二、正常处理

16、正常处理方式与步骤一中的异常处理方式类同，随后将正常运行信息按照异常处理方式，计算出目标线缆的多个正常温度；

17、步骤三、集合划分

18、将多个正常温度组成一个正常温度集合，多个故障温度组成一个故障温度集合；

19、步骤四、区间获取

20、接着计算正常温度集合与故障温度集合之间的交集，并获取该交集中的所有温度值，随后在该交集对应的所有温度值中选取最大温度值和最小温度值，并组成相应的温度区间，同时将该温度区间记作交叉温度区间；

21、同时，计算正常温度集合减去故障温度集合之间的差集，并获取该差集中的所有温度值，随后在该差集对应的所有温度值中选取最大温度值和最小温度值，并组成相应的温度区间，同时将该温度区间记作正常温度区间；

22、同时，计算故障温度集合减去正常温度集合之间的差集，并获取该差集中的所有温度值，随后在该差集对应的所有温度值中选取最大温度值和最小温度值，并组成相应的温度区间，同时将该温度区间记作故障温度区间。

23、作为本发明进一步的方案：电阻和电阻率的关系公式为：电阻＝电阻率*长度/横截面积，温度与电阻率的关系公式：电阻率＝目标线缆在0℃时的电阻率*(1+电阻温度系数*温度)，通过将上述关系公式进行逆向推理，得到的温度值即为目标线缆的故障温度。

24、作为本发明进一步的方案：实时运行数据包括多个同一时间采集的运行电流和运行电压。

25、作为本发明进一步的方案：感知分析方式如下：

26、第一步、首先故障感知模型将同一时间采集的运行电流和运行电压通过欧姆定律进行计算，得出目标线缆在该时间的运行电阻；

27、第二步、接着故障感知模型将该目标线路的线路基本信息和运行电阻，通过电阻、电阻率和温度之间的关系公式，计算出该目标线缆在该时间的分析温度；

28、第三步、随后接着故障感知模型将分析温度分别与故障温度区间、正常温度区间和交叉温度区间进行匹配分析，随后依据分析匹配分析结果，获得相应的感知信号。

29、作为本发明进一步的方案：在第三步中：

30、若分析温度处于正常温度区间之内，则生成感知信号一；

31、若分析温度处于交叉温度区间之内，则生成感知信号二；

32、若分析温度处于故障温度区间之内，则生成感知信号三。

33、作为本发明进一步的方案：本发明还包括：

34、故障预警单元，用于将相应的感知信号展示给运维人员，随后运维人员依据相应的感知信号进行运维执行。

35、作为本发明进一步的方案：当运维人员接收到感知信号一，其表示目标线路不用运维；

36、当运维人员接收到感知信号二，其表示目标线路需要进行检查处理；

37、当运维人员接收到感知信号三，其表示目标线路需要进行检修处理。

38、本发明的有益效果：

39、(1)本发明，通过信息处理单元精准得出相应的温度区间，便于线路故障的对比感知，有效地保证配电网的安全运行，解决了现有技术中，温度监测受环境条件的影响，使得检测结果的误差较大，不能精确反映出电缆故障对应的温度值，进而无法有效依据温度对目标电缆进行故障感知的问题；

40、(2)本发明，通过模型分析单元分析得出相应的感知信号，并通过故障预警单元显示给运维人员，并作运维执行，解决了现有技术中，温度监测受环境条件的影响，使得检测结果的误差较大，不能精确反映出电缆故障对应的温度值，进而无法有效依据温度对目标电缆进行故障感知的问题，通过精准得出相应的温度区间，便于线路故障的对比感知，有效地保证配电网的安全运行；

41、(3)本发明，通过在故障感知模型中搭建相应的故障温度区间、正常温度区间和交叉温度区间，并依据故障感知模型进行匹配分析，可以快速有效地获得相应的感知信号，并通过故障预警单元显示给运维人员并作出运维执行，有效解决因线路故障感知不及时，导致线路引发火灾或者其他影响。