一种智能电网系统的数据采集及故障检测方法与流程

本发明涉及智能电网，具体是一种智能电网系统的数据采集及故障检测方法。

背景技术：

1、随着智能化、数字化、信息技术电网的全面建设，电力行业的数据呈现爆炸式增长态势，运行中的电力系统产生大量的信息，日益复杂的电网系统中故障的发生率也随之提高，自然或人为因素对电网的影响愈加明显，引起故障的频繁发生，造成电能质量下降或对电气设备造成损坏。

2、传统电网故障与告警靠工作经验的积累诊断判断排查，电力设备检修优先级识别率低，往往浪费了故障处理的最有效时间，错过了电力设备检修的最佳时间，造成故障发生率高；同时每天上千条的重复无用的故障告警，导致真实的电力设备缺陷未能及时发现；没有针对性的检修计划编排、投入人力物力成本，造成资产浪费；基于以上不足，本发明提出一种智能电网系统的数据采集及故障检测方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种智能电网系统的数据采集及故障检测方法。

2、为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种智能电网系统的数据采集及故障检测方法，包括如下步骤：

3、步骤一：将配电网划分为若干条电网支路，根据配电网拓扑结构布放pmu，形成配电网pmu数据测量装置；所述pmu内设有电网支路的位置信息，所述位置信息与所述电网支路的编号一一对应；

4、步骤二：通过配电网pmu数据测量装置采集各个电网支路的pmu数据，将得到的pmu数据缓存至本地相位数据集中器中；所述pmu数据包括同一时刻的电流信息和电压信息；

5、步骤三：对本地相位数据集中器中缓存的pmu数据进行传输等级dr分析，根据传输等级dr辅助确定对应pmu数据的传输路径类型；所述传输路径类型包括一级中转路径和二级中转路径；

6、之后通过数据传输模块将各个本地相位数据集中器按照对应的传输路径类型传输至控制中心进行汇总、分析，并进行存储；

7、步骤四：对控制中心接收到的pmu数据进行故障检测，具体包括：

8、获取pmu数据中的电流信息和电压信息；将电流信息经电流处理器整流后标记为dl；将电压信息经电压处理器整压后标记为dy；利用公式dw＝f×dl×dy计算得到对应电网支路的采样功率dw，其中f为预设均衡系数；

9、判断所获取的采样功率dw是否位于预设数值范围之外；若是，则发出报警指令和所述电网支路的位置信息至控制中心，以提醒管理员所述位置信息对应的电网支路发生故障。

10、进一步地，步骤二中对本地相位数据集中器中缓存的pmu数据进行传输等级dr分析，具体分析步骤包括：

11、提取pmu数据的特征值，所述特征值包括数据量、数据传输距离以及数据传输带宽；将数据量、数据传输距离以及数据传输带宽依次标记为l1、l2、l3；利用公式lt＝l1×a1+l2×a2+l3×a3计算得到pmu数据的传输负载指数lt，其中a1、a2、a3均为预设系数因子；

12、获取pmu数据对应的电网支路，调取所述电网支路的研究关联指数yz；在预设时间段内，统计所述电网支路的故障总次数为wx；

13、将传输负载指数、研究关联指数以及故障总次数进行归一化处理并取其数值，利用公式dr＝(yz×b1+wx×b2)/(lt×b3)计算得到所述pmu数据的传输等级dr，其中b1、b2、b3均为预设系数因子。

14、进一步地，根据传输等级dr辅助确定对应pmu数据的传输路径类型，具体为：

15、将传输等级dr与设定阈值相比较；若传输等级dr大于设定阈值，则确定对应pmu数据的传输路径类型为一级中转路径；若传输等级dr≤设定阈值，则确定对应pmu数据的传输路径类型为二级中转路径；

16、其中一级中转路径表现为：pmu数据经过一个基站直接发送至控制中心；二级中转路径表现为：pmu数据依次经过两个基站中转至控制中心。

17、进一步地，还包括：对控制中心存储的pmu数据进行访问监测，并根据访问记录进行研究关联指数yz分析，具体分析步骤为：

18、在预设时间段内，获取pmu数据的访问记录；所述访问记录包括访问开始时刻、访问结束时刻以及访问人；获取pmu数据对应的电网支路；

19、针对同一电网支路，统计所述电网支路的访问次数为c1；将每次访问的访问时长进行累加得到访问总时长zt；

20、以所述电网支路其中一个访问记录的访问开始时刻作为中心，将同一访问人在预设访问时间差内访问的其他电网支路的pmu数据标记为关联支路数据；统计关联支路数据的数量为支路关联数量ls；

21、若支路关联数量ls大于预设数量阈值，则将此次访问标记为关联访问；统计关联访问的次数占比为gb；

22、当支路关联数量ls大于预设数量阈值时，获取支路关联数量ls与预设数量阈值的差值并进行求和得到超联总值lz；利用公式yz＝μ×(c1×g1+zt×g2)×(gb×g3+lz×g4)计算得到所述电网支路的研究关联指数yz，其中g1、g2、g3、g4均为预设系数因子，μ为预设补偿系数。

23、进一步地，判断所获取的采样功率信息是否位于预设数值范围之外，具体包括：

24、通过预设的带通滤波器对所获取的所述采样功率信息滤波，得到位于所述带通滤波器的高端截止频率和低端截止频率之间的剩余的功率信息；

25、对所述的剩余的功率信息作傅里叶变化，获取所述的剩余的功率信息的频率响应；获取所述的剩余的电流信息的功率响应的均值；

26、判断所述均值是否大于预设数值；若是，则发出报警指令至控制中心。

27、进一步地，所述pmu包括电流传感器和电压传感器；其中，电流传感器采用双半环差分绕线印刷电路板式罗氏线圈；电压传感器采用空间电容分压原理进行测量。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

29、1、本发明中将配电网划分为若干条电网支路，根据配电网拓扑结构布放pmu，形成配电网pmu数据测量装置；通过配电网pmu数据测量装置采集各个电网支路的pmu数据，将得到的pmu数据缓存至本地相位数据集中器中；对本地相位数据集中器中缓存的pmu数据进行传输等级dr分析，根据传输等级dr辅助确定对应pmu数据的传输路径类型；若传输等级dr大于设定阈值，则确定对应pmu数据的传输路径类型为一级中转路径；若传输等级dr≤设定阈值，则确定对应pmu数据的传输路径类型为二级中转路径；有效避免网络拥塞，提高通信效率；使得数据传输更加有层次；

30、2、本发明中对控制中心接收到的pmu数据进行故障检测，获取pmu数据中的电流信息和电压信息，计算得到对应电网支路的采样功率dw；通过预设的带通滤波器对所获取的所述采样功率信息滤波，得到位于所述带通滤波器的高端截止频率和低端截止频率之间的剩余的功率信息；对所述的剩余的功率信息作傅里叶变化，获取所述的剩余的功率信息的频率响应；获取所述的剩余的电流信息的功率响应的均值；判断所述均值是否大于预设数值；若是，则发出报警指令和所述电网支路的位置信息至控制中心；以提醒管理员所述位置信息对应的电网支路发生故障，及时找出电气异常的原因，进而改善电能质量，提高电能利用率。