基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法。该基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法通过从配电开关及其控制器零部件的位置来对其故障进行分类，从空间维度对配电开关及其控制器进行可靠性评估，使得所建立模型具有较强的适用性；避免了不必要的指标定义和计算，直接对配电开关及其控制器进行故障分类整理，建立缺陷库，指导工程实践，实用性能强；对配电开关及其控制器进行全生命周期管理，形成一套系统的管理策略，涉及时间范围广，更有利于提升配电开关及其控制器的可靠性。

Control Method of Distribution Switch and Its Controller Based on Spatio-temporal Dimension

The invention relates to a distribution switch based on space-time dimension and a control method of its controller. The control method of the distribution switch and its controller based on space-time dimension classifies its faults from the position of the distribution switch and its controller components, evaluates the reliability of the distribution switch and its controller from the space dimension, and makes the model more applicable; avoids unnecessary index definition and calculation, and directly classifies the distribution switch and its controller. Fault classification, defect database establishment, engineering practice guidance, strong practical performance; distribution switches and their controllers for life cycle management, forming a set of system management strategy, involving a wide range of time, more conducive to improving the reliability of distribution switches and controllers.

【技术实现步骤摘要】
基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法
本专利技术涉及配电开关及其控制器可靠性评估
，特别是涉及一种基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法。
技术介绍
电力系统是由发、输、配电等部分构成，配电系统(DistributionSystem)是电力系统中与用户最密切、决定供电质量的重要组成部分。配电网是处于电力系统的末端，上承输电网络、下接电力用户，将输变电系统与电力用户连接起来，向用户分配电能与提供电能的重要环节，通常包括配电变电站、配电线路、配电变压器、继电保护设备、配网开关及其控制器等。配电设备数量大、分布面广，对用户供电可靠性的影响大。据不完全统计，用户停电故障中，80％以上是由电力系统中的配电环节的故障引起的。且配电网开关及其控制器是配电系统中使用量较大、范围较广的关键设备之一，准确掌握配电开关类及其控制器故障类型及分析其产生原因，才能在此基础上提出提高开关设备运行可靠性的方法，进而提高配电网的供电可靠性。目前针对配电开关及其控制器可靠性评估的方法，常见的做法是通过对配电开关及其控制器的故障率进行预测，传统的电力设备故障率通常只取决于一个单一的变量——设备运行的年龄或者设备的状态。基于设备运行年龄的故障率模型(Age-basedFailure,ABF)更为常见，但基于设备运行年龄的模型通常服从大量的样本统计分布，只考虑设备自投入使用以来长期积累的故障。然而，配电网中新的智能设备缺乏足够的故障统计数据。另外，旧设备的故障记录也很难收集，尤其是在早期阶段。相对而言，基于设备状态的故障率模型(Condition-basedFailure,CBF)可以通过实时评价健康指数(HealthIndex，HI)来反映设备的健康状况。电力设备最常用的CBF模型是具有一定系数的指数函数。一些研究人员提出了反演方法，要求所有HI统计量都在同一时间点。然而，它只考虑设备的内部因素，完全忽略了ABF模型的优点。例如，有时设备在不同的年龄可以得到相同的HI，而它们的故障率实际上是不同的。为了更准确地分析设备的故障趋势，一些学者基于非参数回归方程建立了电力设备故障率模型，利用分层比例风险模型，使设备全生命周期数据作为协变量，包括制造商、运行年限、位置、健康指数等所有代表设备健康状态层次的协变量，有利于处理和分类的全生命周期数据为多类型复发事件进行定量分析。在这种情况下，可以利用更多的检验事件在一个完整的生命周期中预测潜在的风险和评估设备的健康状况。另外，在开关设备可靠性研究领域，国内学者冯管印等采用Levenberg－Marquard(LM)算法推求设备基于威布尔分布的故障率函数，进而确定状态检修后设备的实际役龄；通过引入基于役龄递减因子和故障率递增因子的混合式故障率演化算法，提出设备故障率推算综合方法，实现电气设备状态检修前后的故障率预测。但以上方法都未考虑过配电开关控制器对配电开关的影响。综上，目前研究大多采用传统的曲线拟合优化参数的方法，对配电开关的故障率进行预测进而对配电开关进行可靠性评估，仅从单一的时间角度来对其进行评估，且缺少对控制器可靠性的研究。因此，对配电开关及其控制器的故障进行统计分析、对主要故障类型开展基础性研究并基于这些基础性研究根据配电开关及其控制器的内部空间结构来对配电开关及其控制器的故障进行分类，建立空间可靠性评估模型，具有重要的理论及现实意义。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法。一种基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法，包括：获取预设时间内同类别的配电开关及其控制器的缺陷故障信息，统计所述缺陷故障信息在预设故障概率范围内的类型，形成设备历史故障类型信息集；根据配电开关及其控制器的零部件构造位置，将所述设备历史故障类型信息集进行归类，建立空间可靠性评估模型，形成配电开关及其控制器的缺陷库；建立故障模式及影响分析模型，根据所述设备历史故障类型信息集以及所述缺陷库，以所述故障模式及影响分析模型对配电开关及其控制器进行失效原因与失效机理的分析；建立配电开关及其控制器故障检测专家系统，对所述故障模式及影响分析模型进行修正、维持和调整，得到造成配电开关及其控制器安全性失效的结果信息；由所述结果信息，建立故障模式及影响分析评估表模型；根据所述空间可靠性评估模型以及所述故障模式及影响分析评估表模型，从时空维度，建立配电开关及其控制器的管理措施信息集。在其中一个实施例中，所述缺陷故障信息包括：配电开关故障信息以及配电开关控制器故障信息。在其中一个实施例中，所述配电开关故障信息包括：机械故障信息、密封故障信息、二次故障信息、载流故障信息、接地故障信息、支撑故障信息以及绝缘故障信息中的至少一项。在其中一个实施例中，所述配电开关控制器故障信息包括：通信故障信息、终端硬件故障信息、终端软件故障信息、一次设备故障信息、低压电源故障信息、后备电源故障信息、终端参数配置故障信息、主站故障信息以及施工故障信息中的至少一项。在其中一个实施例中，所述时空维度为所述配电开关及其控制器的全生命周期阶段，包括：产品设计阶段、型式试验阶段、项目招标阶段、到货抽检阶段、现场安装阶段以及运行维护阶段。在其中一个实施例中，所述配电开关包括柱上断路器，所述配电开关控制器包括柱上断路器控制器。在其中一个实施例中，所述柱上断路器的设备历史故障类型信息集包括：二次系统故障信息、机械系统故障信息以及密封系统故障信息中的至少一项。在其中一个实施例中，所述根据所述设备历史故障类型信息集以及所述缺陷库，以故障模式及影响分析模型对配电开关及其控制器进行失效原因与机理分析的步骤，包括：分别分析所述二次系统故障信息、所述机械系统故障信息以及所述密封系统故障信息，得到所述柱上断路器的失效原因与机理。在其中一个实施例中，所述柱上断路器控制器的设备历史故障类型信息集包括：通信故障信息、终端硬件故障信息以及电源低压故障信息。在其中一个实施例中，所述根据所述设备历史故障类型信息集以及所述缺陷库，以故障模式及影响分析模型对配电开关及其控制器进行失效原因与机理分析的步骤，包括：分别分析所述通信故障信息、所述终端硬件故障信息以所述及电源低压故障信息，得到所述柱上断路器控制器的失效原因与机理。上述基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法，通过从配电开关及其控制器零部件的位置来对其故障进行分类，即从空间维度对配电开关及其控制器进行可靠性评估，使得所建立模型具有较强的适用性；避免了不必要的指标定义和计算，直接对配电开关及其控制器进行故障分类整理，建立缺陷库，指导工程实践，实用性能强；对配电开关及其控制器进行全生命周期管理，形成一套系统的管理策略，并根据该管理策略对配电开关及其控制器进行控制，涉及时间范围广，更有利于提升配电开关及其控制器的可靠性。附图说明图1为一个实施例中基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法的步骤示意图；图2为一个实施例中基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法的流程示意图；图3为一个实施例中柱上断路器缺陷类型统计示意图；图4为一个实施例中柱终端缺陷类型统计示意图；图5为一个实施例中柱上断路器空间维度故障分类示意图；图6为一个实施例中FTU空间维度故障分类示意图。具体实施方式为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法，包括：获取预设时间内同类别的配电开关及其控制器的缺陷故障信息，统计所述缺陷故障信息在预设故障概率范围内的类型，形成设备历史故障类型信息集；根据配电开关及其控制器的零部件构造位置，将所述设备历史故障类型信息集进行归类，建立空间可靠性评估模型，形成配电开关及其控制器的缺陷库；建立故障模式及影响分析模型，根据所述设备历史故障类型信息集以及所述缺陷库，以所述故障模式及影响分析模型对配电开关及其控制器进行失效原因与失效机理的分析；建立配电开关及其控制器故障检测专家系统，对所述故障模式及影响分析模型进行修正和维持，得到造成配电开关及其控制器安全性失效的结果信息；由所述结果信息，建立故障模式及影响分析评估表模型；根据所述空间可靠性评估模型以及所述故障模式及影响分析评估表模型，从时空维度，建立配电开关及其控制器的管理措施信息集；根据所述管理措施信息集生成控制指令，将所述控制指令发送至配电开关及其控制器，以分别控制配电开关及配电开关控制器。

【技术特征摘要】
1.一种基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法，包括：获取预设时间内同类别的配电开关及其控制器的缺陷故障信息，统计所述缺陷故障信息在预设故障概率范围内的类型，形成设备历史故障类型信息集；根据配电开关及其控制器的零部件构造位置，将所述设备历史故障类型信息集进行归类，建立空间可靠性评估模型，形成配电开关及其控制器的缺陷库；建立故障模式及影响分析模型，根据所述设备历史故障类型信息集以及所述缺陷库，以所述故障模式及影响分析模型对配电开关及其控制器进行失效原因与失效机理的分析；建立配电开关及其控制器故障检测专家系统，对所述故障模式及影响分析模型进行修正和维持，得到造成配电开关及其控制器安全性失效的结果信息；由所述结果信息，建立故障模式及影响分析评估表模型；根据所述空间可靠性评估模型以及所述故障模式及影响分析评估表模型，从时空维度，建立配电开关及其控制器的管理措施信息集；根据所述管理措施信息集生成控制指令，将所述控制指令发送至配电开关及其控制器，以分别控制配电开关及配电开关控制器。2.根据权利要求1所述的基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法，其特征在于，所述缺陷故障信息包括：配电开关故障信息以及配电开关控制器故障信息。3.根据权利要求2所述的基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法，其特征在于，所述配电开关故障信息包括：机械故障信息、密封故障信息、二次故障信息、载流故障信息、接地故障信息、支撑故障信息以及绝缘故障信息中的至少一项。4.根据权利要求2所述的基于时空维度的配电开关及其控制器的控制方法，其特征在于，所述配电开关控制器故障信息包括：通信故障信息、终端硬件故障信息、终端软件故障信息、一次设备故障信息、低压电源故障信息、后备电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国炎，莫文雄，王勇，王红斌，侯慧，曾金媛，
申请(专利权)人：广州供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44