一种基于电压特性的配网线路故障预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电压特性的配网线路故障预警系统，涉及配网线路故障分析技术领域，通过设置历史数据收集模块预先收集配网线路的历史电压及对应的故障原因数据；设置电源电压数据实时收集模块收集电源侧的实时电压数据；设置负荷电压数据实时收集模块收集负荷侧的实时电压数据；设置模型训练模块使用历史配网线路的电压数据训练出评估配网线路故障原因的神经网络模型；设置故障评估模块根据实时的电源侧以及负荷侧的电压数据，使用神经网络模型对线路故障进行评估；设置故障预警模块根据配网线路故障原因输出对配网线路负责人进行预警；保证了在现实的复杂配网路线中，分析出准确的配网线路的故障原因。析出准确的配网线路的故障原因。析出准确的配网线路的故障原因。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电压特性的配网线路故障预警系统


[0001]本专利技术属于电网配网领域，涉及电网故障分析技术，具体是一种基于电压特性的配网线路故障预警系统。

技术介绍

[0002]一般配网线路故障的原因，从性质上分主要包括接地、相间短路以及接地相间短路三种形式；而其中的接地故障往往由于电源中A相或C相故障导致；而电源A相或C相故障可以根据电压的不同表现，进行具体的原因分析；
[0003]现有的根据电源侧和负荷侧电压数据进行配网线路故障分析的方式较为理想化的对A相电压数据和C相电压数据进行某些形式的转化和比较，获得配网故障原因；而由于配网线路的复杂性以及故障的偶然性，该方法在复杂环境下，可能显得较为线性和刻板，从而难以准确的识别出故障的真实原因；
[0004]为此，提出一种基于电压特性的配网线路故障预警系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种基于电压特性的配网线路故障预警系统，该一种基于电压特性的配网线路故障预警系统根据配网线路中，历史上的电源侧以及负荷侧的电压数据，以及在该电压数据下，对应的配网线路故障原因；通过大数据的分析方法，获得电压数据与故障原因之间的非线性关系；从而保证了在现实的复杂配网路线中，分析出准确的配网线路的故障原因。
[0006]为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面的实施例提出一种基于电压特性的配网线路故障预警系统，包括历史数据收集模块、电源电压数据实时收集模块、负荷电压数据实时收集模块、模型训练模块、故障评估模块以及故障预警模块；其中，各个模块之间通过电气方式连接；
[0007]其中，所述历史数据收集模块主要用于预先收集配网线路的历史电压及对应的故障原因数据；
[0008]所述电压及故障原因数据包括电源端以及负荷端的电压数据，以及线路的故障原因数据；其中，所述电压数据包括电源侧的电压相位变化值、幅值瞬时变化值、电压故障相变化值、零序电压与原A相电压相位正反关系、电压相位偏移角度以及负荷侧断线相电压值、相位瞬时变化值、故障相电压值、各相电压相位偏移值以及幅度变化值；
[0009]其中，所述故障原因数据包括A相故障以及C相故障；其中，A相故障包括线路断线导致不接地故障、断线电源侧接地而负荷侧不接地、断线后电源侧不接地而负荷侧接地以及两侧断线接地或不断线时单项接地；其中，C相故障包括C相断线而电源侧不接地以及负荷侧接地、C相断线而电源侧不接地以及负荷侧不接地、C相断线而电源侧接地以及负荷侧不接地以及C相断线而电源侧接地以及负荷侧接地；
[0010]所述历史数据收集模块将收集的配网线路的历史电压及对应的故障原因数据发
送至模型训练模块；
[0011]其中，所述电源电压数据实时收集模块主要用于收集电源侧的实时电压数据；
[0012]所述电源电压数据实时收集模块包括实时监测电源侧电压数据的电压传感器；通过电压传感器监测的实时数据，计算出电源侧的电压相位变化值、幅值瞬时变化值、电压故障相变化值、零序电压与原A相电压相位正反关系以及电压相位偏移角度；所述电源电压数据实时收集模块将实时收集的电源侧电压数据发生至故障评估模块；
[0013]其中，所述负荷电压数据实时收集模块主要用于收集负荷侧的实时电压数据；
[0014]所述负荷电压数据实时收集模块包括实时监测负荷侧电压数据的电压传感器；通过电压传感器监测的实时数据，计算出负荷侧的断线相电压值、相位瞬时变化值、故障相电压值、各相电压相位偏移值以及幅度变化值；
[0015]所述负荷电压数据实时收集模块将实时收集的负荷侧的实时电压数据发送至故障评估模块；
[0016]其中，所述模型训练模块主要用于使用历史配网线路的电压数据训练出评估配网线路故障原因的神经网络模型；
[0017]所述模型训练模块训练评估配网线路故障原因的神经网络模型包括以下步骤：
[0018]步骤S1：所述模型训练模块根据电压数据实际情况，将历史的电源侧以及负荷侧的电压数据转化为数值形式；将配网线路的故障原因转化为数值形式；
[0019]步骤S2：所述模型训练模块对电压数值数据进行归一化，并将归一化后的电压数值数据整理为神经网络模型可接受的向量形式；具体的，所述神经网络模型可以是深度信念网络或深度学习网络；
[0020]步骤S3：所述模型训练模块将电压数值向量作为输入，输入至神经网络模型中；所述神经网络模型以配网线路故障原因作为输出，以实际的配网线路故障原因作为实际故障原因，以输出的故障原因和实际的故障原因的准确率作为训练目标；
[0021]步骤S4：根据实际经验预设准确率阈值p；所述模型训练模块根据实际经验对神经网络模型的训练参数进行设置并调节，并对神经网络模型进行训练；直至神经网络模型的预测准确率达到准确率阈值p时，停止训练；将训练完成的神经网络模型标记为M；
[0022]所述模型训练模块将训练完成的神经网络模型M发送至故障评估模块；
[0023]其中，所述故障评估模块主要用于根据实时的电源侧以及负荷侧的电压数据，使用神经网络模型M对线路故障进行评估；
[0024]所述故障评估模块对线路故障进行评估包括以下步骤：
[0025]步骤P1：所述故障评估模块接收到实时的电源侧以及负荷侧的电压数据；并根据实际情况将每项电压数据转化为数值形式；
[0026]步骤P2：所述故障评估模块将数值化的电压数据进行归一化，并将归一化后的电压数据整理为神经网络模型可接受的向量形式；
[0027]步骤P3：所述故障评估模块将电压数据向量作为输入，输入至训练完成的神经网络模型M中，获得配网线路的故障原因的预测输出；
[0028]所述故障评估模块将预测的配网线路故障原因输出发送至故障预警模块；
[0029]其中，所述故障预警模块主要用于根据配网线路故障原因输出对配网线路负责人进行预警；
[0030]所述故障预警模块对配网线路负责人进行预警的方式为：所述故障预警模块接收到配网线路故障原因输出后，向配网线路的负责人的移动终端发送概率最大的三项配网线路故障原因，并在负责人的移动终端中展示该三项配网线路的故障原因。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0032]本专利技术根据配网线路中，历史上的电源侧以及负荷侧的电压数据，以及在该电压数据下，对应的配网线路故障原因；通过大数据的分析方法，获得电压数据与故障原因之间的非线性关系；从而保证了在现实的复杂配网路线中，分析出准确的配网线路的故障原因。
附图说明
[0033]图1为本专利技术的原理图。
具体实施方式
[0034]下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]如图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电压特性的配网线路故障预警系统，其特征在于，包括历史数据收集模块、电源电压数据实时收集模块、负荷电压数据实时收集模块、模型训练模块、故障评估模块以及故障预警模块；其中，各个模块之间通过电气方式连接；所述历史数据收集模块用于预先收集配网线路的历史电压及对应的故障原因数据；并将收集的配网线路的历史电压及对应的故障原因数据发送至模型训练模块；所述电源电压数据实时收集模块用于收集电源侧的实时电压数据；并将实时收集的电源侧电压数据发生至故障评估模块；所述负荷电压数据实时收集模块用于收集负荷侧的实时电压数据；并将实时收集的负荷侧的实时电压数据发送至故障评估模块；所述模型训练模块用于使用历史配网线路的电压数据训练出评估配网线路故障原因的神经网络模型；并将训练完成的神经网络模型M发送至故障评估模块；所述故障评估模块用于根据实时的电源侧以及负荷侧的电压数据，使用神经网络模型M对线路故障进行评估；并将预测的配网线路故障原因输出发送至故障预警模块；所述故障预警模块用于根据配网线路故障原因输出对配网线路负责人进行预警。2.根据权利要求1所述的一种基于电压特性的配网线路故障预警系统，其特征在于，所述电压及故障原因数据包括电源端以及负荷端的电压数据，以及线路的故障原因数据。3.根据权利要求2所述的一种基于电压特性的配网线路故障预警系统，其特征在于，所述电压数据包括电源侧的电压相位变化值、幅值瞬时变化值、电压故障相变化值、零序电压与原A相电压相位正反关系、电压相位偏移角度以及负荷侧断线相电压值、相位瞬时变化值、故障相电压值、各相电压相位偏移值以及幅度变化值。4.根据权利要求2所述的一种基于电压特性的配网线路故障预警系统，其特征在于，所述故障原因数据包括A相故障以及C相故障；其中，A相故障包括线路断线导致不接地故障、断线电源侧接地而负荷侧不接地、断线后电源侧不接地而负荷侧接地以及两侧断线接地或不断线时单项接地；其中，C相故障包括C相断线而电源侧不接地以及负荷侧接地、C相断线而电源侧不接地以及负荷侧不接地、C相断线而电源侧接地以及负荷侧不接地以及C相断线而电源侧接地以及负荷侧接地。5.根据权利要求1所述的一种基于电压特性的配网线路故障预警系统，其特征在于，所述电源电压数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建军，刘欢，王宏波，孔乾坤，靳康萌，杨小龙，宋美琪，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：