一种基于相似理论的配电变压器故障研判方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相似理论的配电变压器故障研判方法。本发明专利技术包括步骤获取配电变压器下设定台区的低压分路上相应的历史数据、对台区的低压分路上的历史数据，通过数据挖掘获取用电标签、构造并预先训练台区的低压分路运行工况的状态矩阵、实时研判台区中低压分路的故障。本发明专利技术能够快速准确研判台区中是否发生故障，避免现有人工研判台区故障反应慢的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相似理论的配电变压器故障研判方法


[0001]本专利技术属于电网运维的
，具体涉及一种基于相似理论的配电变压器故障研判方法。

技术介绍

[0002]目前，对电网配电变压器下的台区研判报障常通过用户报障或客户经理报障感知，该方法属于被动感知，整个低压故障研判时间长，会导致延误抢修工作的开展，无法快速响应用户需求。
[0003]现有技术中包括通过电流骤降来研判配电变压器下的低压跳闸情况，进而定位故障台区的方式。但该方法依赖单一电流数据，对负荷波动性强和低压用户数少的台区时常出现电流骤增和骤降等情况难以准确判断，且在批量阈值设置上难以使用一套统一的阈值研判规则平衡误报和漏报，难以适应大量负荷不稳定的台区。
[0004]现有技术中常采用智能化设备终端对某个负荷进行监控，但由于低压台区体量大，低压测量装置若要大量覆盖，则将造成经济成本的维护成本的大幅上升。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术存在的一个或者多个缺陷与不足，本专利技术的目的在于提供一种基于相似理论的配电变压器故障研判方法，用于准确研判电网中的跳闸事件。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案。
[0007]一种基于相似理论的配电变压器故障研判方法，包括步骤如下：
[0008]S1、获取配电变压器下设定台区的低压分路上相应的历史数据；
[0009]S2、对台区的低压分路上的历史数据，通过数据挖掘获取用电标签；
[0010]S3、构造并预先训练台区的低压分路运行工况的状态矩阵；
[0011]S4、实时研判台区中低压分路的故障。
[0012]优选地，历史数据包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、负载率、跳闸事件。
[0013]进一步地，步骤S2的具体过程包括：
[0014]对三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、负载率、跳闸事件相应的历史数据，通过数据挖掘提取用电特征，获得台区的低压分路用电标签；通过台区全部低压分路的用电标签来刻画台区分路级电流形态特征。
[0015]进一步地，步骤S3的具体过程包括：
[0016]S31、对历史数据进行层次聚类，选出全部用电标签相应的典型工况状态，形成描述低压分路运行工况的状态矩阵；使用层次聚类可以减轻数据处理压力；
[0017]S32、运用聚类分析的方式确定状态矩阵的初始状态集，然后进行状态重构计算，得到运行工况的预估值；
[0018]S33、将每个状态重构计算的预估值与对应运行工况的真实状态值进行差值运算，
再对全部差值进行加权求和，得到相应的偏差值；
[0019]S34、计算偏差值的方差和均值并进行研判是否修改状态矩阵；
[0020]S35、重复执行步骤S32至步骤S34直到偏差值的分布范围服从正态分布、且重构后状态矩阵对运行工况的描述准确率符合设定的准确率门限值；
[0021]S36、采用跳闸事件的历史数据对状态矩阵中对应的用电标签进行权重测试，计算台区跳闸的风险指数所对应用电标签各自的权重因子，得到确定权重的状态矩阵；
[0022]S37、根据三西格玛原则、偏差值的分布，将确定权重的状态矩阵比较历史跳闸事件相应运行工况是否处于设定的相对值的方式，自适应设置台区阈值；
[0023]S38、自适应设置台区阈值后，保存状态矩阵、台区阈值、其他过程参数，完成对状态矩阵的预训练。
[0024]进一步地，步骤S34研判是否修改状态矩阵，具体过程包括：
[0025]将偏差值的方差和均值偏离设定的偏差门限值对应的预估值从状态矩阵中剔除；将偏差值的方差和均值偏离设定的偏差门限值但属于小概率正常运行工况的预估值添加到状态矩阵；添加小概率正常工况可以补充状态矩阵的全面性。
[0026]进一步地，步骤S4的具体过程包括：
[0027]S41、读取保存的状态矩阵、台区阈值、台区的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、负载率的实时数据；
[0028]S42、从三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、负载率的实时数据进行特征获取得到相应的用电标签；本实施例进一步优选求出相应特征对应的时序变化量作为拓展特征形成更完备的用电标签；
[0029]S43、进行状态矩阵重构计算，并将状态矩阵重构计算的预估值与对应运行工况的真实状态值进行差值运算，然后对全部差值进行加权求和得到偏差值，再计算偏差值的方差和均值；
[0030]S44、将偏差值与台区阈值进行比较研判是否发生故障；
[0031]S45、利用实时的跳闸数据对状态矩阵进行反馈修正。
[0032]进一步地，步骤S44研判是否发生故障，具体过程包括：
[0033]若偏差值大于台区阈值，则研判为异常，相应的台区低压分路出现故障；若偏差值小于阈值，则为研判为正常，没有出现故障；然后输出发生故障的台区。
[0034]本专利技术技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0035]本专利技术充分利用台区低压分路的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、负载率的历史数据刻画了台区分路级电流形态特征，拓展了台区的快速感知能力，有效缩短故障研判时间，提高配电变压器的运行可靠性；相比现有技术通过客户或者客户经理报障的方式，本专利技术能在故障发生时实时告警；本专利技术通过风险指数计算权重因子的方式使研判结果更精准；本专利技术减少人工设置阈值的工作量和偏差。
附图说明
[0036]图1为本专利技术基于相似理论的配电变压器故障研判方法的流程示意图。
具体实施方式
[0037]为了使本专利技术的目的、技术方案及其优点更加清楚明白，以下结合附图及其实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0038]实施例
[0039]如图1所示，本实施例的一种基于相似理论的配电变压器故障研判方法，包括步骤：
[0040]S1、获取配电变压器下设定台区的低压分路上相应的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、负载率、跳闸事件的历史数据；
[0041]S2、对台区的低压分路上的三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、负载率、跳闸事件相应的历史数据，通过数据挖掘提取用电特征，获得台区的低压分路用电标签；通过台区全部低压分路的用电标签来刻画台区分路级电流形态特征；
[0042]本实施例优选用电标签包括：用电量稳定度、日冻结量傅里叶分解指标、用电舒适敏感度、用电舒适度截止量，用电标签还与历史数据的均值、标准差、最大最小值、负荷谷差等基本统计量相结合；
[0043]S3、构造并预先训练台区的低压分路运行工况的状态矩阵；具体步骤包括：
[0044]S31、对历史数据进行层次聚类(Agglomerative)，选出全部用电标签相应的典型工况状态，形成描述低压分路运行工况的状态矩阵；使用层次聚类可以减轻数据处理压力；
[0045]S32、运用聚类分析的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相似理论的配电变压器故障研判方法，其特征在于，包括步骤如下：S1、获取配电变压器下设定台区的低压分路上相应的历史数据；S2、对台区的低压分路上的历史数据，通过数据挖掘获取用电标签；S3、构造并预先训练台区的低压分路运行工况的状态矩阵；S4、实时研判台区中低压分路的故障。2.根据权利要求1所述的基于相似理论的配电变压器故障研判方法，其特征在于，历史数据包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、负载率、跳闸事件。3.根据权利要求2所述的基于相似理论的配电变压器故障研判方法，其特征在于，步骤S2的具体过程包括：对三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、负载率、跳闸事件相应的历史数据，通过数据挖掘提取用电特征，获得台区的低压分路用电标签；通过台区全部低压分路的用电标签来刻画台区分路级电流形态特征。4.根据权利要求3所述的基于相似理论的配电变压器故障研判方法，其特征在于，步骤S3的具体过程包括：S31、对历史数据进行层次聚类，选出全部用电标签相应的典型工况状态，形成描述低压分路运行工况的状态矩阵；使用层次聚类可以减轻数据处理压力；S32、运用聚类分析的方式确定状态矩阵的初始状态集，然后进行状态重构计算，得到运行工况的预估值；S33、将每个状态重构计算的预估值与对应运行工况的真实状态值进行差值运算，再对全部差值进行加权求和，得到相应的偏差值；S34、计算偏差值的方差和均值并进行研判是否修改状态矩阵；S35、重复执行步骤S32至步骤S34直到偏差值的分布范围服从正态分布、且重构后状态矩阵对运行工况的描述准确率符合设定的准确率门限值；S36、采用跳闸事件的历史数据对状态矩阵中对应的用电标签进行权重测试，计算台区跳闸的风险指数所对应用电标签各自的权重因子，得到确定权...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪海生，王伟超，许陈德，刘哲，秦洋，熊俊，林海，童锐，郭斌，尚明远，乡立，吴任博，刘常，刘明昊，邓焱，葛佳菲，余文铖，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：