CN102621411A - 一种分布式电能质量远程诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分布式电能质量远程诊断方法，包括一：在诊断点检测电网运行电能质量异常状况，对其进行溯源定位；若不能排除出现原因，则进入下步骤；二：诊断点向上级诊断站发送协同诊断信号，上级诊断站判断并进行诊断，并将诊断结果反馈给诊断点；若上级诊断站不能排除异常状况出现原因，则进入下步骤；三：上级诊断站将诊断请求传送到技术支援中心，技术支援中心判断出异常原因，将结果和解决建议反馈给诊断点。本发明为实现电能质量监测远程诊断提出了解决方法，解决了现存的不能准确、真实、及时的监测配用网末端电能质量，做出正确分析判断以采取有效措施的问题，并且提高了电网的智能化运行水平和运行维护工作人员的工作效率。

Description

一种分布式电能质量远程诊断方法

技术领域：

本发明涉及电能质量监测领域，具体涉及一种分布式电能质量远程诊断方法。

背景技术：

随着电网建设的不断深入和各种电网新能源(分布式电源)、新设备、新技术等的接入与使用，配网末端电能质量监测要求的范围更广，粒度更细，另外电网中大量电力电子设备和非线性负荷的存在使得***中的电能质量问题日益突出。然而，现有的电能质量监测和判定方式普遍采用便携式测试仪，即使是目前通常使用的电能质量检测装置在处理大量采集数据时也存在如实时性不强、工作量大、效率低、缺乏决策判断依据等诸多问题，难以深入准确分析造成电能质量的原因，也难以进一步改善电能质量的要求。

用信息化手段监测配网末端电能质量并提供辅助决策分析成为智能电网时代的重要关切点。目前，电力***已有的一些配电侧和用电侧***(如配电自动化***、用户用电信息采集***、负荷管理***等)，已可实现部分电能质量监测数据的采集和收集，但是完全缺乏电能质量诊断能力，而且随着功能的扩展和应用的升级，各***目前完全处于异构、分散、局部、凌乱的状况，数据模型不统一，缺乏信息资源共享渠道。另一方面，智能电网时代客户侧设备数量更多，产生大量实时数据及状态信息，仅依靠现有的电能监测***已远远满足不了用户对电能质量的高要求。

智能电网时代客户侧的设备数量多、覆盖面广，监控分布式发电设备、储能设备、智能表计、新型用电设备、电动汽车等会产生大量的实时数据及状态信息，需要全面、准确、实时的监控配用电设备及电能质量，实现配网末端电能从配电、送电到用电的全面管理；需要对电力质量各相关参数和监测方法进行评估，实现电能质量自动管理和用户侧发电、储能及用电设备等对于电能质量影响的动态管理，为用户提供远程智能诊断服务、实现互动化，这些都是现有的配网末端电能质量监测所不具备的功能。

发明内容：

针对现有技术的不足，本发明提供一种分布式电能质量远程诊断方法，同时为建立统一的电能质量监测信息***提供技术支撑，解决了现有的不能准确、真实、及时的监测配用电网末端电能质量，做出正确分析判断采取有效措施的问题，并且解决了现有各***间不能实现信息资源共享的问题，。

本发明提供的一种分布式电能质量远程诊断方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

(1)诊断点检测电网电能质量的异常状况信息，对出现异常状况信息进行溯源定位并诊断；若不能排查(即排除和检查)异常状况，则进入步骤(2)，否则循环此步骤；

(2)诊断点向上级诊断站发送协同诊断信号，上级诊断站对电能质量的异常状况信息进行诊断，并将诊断结果反馈给诊断点；若上级诊断站不能排查异常状况，则进入步骤(3)，否则返回步骤(1)；

(3)上级诊断站将诊断请求传送到技术支援中心，技术支援中心对电能质量的异常状况信息进行诊断，将结果和解决建议反馈给诊断点。

其中，步骤(1)包括如下步骤：

1)在诊断点的电能质量监测终端、上级诊断站和技术支援中心嵌入Agent***；

2)传感器获取电网电能质量的实时运行状况信息，将信号A/D转换并进行单位变换后存入所述诊断点的电能质量监测终端的状态检测数据库；

3)当电网出现电能质量的异常状况时，所述诊断点的电能质量监测终端通过Agent***监测模块对异常状况信息进行溯源定位，由所述Agent***诊断模块对电能质量的异常状况进行诊断，并将诊断信息结果提供给运维人员。

其中，步骤(3)技术支援中心通过远程诊断模块进行远程诊断，根据电能质量异常状况信息、信号特征和知识库的信息，判断出电能质量异常问题，将结果和解决建议通过上级诊断站反馈给诊断点。

其中，步骤(1)包括如下步骤：

①在诊断点的电能质量监测终端、上级诊断站和技术支援中心嵌入Agent***；

②所述Agent***获取电网电能质量的实时运行状况信息，将信息存入所述诊断点的电能质量监测终端的状态检测数据库；

③当电网出现电能质量的异常状况时，所述诊断点的电能质量监测终端通过Agent***监测模块对异常状况信息进行溯源定位，由所述Agent***诊断模块对电能质量的异常状况进行诊断，并将诊断信息结果提供给运维人员。

其中，所述排查异常状况包括溯源定位出其问题位置节点、诊断出电网的电能质量异常原因或提供解决方法。

其中，所述对出现异常状况信息进行溯源定位的步骤为：诊断点之间相互通信，共享状态检测数据，从中找出差异数据进行定位。

其中，所述Agent***所需的电能质量数据模型用公共信息模型CIM描述，与***建立统一数据标准化模型与接口。

其中，电网的电能质量的实时运行状况信息包括电网的电压、电流、有功功率、无功功率、谐波和功率因数信息。

其中，所述Agent***采用联邦式多Agent***。

与现有技术比，本发明的有益效果为：

本发明在现有的电能质量监测终端的基础上，嵌入了智能的Agent***，完成了对电能质量诊断的功能，即实现了对电网异常的监测与定位，并找出其中的异常原因，形成了一个新的电能质量诊断终端。

本发明的分布式远程智能诊断方法，并为实现电能质量监测远程诊断提出了解决方法，解决了现存的不能准确、真实、及时的监测配用网末端电能质量，做出正确分析判断采取有效措施的问题。并与已建设运行的电能质量监测信息***提供统一接口支持，充分利用现有各***的数据信息资源。

本发明通过后方的技术支援中心，实现了电能质量的远程监测和诊断，需要解决电能质量现场诊断点和上级诊断站智能协调与通信和分层分布式诊断问题，以及与相关电能质量监测***的数据标准化问题。

本发明在每个现场诊断点之间相互通信，获取相邻周边诊断点的数据信息，通过掌握的电能质量异常状态信息分析准确判断出现电能质量问题的原因以及位置，并能通过提供解决问题的策略支持，克服了传统的依靠人拿着便携式电能质量监测设备到现场选点测试予以判断的现状，提高了电网的智能化运行水平和运行维护工作人员的工作效率。

附图说明

图1为本发明提供的诊断方法流程图。

图2为本发明提供的多Agent的远程智能诊断***分布式体系结构图。

图3为本发明提供的现场部署的诊断点状态信息共享示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本实施例的总流程如图1所示，具体步骤如下：

(1)诊断点检测电网电能质量的异常状况信息，对出现异常状况信息进行溯源定位并诊断；若不能排查异常状况，则进入步骤(2)，否则循环此步骤；(此步骤为1级诊断)

1)在诊断点的电能质量监测终端、上级诊断站和技术支援中心嵌入Agent***；

基于多Agent的分布式电能质量远程诊断***采用联邦式(Federated)的多Agent***结构。本实施例在电能质量监测终端内集成了智能Agent，利用了智能Agent既可以独立主动、自治地工作，又可以在同一环境中协同工作的特点。在诊断点的电能质量监测终端进行远程电能质量诊断过程中，借助于终端内集成Agent的协作协商和协调，实现电能质量监测终端间的彼此实时通信、共享信息，在出现电能质量异常时，联合获取局部重点区域内的电能质量信息，协调各自的知识、目标对象、策略和规划寻求解决异常的诊断判定。

在涉及到电力电能质量数据模型相关部分可以用统一公共信息模型(CIM)描述，定义API的语意。采用CIS系列规范，实现多***私有化接口间的无障碍通信。CIM是一个抽象模型，提供了一种用对象类和属性及其之间的关系表示电力***资源的标准方法。CIS系列规范制定了应用或组件间进行信息交换的标准化接口以及这些接口所使用到的事件类型和消息内容，并建立了接口与特定技术间的映射。本实施例Agent***所需的电能质量数据模型采用公共信息模型CIM描述，与***建立统一数据标准化模型与接口。

2)诊断点电能质量监测终端通过传感器获取表征电网电能质量的电压、电流、有功功率、无功功率、谐波和功率因数等实时运行状况信息，将上述模拟信号经过A/D转换并对信号进行单位变换后传输至诊断点的电能质量监测终端的状态检测数据库；

或者所述诊断点电能质量监测终端通过和其他具备电能质量监测功能的设备通信(例如电力负荷管理终端等)获取电网的实时运行状况信息，存入诊断点的电能质量监测终端的状态检测数据库；

3)当电网出现电能质量的异常状况时，诊断点的电能质量监测终端通过Agent的协调和协作能力在相邻的电能质量监测终端通信完成彼此信息的获取，其监测模块对电网的电能质量异常状况进行溯源定位，由诊断点的电能质量监测终端的Agent***诊断模块对电网的电能质量的异常状况进行诊断，并可将诊断信息提供给运维人员。

定位的步骤为：诊断点电能质量监测终端通过自身传感器检测电网状态信息或通过通信获取其他监测终端(非诊断点，仅部分具备电能质量监测功能(例如电力负荷管理终端等))的检测信息，并借助于Agent的协调机制在诊断点之间相互通信，共享状态检测数据，从中找出差异数据判断异常原因进行定位。

本实施例的异常，是指电网电能质量(电压、无功功率、谐波等)出现异常状况；本实施例的异常状况诊断包括通过多Agent***定位电能质量出现问题的源头，诊断出电能质量出现异常原因并提供解决方法。

在进行布局时，设置N·M个现场的诊断点(M为自然数)，每个现场的诊断点与传感器的数据采集单元连接，并且每个现场的设备诊断点之间也可以获取彼此的信息，如图3所示。当电网运行电能质量出现异常状况时，数据采集单元将电网设备的数据信息传给设备诊断点，各设备诊断点首先交互彼此的信息，根据差异的数据就可判断出电网电能异常状况位置所在，即对电网电能质量问题进行定位。Agent***诊断模块通过分析决策提供包括诊断出异常原因并解决方法。如由于自身知识库或位置局限不能进行分析判断，则进行步骤(2)。

(2)诊断点向上级诊断站发送协同诊断信号，上级诊断站对故障进行诊断，并将诊断结果反馈给诊断点；若上级诊断站不能排查电能质量的异常状况，则进入步骤(3)，否则返回步骤(1)；(此步骤为2级诊断)

在进行布局时，设置N个上级诊断站(N为自然数)，每个上级诊断站均与M个现场的诊断点通信，每个上级诊断站之间通过Agent的协调和协作能力也可以交互彼此的信息，如图2所示。

在电能质量远程诊断多Agent***中，有管理协调Agent、信息服务Agent、电能质量监测Agent和电能质量诊断Agent来共同协作来实现电能质量诊断。管理协调Agent负责多个Agent之间的工作协调，有权注销和启动其他的Agent。信息服务Agent可以给其他Agent提供信息服务，也就是说当一个Agent需要某类信息却不知道哪个Agent可以提供时，它只需向信息服务Agent发出信息需求请求，信息服务Agent告诉它拥有所需信息的Agent。电能质量监测Agent负责异常信息的读取，当没有异常信息时，它处于休眠状态。电能质量诊断Agent负责电能质量异常区域的分析诊断。电能质量诊断Agent根据接收的诊断请求，调用知识库信息服务Agent中相应的知识进行推理诊断，然后将结果传递到现场的管理协调Agent。对于无法在知识库中查询到的情况则向上级诊断站的诊断Agent发出请求诊断信息。上级诊断站的诊断Agent根据收到的请求信息，可以自动与现场电能质量监测Agent进行通信和联系，从而减少中间环节，提高诊断效率。

(3)上级诊断站将所述诊断请求传送到技术支援中心，技术支援中心通过远程诊断模块进行远程诊断，根据异常信息和信号特征，结合诊断知识库的信息，判断出电能质量异常问题，将结果和解决建议通过上级诊断站反馈给诊断点。如图2所示。(此步骤为3级诊断)

本实施例的远程是指非现场的；本实施例的远程诊断是指通过现场诊断点、上级诊断站和后方的技术支援中心，对电网实际运行的电能质量现场的异常状况进行分析判断。

最后应该说明的是：结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (9)

1.一种分布式电能质量远程诊断方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)诊断点检测电网电能质量的异常状况信息，对出现异常状况信息进行溯源定位并诊断；若不能排查异常状况，则进入步骤(2)，否则循环此步骤；

(2)诊断点向上级诊断站发送协同诊断信号，上级诊断站对电能质量的异常状况信息进行诊断，并将诊断结果反馈给诊断点；若上级诊断站不能排查异常状况，则进入步骤(3)，否则返回步骤(1)；

(3)上级诊断站将诊断请求传送到技术支援中心，技术支援中心对电能质量的异常状况信息进行诊断，将结果和解决建议反馈给诊断点。

2.如权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，步骤(1)包括如下步骤：

1)在诊断点的电能质量监测终端、上级诊断站和技术支援中心嵌入Agent***；

2)传感器获取电网电能质量的实时运行状况信息，将信号A/D转换并进行单位变换后存入所述诊断点的电能质量监测终端的状态检测数据库；

3)当电网出现电能质量的异常状况时，所述诊断点的电能质量监测终端通过Agent***监测模块对异常状况信息进行溯源定位，由所述Agent***诊断模块对电能质量的异常状况进行诊断，并将诊断信息结果提供给运维人员。

3.如权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，步骤(3)技术支援中心通过远程诊断单元进行远程诊断，根据电能质量异常状况信息、信号特征和知识库的信息，判断出电能质量异常问题，将结果和解决建议通过上级诊断站反馈给诊断点。

4.如权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，步骤(1)包括如下步骤：

①在诊断点的电能质量监测终端、上级诊断站和技术支援中心嵌入Agent***；

②所述Agent***获取电网电能质量的实时运行状况信息，将信息存入所述诊断点的电能质量监测终端的状态检测数据库；

③当电网出现电能质量的异常状况时，所述诊断点的电能质量监测终端通过Agent***监测模块对异常状况信息进行溯源定位，由所述Agent***诊断模块对电能质量的异常状况进行诊断，并将诊断信息结果提供给运维人员。

5.如权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，所述排查异常状况包括溯源定位出其问题位置节点、诊断出电网的电能质量异常原因或提供解决方法。

6.如权利要求1所述的诊断方法，其特征在于，所述对出现异常状况信息进行溯源定位的步骤为：诊断点之间相互通信，共享状态检测数据，从中找出差异数据进行定位。

7.如权利要求2或4任一所述的诊断方法，其特征在于，所述Agent***所需的电能质量数据模型用公共信息模型CIM描述，与***建立统一数据标准化模型与接口。

8.如权利要求2或4任一所述的诊断方法，其特征在于，电网的电能质量的实时运行状况信息包括电网的电压、电流、有功功率、无功功率、谐波和功率因数信息。

9.如权利要求7所述的诊断方法，其特征在于，所述Agent***采用联邦式多Agent***。

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