CN112865319A - 一种基于线路拓扑关系的停电故障判断方法 - Google Patents

一种基于线路拓扑关系的停电故障判断方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种基于线路拓扑关系的停电故障判断方法，属于基于线路拓扑关系的停电故障判断技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种基于线路拓扑关系的停电故障判断方法的改进；解决该技术问题采用的技术方案为：建立多源信息故障线路判断***；建立停电事件信息池：待判断的停电事件经触发后，由具体的控制***将事件信息通过监控服务器发送至停电事件数据库服务器记录的信息池中，建立待判断停电故障的任务；任务建立后，根据触发条件及外部接口进行停电故障判断分析，由具体的控制***将停电信息反馈至故障分析服务器，所述故障分析服务器生成停电故障判断分析结果，并发送至数据库服务器的信息池中，完善停电事件信息；本发明应用于电网停电故障判断场所。

Description

一种基于线路拓扑关系的停电故障判断方法
技术领域
本发明一种基于线路拓扑关系的停电故障判断方法，属于基于线路拓扑关系的停电故障判断技术领域。
背景技术
电网在调度和运行时，时常出现线路隐患，隐患长期未得到修复将转变为线路故障，故障严重时将导致电网大面积的停电，损毁输电变电设备，因此针对线路停电隐患的及时发现和判断显得非常重要；目前针对电网中隐患故障的定位方法主要有行波法、基于阻抗的故障定位、基于电压跌落的方法、基于知识的方法、信息集成的方法等。
由于配电网中不同业务部门根据其自身的需求已开发了众多的业务应用***，每个应用***从不同的角度提供有关停电故障的信息。例如，客户通过客户服务管理***进行故障报修，描述了在客户侧发现的停电故障；配电自动化***、调度自动化***对配电网拓扑及主网拓扑进行建模，通过数据采集与监控***获取关于馈线上出口开关、分支线开关的状态，以及相关的电压、电流信息；用户信息采集***用于维护表计与客户的关联关系，以及表计、表箱的状态与数据；生产管理***则可以提供计划停电信息，以及配电网中的设备资产信息；由于各部门及使用端的控制***均为独立设置，相互之间不能进行数据交互，在对电网进行综合分析时不能进行信息融合，将降低故障判断的准确度和速度，导致故障排除效率低，恢复供电等待时间长，严重影响供电公司的服务质量。
发明内容
本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种基于线路拓扑关系的停电故障判断方法的改进。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于线路拓扑关系的停电故障判断方法，包括如下步骤：
步骤一：建立多源信息故障线路判断***：
将馈线与变电站之间设置为多对多的关联关系；
将馈线与馈线开关之间设置为一对多的关联关系；
将馈线与分支线路之间设置为一对多的关联关系；
将分支线与分支开关之间设置为一对多的关联关系；
将分支线与配变之间设置为一对多的关联关系；
将配变和表计之间设置为一对多的关联关系；
将客户与表计之间设置为一对多的关联关系；
基于上述多源数据之间的关联关系，能够在某些地点故障信息缺失的情况下，利用拓扑上或管理层级上所关联的上级或邻近信息来快速定位配电网中的故障；
步骤二：建立停电事件信息池：
待判断的停电事件经触发后，由具体的控制***将事件信息通过监控服务器发送至停电事件数据库服务器记录的信息池中，建立待判断停电故障的任务；
任务建立后，根据触发条件及外部接口进行停电故障判断分析，由具体的控制***将停电信息反馈至故障分析服务器，所述故障分析服务器生成停电故障判断分析结果，并发送至数据库服务器的信息池中，完善停电事件信息；
步骤三：建立停电事件信息池与停电故障判断情形对应的数据关系：
经故障分析服务器分析后的停电事件包含：停电设备、停电范围、停电原因、停电时间、计划送电时间、实际送电时间属性；
各停电事件属性分别对应停电事件信息池中停电事件的状态为：待确认、确认属实、确认不属实、已销毁；
上述确认属实的停电事件信息将报送至售后服务***。
步骤四：对具体的停电事件进行判断，逐步执行以下的停电故障判断步骤：
步骤4.1：判断为线路跳闸触发的停电事件：当配电自动化***检测到线路开关跳闸后，将触发一个停电事件，故障点一般会位于最近的一个配电终端的下游，故障判断搜索过程为：
步骤4.1.1：如果停电事件信息池中已有一个停电事件的停电范围覆盖了该线路，则停止故障判断搜索过程；
步骤4.1.2：根据配电网拓扑信息，取回馈线上所有开关信息，形成开关之间的上下游关系；
步骤4.1.3：取回馈线上所有配电终端的信息，包括相邻终端的上下游属性；
步骤4.1.4：根据上下游配电终端的触发启动信息，来判断故障位置；
步骤4.2：判断为配变停电触发的停电事件：当用户信息采集***检测到配变停电后，将触发一个停电事件，故障判断搜索过程为：
步骤4.2.1：如果停电事件信息池中已有一个停电事件停电范围覆盖了该配变，则停止故障判断搜索过程；
步骤4.2.2：根据配变与分支线的关联关系，取回该分支线下的所有配变以及分支线开关的状态，判断是否为单台配变故障；
步骤4.2.3：如果分支线开关状态不可用，则根据分支线下其他配变的状态来判断是否分支线故障；
步骤4.2.4：如果分支线下其他配变状态不可用，则根据分支线与馈线的关联关系，取回馈线开关的状态，按照线路跳闸触发的停电事件故障判断搜索过程中的步骤4.2.2至步骤4.2.4进行故障位置判断。
步骤4.3：判断为客户报修触发的停电事件：客户服务管理***收到客户报修电话后，将在***中生成一个停电事件，并提交至停电事件信息池，故障判断搜索过程为：
步骤4.3.1：如果停电事件信息池中已有一个停电事件的停电范围覆盖了该报修的客户，则停止故障判断搜索过程；
步骤4.3.2：根据客户与表计的关联关系，确定与该用户相关的表计、表箱以及配变信息；
步骤4.3.3：如果步骤4.3.2的表计无电或表计信息有缺失，则根据配变与表计的关联关系取回该配变下所有的表箱和表计信息；
步骤4.3.4：如果该配变下表箱和表计无电或信息缺失，则检查配变状态；
步骤4.3.5：如果配变状态无电，则根据配变与分支线的关联关系，取回该分支线下的所有配变以及分支线开关的状态；
步骤4.3.6：如果分支线开关状态不可用，则根据分支线下其他配变的状态来判断故障位置；
步骤4.3.7：如果分支线下其他配变状态不可用，则根据分支线与馈线的关联关系，取回馈线开关的状态，按照线路跳闸触发的停电事件故障判断搜索过程中的步骤4.3.2至步骤4.3.4进行故障位置判断。
本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明要求对客户服务管理***、配电自动化***、用户信息采集***、生产管理***中的信息进行有效融合和共享，可在某些故障信息缺失的情况下，利用拓扑上或管理层级上关联的上级或邻近信息来帮助快速定位中低压配电网中的故障；针对线路跳闸、配电变压器停电、客户报修触发的停电事件，利用客户、表计、表箱、配电变压器、分支线、馈线之间的关联关系，提出了基于多源信息的配电网停电故障判断方法，对停电事件信息池中的事件进行判断，完善其信息；并以客户报修触发的停电事件为例，给出停电故障判断的过程；为了快速定位中压、低压配电网中的故障，本发明根据停电事件的触发类型、多源信息之间的关联关系，研究了基于多源数据的停电故障判断方法，并通过停电事件信息池的设计，用以加快停电故障的判断以及在多个应用之间的共享；本发明可以实现准确、快速定位配电网中的故障，并快速恢复供电，可以有效提高配电网停电管理的工作效率，减少客户停电时间，提升供电服务水平。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明：
图1为本发明基于线路拓扑关系的停电故障监控***的结构示意图；
图2为本发明停电事件信息池与停电故障判断关系的示意图；
图3为本发明实施例中客户报修触发停电事件的故障判断流程图。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明根据故障指示器的相邻关系来判断配电网故障线路段，并根据智能表计、表箱、配电变压器之间的关系来定位故障区域，利用配电网中客户、表计、表箱、配变、分支线、馈线之间的关联关系，在部分停电故障信息缺失的情况下，采用本文提出的基于多源信息的配电网停电故障判断方法，可以进行中低压配电网故障定位，而停电故障判断的分析结果可以对停电事件信息池中的事件处理进行完善。
本发明基于详细的馈线模型和配电***智能电子设备的故障事件报告，确定故障类型并进行故障定位，根据统一配电网模型和配用电信息反馈，对停电原因进行具体分析，并能将生产管理***中的停电信息与电能质量在线监测***的停电线段和停电时间进行匹配，实现停电信息的采集与分析；另外本发明对配电网故障征兆信息进行了分类，通过量子遗传算法和小波分析来判断故障类型，采用D-S证据理论进行信息融合，提高了故障判断的效率和准确性；本发明在调度运行管理***与其他***共享数据的基础上，依据电网拓扑、站到线到配变到用户信息、开关动作信息、配变信息、故障指示器信息等进行故障判断，实现了配电网调度与抢修指挥业务的融合。
在建设相应的停电监控***时，首先在客户处安装了智能电表，客户关联的表计及表计关联的表箱信息已录入用户信息采集***；如果配电***已覆盖该馈线，即馈线上装设有馈线终端单元、配电终端单元或故障指示器等配电终端，配电自动化***提供了配变、分支线开关、馈线开关的运行状态和数据，则可从调度自动化***获取变电站的运行状态信息；本发明建设的客户服务管理***、调度自动化***、用户信息采集***、生产管理***等应用***可以对同一个配电网的不同方面信息进行记录。
在进行具体的停电故障判断分析时，采用如下步骤：
步骤一：如图1所示，本发明首先建设基于多源信息对故障线路判断的***，其结构具体为：
馈线与变电站之间是多对多的关联关系，即一个变电站可能会有多条馈线出线，一条馈线也可能关联到多个变电站；
馈线与馈线开关之间为一对多的关联关系，即一条馈线上可以有多个馈线开关，但一个馈线开关仅关联到一条馈线上；
馈线与分支线路之间为一对多的关联关系，即一条馈线下有多条分支线，但分支线仅与一条馈线关联；
分支线与分支开关之间为一对多的关联关系，即分支线上有多个分支开关，但分支开关仅关联一条分支线；
分支线与配变之间为一对多的关联关系，即一条分支线下会有多个配变，但配变仅关联一条分支线；
一个配变可为多个客户供电，配变和表计之间为一对多的关联关系，即配变可关联多个表计，但表计仅关联一个配变；
客户与一个或多个智能电表关联，一个表箱中会部署多个电表，即客户与表计之间为一对多的关联关系。
利用多源数据之间的关联关系，可以在某些地点故障信息缺失的情况下，利用拓扑上或管理层级上所关联的上级或邻近信息来快速定位中低压配电网中的故障。
步骤二：建立停电事件信息池；
待判断的停电事件经触发后，首先将其通过监控服务器发送至停电事件数据库服务器记录的信息池中，停电事件信息池是多个应用***进行停电事件共享管理的场所；导致配电网中停电事件的触发条件包括来自生产管理***的计划停电，来自用户信息采集***的欠费停电，来自客户服务管理***的客户报修，来自调度自动化***或配电自动化***的线路跳闸，来自配电自动化***的配变停电等情形；待停电事件创建后，可以根据触发条件及外部接口进行停电故障判断分析，由相应控制***将停电信息反馈至故障分析服务器，生成的停电故障判断分析结果将发送至数据库服务器的信息池中，以完善停电事件信息。
如图2所示为停电事件信息池与停电故障判断模块之间的关系；经停电判断分析后的停电事件包含停电设备、停电范围、停电原因、停电时间、计划送电时间、实际送电时间等属性；停电事件信息池中停电事件的状态分为待确认、确认属实、确认不属实、已销毁，确认属实的停电事件信息将报送至售后服务***。
本发明基于多源数据的停电故障数据进行判断，采用的拓扑分析是停电故障判断的重要基础，但在实际应用中，中压和低压配电网模型存在多变且难以获取准确拓扑信息的问题，因此可以结合配电自动化、调度自动化、用电信息采集、计划/故障停电、售后服务客户报修、用户欠费及台区低压设备拓扑等营配融合信息，进行停电故障判断。
对于计划停电、欠费停电这两类停电事件，可以直接根据拓扑来判断停电范围，不需要进行额外的故障判断分析；本发明主要针对客户报修、线路跳闸、配变停电这三类停电事件进行判断，设计相应的停电故障判断方法。
情形一：判断为线路跳闸触发的停电事件：
当配电自动化***检测到线路开关跳闸后，将触发一个停电事件，故障点一般会位于最近的一个配电终端的下游，其故障判断搜索过程为：
（1）如果停电事件信息池中已有一个停电事件的停电范围覆盖了该线路，则停止故障判断搜索过程；
（2）根据配电网拓扑信息，取回馈线上所有开关信息，形成开关之间的上下游关系；
（3）取回馈线上所有配电终端的信息，包括相邻终端的上下游属性；
（4）根据上下游配电终端的触发启动信息，来判断故障位置。
情形二：判断为配变停电触发的停电事件：
用户信息采集***检测到配变停电后，将触发一个停电事件，其故障判断搜索过程为：
（1）如果停电事件信息池中已有一个停电事件停电范围覆盖了该配变，则停止故障判断搜索过程；
（2）根据配变与分支线的关联关系，取回该分支线下的所有配变以及分支线开关的状态，判断是否为单台配变故障；
（3）如果分支线开关状态不可用，则根据分支线下其他配变的状态来判断是否分支线故障；
（4）如果分支线下其他配变状态不可用，则根据分支线与馈线的关联关系，取回馈线开关的状态，按照线路跳闸触发的停电事件故障判断搜索过程中的第（2）～第（4）步进行故障位置判断。
情形三：判断为客户报修触发的停电事件：
客户服务管理***收到客户报修电话后，将在***中生成一个停电事件，并提交至停电事件信息池，其故障判断搜索过程为：
（1）如果停电事件信息池中已有一个停电事件的停电范围覆盖了该报修的客户，则停止故障判断搜索过程；
（2）根据客户与表计的关联关系，确定与该用户相关的表计、表箱以及配变信息；
（3）如果上一步的表计无电或表计信息有缺失，则根据配变与表计的关联关系取回该配变下所有的表箱和表计信息；
（4）如果该配变下表箱和表计无电或信息缺失，则检查配变状态；
（5）如果配变状态无电，则根据配变与分支线的关联关系，取回该分支线下的所有配变以及分支线开关的状态；
（6）如果分支线开关状态不可用，则根据分支线下其他配变的状态来判断故障位置；
（7）如果分支线下其他配变状态不可用，则根据分支线与馈线的关联关系，取回馈线开关的状态，按照线路跳闸触发的停电事件故障判断搜索过程中的第（2）～第（4）步进行故障位置判断。
如图3所示，基于上述停电故障判断方法，本发明实施例针对客户报修触发停电事件的故障判断流程具体为：
假设客户拨打售后服务发起一个故障报修任务请求，由此触发一个停电事件。***首先检查此停电事件是否已存在于停电事件信息池中，根据停电事件信息池中的停电事件状态回复客户；如果是一个新的停电事件，则添加至停电事件信息池，并按照图3所示的客户、表计、同表箱其他表计、相邻表箱表计、配变、同分支线路其他配变、分支线、馈线的信息，向上溯源以判断停电故障是否为客户内部故障、单户表计故障、表箱故障或表前低压故障、低压故障、单台配变故障、多台配变故障或分支线故障、干线故障、馈线故障，为故障抢修人员提供准确有效的信息，可以有效缩短客户故障停电时间。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (1)

1.一种基于线路拓扑关系的停电故障判断方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：建立多源信息故障线路判断***：
将馈线与变电站之间设置为多对多的关联关系；
将馈线与馈线开关之间设置为一对多的关联关系；
将馈线与分支线路之间设置为一对多的关联关系；
将分支线与分支开关之间设置为一对多的关联关系；
将分支线与配变之间设置为一对多的关联关系；
将配变和表计之间设置为一对多的关联关系；
将客户与表计之间设置为一对多的关联关系；
基于上述多源数据之间的关联关系，能够在某些地点故障信息缺失的情况下，利用拓扑上或管理层级上所关联的上级或邻近信息来快速定位配电网中的故障；
步骤二：建立停电事件信息池：
待判断的停电事件经触发后，由具体的控制***将事件信息通过监控服务器发送至停电事件数据库服务器记录的信息池中，建立待判断停电故障的任务；
任务建立后，根据触发条件及外部接口进行停电故障判断分析，由具体的控制***将停电信息反馈至故障分析服务器，所述故障分析服务器生成停电故障判断分析结果，并发送至数据库服务器的信息池中，完善停电事件信息；
步骤三：建立停电事件信息池与停电故障判断情形对应的数据关系：
经故障分析服务器分析后的停电事件包含：停电设备、停电范围、停电原因、停电时间、计划送电时间、实际送电时间属性；
各停电事件属性分别对应停电事件信息池中停电事件的状态为：待确认、确认属实、确认不属实、已销毁；
上述确认属实的停电事件信息将报送至售后服务***；
步骤四：对具体的停电事件进行判断，逐步执行以下的停电故障判断步骤：
步骤4.1：判断为线路跳闸触发的停电事件：当配电自动化***检测到线路开关跳闸后，将触发一个停电事件，故障点一般会位于最近的一个配电终端的下游，故障判断搜索过程为：
步骤4.1.1：如果停电事件信息池中已有一个停电事件的停电范围覆盖了该线路，则停止故障判断搜索过程；
步骤4.1.2：根据配电网拓扑信息，取回馈线上所有开关信息，形成开关之间的上下游关系；
步骤4.1.3：取回馈线上所有配电终端的信息，包括相邻终端的上下游属性；
步骤4.1.4：根据上下游配电终端的触发启动信息，来判断故障位置；
步骤4.2：判断为配变停电触发的停电事件：当用户信息采集***检测到配变停电后，将触发一个停电事件，故障判断搜索过程为：
步骤4.2.1：如果停电事件信息池中已有一个停电事件停电范围覆盖了该配变，则停止故障判断搜索过程；
步骤4.2.2：根据配变与分支线的关联关系，取回该分支线下的所有配变以及分支线开关的状态，判断是否为单台配变故障；
步骤4.2.3：如果分支线开关状态不可用，则根据分支线下其他配变的状态来判断是否分支线故障；
步骤4.2.4：如果分支线下其他配变状态不可用，则根据分支线与馈线的关联关系，取回馈线开关的状态，按照线路跳闸触发的停电事件故障判断搜索过程中的步骤4.2.2至步骤4.2.4进行故障位置判断；
步骤4.3：判断为客户报修触发的停电事件：客户服务管理***收到客户报修电话后，将在***中生成一个停电事件，并提交至停电事件信息池，故障判断搜索过程为：
步骤4.3.1：如果停电事件信息池中已有一个停电事件的停电范围覆盖了该报修的客户，则停止故障判断搜索过程；
步骤4.3.2：根据客户与表计的关联关系，确定与该用户相关的表计、表箱以及配变信息；
步骤4.3.3：如果步骤4.3.2的表计无电或表计信息有缺失，则根据配变与表计的关联关系取回该配变下所有的表箱和表计信息；
步骤4.3.4：如果该配变下表箱和表计无电或信息缺失，则检查配变状态；
步骤4.3.5：如果配变状态无电，则根据配变与分支线的关联关系，取回该分支线下的所有配变以及分支线开关的状态；
步骤4.3.6：如果分支线开关状态不可用，则根据分支线下其他配变的状态来判断故障位置；
步骤4.3.7：如果分支线下其他配变状态不可用，则根据分支线与馈线的关联关系，取回馈线开关的状态，按照线路跳闸触发的停电事件故障判断搜索过程中的步骤4.3.2至步骤4.3.4进行故障位置判断。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113824211A (zh) * 2021-08-27 2021-12-21 国网吉林省电力有限公司 一种基于多源融合配变状态分析线路停复电监视方法
CN114091912A (zh) * 2021-11-19 2022-02-25 王坤 一种应用知识图谱分析中压电网拓扑异动方法
CN114140266A (zh) * 2021-12-01 2022-03-04 安徽蓝色未来数字科技有限公司 一种低压电网故障智能研判算法

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