CN105319482A - 基于多源信息融合的配电网故障诊断系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配电技术领域，具体涉及一种故障诊断系统及方法。基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，包括以下步骤：步骤1，采集配电线路上不同监测点的数据信息；步骤2，对所述数据信息进行汇集；步骤3，依据设定的故障特征提取算法提取所述数据信息中的故障特征；步骤4，依据故障检测判定规则进行故障诊断；步骤5，反馈故障检测结果。本发明基于多源信息融合技术完成配电网故障检测及定位功能，可有效提高配电故障检测及定位准确性。

Description

基于多源信息融合的配电网故障诊断系统及方法

技术领域

本发明涉及配电技术领域，具体涉及一种故障诊断系统及方法。

背景技术

配电故障诊断与处理是配电生产的一项重要内容，其中故障检测的准确性及定位效率是关键。配电故障包括短路故障及接地故障，短路故障由于其特征明显，检测相对简单。但在实际运行中，小电流接地系统单相接地故障发生概率大，且其检测定位一直是一个难题，影响了配电自动化的实施效果。当前的配电故障检测方法可归纳为三大类：主动方法，被动方法，综合方法。主动方法是通过注入特定信号，根据信号检测原理确定故障位置，一般需要在变电站侧安装信号源设备，实施相对困难；被动方法，包括暂态法及稳态法，是根据采集的故障前后线路本身电压、电流的变化特征来判断故障。综合方法是结合多种信号处理算法，基于多重特征判断来判定故障。以上各种方法，大多是以某一独立设备形式出现并完成故障检测功能，如FTU(FeederTerminalUnit，馈线终端设备)、故障选线装置等等，针对特定线路场景，属于基于单点的检测方法，经常存在误报、漏报现象，其准确性一般只有50～70％，检测及定位有待提高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于多源信息融合的配电网故障诊断系统及方法，解决以上技术问题；

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，其中，包括，

多个信号采集单元，用于采集配电线路上监测点的数据信息；

汇集单元，与多个所述信号采集单元连接，用于对所述数据信息进行汇集；

故障特征提取单元，与所述汇集单元连接，用于提取所述数据信息中的故障特征；

故障检测单元，与所述故障特征提取单元连接，依据故障检测判定规则进行故障诊断；

结果反馈单元，与所述故障检测单元连接，用于反馈故障检测结果。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，所述数据信息包括电气量、和/或开关量、和/或事件记录、和/或用于记录监测点的波形数据的录波数据。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，还包括存储单元，分别与所述汇集单元、所述故障特征提取单元及所述故障检测单元连接，用于存储所述数据信息、所述故障特征及所述故障检测判定规则。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，还包括人机交互单元，分别与所述故障检测单元和所述存储单元连接，用以进行故障类型与故障特征信息的关联。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，还包括自学习单元，与所述存储单元连接，用于依据故障检测结果形成故障检测规则反馈至所述存储单元。

还提供，一种基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，用于上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，包括以下步骤：

步骤1，采集配电线路上不同监测点的数据信息；

步骤2，对所述数据信息进行汇集；

步骤3，依据设定的故障特征提取算法提取所述数据信息中的故障特征；

步骤4，依据故障检测判定规则进行故障诊断；

步骤5，反馈故障检测结果。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，所述步骤1中所述数据信息包括电气量、和/或开关量、和/或事件记录、和/或用于记录监测点的波形数据的录波数据。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，所述步骤3中针对单个监测点的数据提取故障特征或针对有关联关系的多个监测点的数据提取故障特征。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，所述步骤4还包括依据故障特征综合特征级信息融合方法进行故障诊断推理。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，所述步骤5通过人机交互的方式进行故障类型与故障特征信息的关联或通过自学习的方式研究故障检测结果并形成故障检测规则。

有益效果：由于采用以上技术方案，本发明基于多源信息融合技术完成配电网故障检测及定位功能，可有效提高配电故障检测及定位准确性。

附图说明

图1为本发明基于多源信息融合的配电网故障诊断系统的一种系统框图；

图2为本发明基于多源信息融合的配电网故障诊断系统的一种改进的系统框图；

图3为本发明基于多源信息融合的配电网故障诊断系统的一种改进的系统框图；

图4为本发明基于多源信息融合的配电网故障诊断方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

参照图1、图2，基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，其中，包括，

多个信号采集单元1，用于采集配电线路上监测点的数据信息；

汇集单元2，与多个信号采集单元1连接，用于对数据信息进行汇集；

故障特征提取单元3，与汇集单元2连接，用于提取数据信息中的故障特征；

故障检测单元4，与故障特征提取单元3连接，依据故障检测判定规则进行故障诊断；

结果反馈单元5，与故障检测单元4连接，用于反馈故障检测结果。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，数据信息可以包括电气量、和/或开关量、和/或事件记录、和/或用于记录监测点的波形数据的录波数据。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，参照图，还可以包括存储单元6，分别与汇集单元2、故障特征提取单元3及故障检测单元4连接，用于存储数据信息、故障特征及故障检测判定规则。

存储单元6可包含录波库、特征库及知识库，知识库由规则集及检测推理算子体现，规则集包含各种故障检测判定规则，基于特征数据及阈值设置。特征数据包含时域数据、频域数据及时频域数据，

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，参照图3，还包括人机交互单元，分别与故障检测单元4和存储单元6连接，用以进行故障类型与故障特征信息的关联。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，还包括自学习单元，与存储单元连接，用于依据故障检测结果形成故障检测规则反馈至存储单元。

本发明的故障诊断基于各终端上报的原始数据及特征数据、决策数据，形成综合诊断判据，以决策信息为优先，从决策到原始，逐级验证判断，特征层级可根据相邻终端原始数据，扩展出多个特征量。将分布于配电线路各监测点的异常信息、原始数据汇总到统一的架构下，全息记录故障发生前后，线路上各监测点的原始数据及异常判断信息,有利于真实扑捉故障发生时，线路各节点电气参数的变化规律。相比单点检测，综合各监测节点的判据更全面，可有效提高故障检测定位的准确性。

还提供，一种基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，用于上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，参照图4，包括以下步骤：

步骤1，采集配电线路上不同监测点的数据信息；

步骤2，对数据信息进行汇集；

步骤3，依据设定的故障特征提取算法提取数据信息中的故障特征；

步骤4，依据故障检测判定规则进行故障诊断；

步骤5，反馈故障检测结果。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，步骤1中数据信息包括电气量、和/或开关量、和/或事件记录、和/或用于记录监测点的波形数据的录波数据。通过多种通信方式，各终端将采集的数据信息汇集到故障诊断系统，录波启动可根据自身设定条件完成，也可根据外部通信指令完成，以便记录故障时，故障点前后各监测点的波形数据，实现故障信息的完整记录。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，步骤3中针对单个监测点的数据提取故障特征或针对有关联关系的多个监测点的数据提取故障特征。对推送上来的原始数据，如遥测量(YC)、遥信量(YX)，特别是各电气量暂态录波数据，按照约定的故障特征提取算法，完成故障特征提取，可依据相邻监测点采集量的相关性系数等实现数据级的信息融合。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，步骤4还包括依据故障特征综合特征级信息融合方法进行故障诊断推理。根据预处理后的故障特征信息，综合特征级信息融合方法，进行故障诊断推理，可根据预先定义的故障诊断规则，对预处理特征信息进行规则检测，完成故障诊断。并根据检测结果，以正样本或负样本的形式存储。

基于原始录波数据可为冲突解决及进一步研究创造条件，故障检测功能是大多数自动化终端标配功能，但每个自动化项目其终端部分都有自己的故障检测方法，上传的只是遥测遥信或自动化设备已判断得出的检测结果信息，原始数据没有上传要求。当主站汇总这些信息并出现冲突时，往往因无法判断而取消故障诊断处理过程。而基于故障录波及多源信息融合的诊断框架，可全面记录保存原始录波数据，既可解决冲突问题，也可通过对原始依据进行新方法研究，为问题的最终解决创造条件。

上述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，步骤5通过人机交互的方式进行故障类型与故障特征信息的关联或通过自学习的方式研究故障检测结果并形成故障检测规则。对于未知故障类型的故障记录，经人工确认，完成故障类型与故障特征信息的关联，还可通过机器自学习或离线研究，将研究结果以规则形式反馈保存到规则库，扩充系统知识库。

由于安全性原因，很难有机会通过现场实验，来获取有效的接地故障样本数据。通过系统则可全面记录故障发生前后，故障点位置前后各监测点的波形变化，通过判断处理，可积累有效的样本数据，为持续改进优化特征提取及诊断推理技术提供研究条件。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，其特征在于，包括，

多个信号采集单元，用于采集配电线路上监测点的数据信息；

汇集单元，与多个所述信号采集单元连接，用于对所述数据信息进行汇集；

故障特征提取单元，与所述汇集单元连接，用于提取所述数据信息中的故障特征；

故障检测单元，与所述故障特征提取单元连接，依据故障检测判定规则进行故障诊断；

结果反馈单元，与所述故障检测单元连接，用于反馈故障检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，其特征在于，所述数据信息包括电气量、和/或开关量、和/或事件记录、和/或用于记录监测点的波形数据的录波数据。

3.根据权利要求1所述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，其特征在于，还包括存储单元，分别与所述汇集单元、所述故障特征提取单元及所述检测结果单元连接，用于存储所述数据信息、所述故障特征及所述故障检测判定规则。

4.根据权利要求1所述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，其特征在于，还包括人机交互单元，分别与所述故障检测单元和所述存储单元连接，用以进行故障类型与故障特征信息的关联。

5.根据权利要求3所述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，其特征在于，还包括自学习单元，与所述存储单元连接，用于依据故障检测结果形成故障检测规则反馈至所述存储单元。

6.基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，其特征在于，用于权利要求1所述的基于多源信息融合的配电网故障诊断系统，包括以下步骤：

步骤1，采集配电线路上不同监测点的数据信息；

步骤2，对所述数据信息进行汇集；

步骤3，依据设定的故障特征提取算法提取所述数据信息中的故障特征；

步骤4，依据故障检测判定规则进行故障诊断；

步骤5，反馈故障检测结果。

7.根据权利要求6所述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤1中所述数据信息包括电气量、和/或开关量、和/或事件记录、和/或用于记录监测点的波形数据的录波数据。

8.根据权利要求6所述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤3中针对单个监测点的数据提取故障特征或针对有关联关系的多个监测点的数据提取故障特征。

9.根据权利要求6所述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤4还包括依据故障特征综合特征级信息融合方法进行故障诊断推理。

10.根据权利要求6所述的基于多源信息融合的配电网故障诊断方法，其特征在于，所述步骤5通过人机交互的方式进行故障类型与故障特征信息的关联或通过自学习的方式研究故障检测结果并形成故障检测规则。