一种面向智能电网的电力通信设备故障定位方法及系统与流程

本发明涉及设备故障定位分析，具体为一种面向智能电网的电力通信设备故障定位方法及系统。

背景技术：

1、随着传感器和监测技术的不断进步，智能电网能够实时、准确地获取输电线路和通信线缆的状态和性能数据。这些传感器可以部署在输电塔、线路沿线以及关键设备上，用于监测电压、电流、温度、湿度、振动等多种参数；通信技术在智能电网中发挥着至关重要的作用，实现了电网运行和通信服务的协同优化，这种融合使得电网能够更加智能地管理和调度资源，提高供电可靠性和服务质量的同时也为线缆故障的分析判断提供了更加全面和准确的信息支持。

2、在现有的技术下，如若对电力通信设备的线缆传输质量进行监测判断是否存在故障，存在局限性；电力通信设备中输电线路和通信线缆之间存在相互干扰；例如，输电线路产生的电磁场可能会对通信光缆中的金属部分产生干扰影响光信号的传输质量；通信光缆的绝缘层或金属护套存在损坏或老化等问题，也可能导致电磁干扰的产生影响到输电线路的传输；从而依靠输电线路和通信光缆的传输质量来对电力设备故障进行评判缺少准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种面向智能电网的电力通信设备故障定位方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种面向智能电网的电力通信设备故障定位方法，所述电力通信设备故障定位方法具体包括以下步骤：

3、s100、采集电力通信设备的数据信息，根据所述电力通信设备的数据信息对电力通信设备进行编号，并且利用运行监管模块分析判断电力通信设备是否存在故障进行初步判断；

4、s200、当运行监管模块监测到电力通信设备出现故障时，基于电力通信设备的历史维护信息构建监测评估模型，利用监测评估模型对电力通信设备故障监测结果的准确性进行评估；

5、s300、当所述电力通信设备故障监测结果的准确性超过预设准确阈值时，说明运行监管模块的监测结果准确，即判定运行监管模块监测得到的电力通信设备线缆故障的结果正确，进行报警提醒并且依据运行监管模块的监测结果对故障的电力通信设备进行定位并将故障信息上传至智能电网服务器，待维修人员对故障进行维修；当所述电力通信设备故障监测结果的准确性低于预设准确阈值时，说明电力通信设备存在其他因为影响运行监管模块的监测结果，即判定运行监管模块监测结果错误，对电力通信设备线缆之间的影响程度进行分析；

6、s400、基于所述电力通信设备线缆之间的影响程度对电力通信设备实际故障原因进行分析。

7、进一步的，所述s100中对电力通信设备的运行数据信息进行分析判断电力通信设备是否存在故障的具体方法如下：

8、s101、通过通信设备管理平台获取电力通信设备的数据信息，依据所述电力通信设备的数据信息对电力通信设备进行编号为xi，xi表示为编号为i的电力通信设备，i＝1、2、3...i，i表示为通信设备管理平台获取得到数据信息的电力通信设备总数量，所述电力通信设备的数据信息包括电力通信设备的位置信息和运行数据信息，其中运行数据信息包括历史运行数据信息和实时运行数据信息；其中通信设备管理平台能够跟踪和记录电力通信设备的位置信息，通过集成地理信息系统来实现，将设备的位置信息以图形化的方式展示在地图上；并且还能够实时或定期采集电力通信设备的运行数据，包括设备状态、性能参数、流量统计、告警信息等，这些数据可以通过网络协议或专门的接口从设备中获取；基于电力通信设备运行数据集分别获取电力通信设备的历史运行数据信息和单位时间内的实时运行数据信息，并且分别生成运行数据信息集为s’izj和siz；其中，s’izj表示为编号为i的第j个单位时间内的电力通信设备线缆z的历史运行数据信息集，siz表示为编号为i的电力通信设备线缆z的实时运行数据信息集，j＝1、2、3...j，j表示为单位时间内历史运行数据信息的数量；电力通信设备的输电线路和通信光缆统称为线缆z，其中z＝{1、2}，当z＝1时，表示为电力通信设备的输电线路；当z＝2时，表示为电力通信设备的通信光缆；其中，历史运行数据信息指在电力通信设备状态处于正常状态下的，若电力通信设备出现故障待故障检修完成后，重新对电力通信设备运行数据信息进行采集，并将存在错误的运行数据信息从数据库中剔除；单位时间内的实时运行数据信息是指在下一个单位时间内电力通信设备的运行数据信息会覆盖掉上一个单位时间内电力通信设备的运行数据信息，以确保监测结果的时效性；

9、s102、根据公式：pizj＝|s’izj∩siz|/|s’izj∪siz|，计算得到电力通信设备的实时运行数据信息集与历史运行数据信息集的相似度；其中，pizj表示为编号为i的电力通信设备线缆z的第j个单位时间内的历史运行数据信息集与实时运行数据信息集的相似度，

10、|s’izj∩siz|表示为编号为i的第j个单位时间内的电力通信设备线缆z的历史运行数据信息集与实时运行数据信息集之间交集的子集数量，|s’izj∪siz|表示为编号为i的第j个单位时间内的电力通信设备线缆z的历史运行数据信息集与实时运行数据信息集之间并集的子集数量；

11、s103、基于电力通信设备的实时运行数据信息集与历史运行数据信息集的相似度，对相似度大于等于预设相似度阈值的历史单位时间数量进行累计分别得到kiz(pizj≥p)，其中p表示为预设相似度阈值，kiz(pizj≥p)表示为编号为i的电力通信设备的实时运行数据信息集与历史运行数据信息集的相似度大于等于预设相似度阈值的历史单位时间数量的累计结果；当kiz(pizj≥p)＞j’时，说明编号为i的电力通信设备线缆z的实时运行数据信息集与历史运行数据信息集基本相似所以运行监管模块的监测结果为无电力通信设备的出现故障；当kiz(pizj≥p)≤j’时，说明编号为i的电力通信设备线缆z的实时运行数据信息集与历史运行数据信息集基本不相似所以运行监管模块的监测结果为编号为i的电力通信设备的线缆z出现故障；j’表示为阈值。

12、进一步的，所述s200中对电力通信设备故障监测结果的准确性进行评估的具体方法如下：

13、s201、当运行监管模块监测到编号为i’的电力通信设备的线缆z’出现故障时，获取电力通信设备线缆z’的历史维护信息分别生成线缆数据集cz’；其中，cz表示为编号为i’的电力通信设备线缆z’的线缆数据集，i’∈{1、2、3...i}，z’∈z，所述历史维护信息分别为维护时间、使用时长；

14、s202、构建监测评估模型：

15、u(i’z’)＝α*tz’+β*tz’

16、计算得到电力通信设备故障监测结果的准确性，其中，u(i’z’)表示为运行监管模块监测得到编号为i’的电力通信设备线缆z’存在故障的准确性，tz’、tz’∈cz’；tz’表示为距离编号为i’的电力通信设备线缆z’上次检修的时间间隔，当距离上次检修的时间间隔越长时，说明运行监管模块对电力通信设备存在故障的初步判断正确，tz’表示为线缆z’的使用时长，倘若线缆使用的时间过长时，会由于线缆老化等问题使得线缆拉伸变长，从而会导致输电塔的输电线路和通信光缆的跨距变小，从而会影响线缆的传输质量；α、β分别为系数。

17、进一步的，所述s300中对电力通信设备线缆之间的影响程度进行分析的具体方法如下：

18、s301、当u(i’z’)＜u’时，构建线缆传输质量评估模型：当(z-z’)＝1时，为了确定输电线路对通信线缆的影响程度，需要对通信光缆的传输质量进行分析；计算得到通信线缆的传输质量得分为wz’＝w-(γ*yi’z’+η*mi’z’)，其中w表示为初始质量得分，y表示为编号为i’的电力通信设备线缆z’在单位时间内的延迟时间，m表示为编号为i’的电力通信设备线缆z’在单位时间内传输的错误码元数量，γ、η表示为权重比；

19、当(z-z’)＝2时，为了确定通信光缆对输电线路的影响程度，需要对输电线路的传输质量进行分析；计算得到输电线路的传输质量得分为wz’＝w-η*wi’z’，其中wi’z’表示为编号为i’的电力通信设备线缆z’在单位时间内功率损失大小，u’为预设准确阈值，线缆(z-z’)表示为除了运行监管模块监测得到的编号为i’的电力通信设备线缆z’另外的一个线缆；

20、s302、根据公式：q[(z-z’)→z’]＝t(z-z’)/wz’，计算得到电力通信设备线缆之间的影响程度；其中q[(z-z’)→z’]表示为线缆(z-z’)对线缆z’的影响程度，t(z-z’)表示为距离编号为i’的电力通信设备线缆(z-z’)上次检修的时间间隔。

21、进一步的，所述s400中对电力通信设备的实际故障原因进行分析具体方法如下：当q[(z-z’)→z’]≥q时，说明线缆(z-z’)对线缆z’产生的影响较大，并且原先运行监管模块监测得到的线缆z’运行数据出现异常的原因是由线缆(z-z’)导致，从而能够确定电力通信设备实际故障原因为线缆(z-z’)发生故障影响线缆z’的实时运行数据信息，进行报警提醒对故障的电力通信设备进行定位并将故障信息上传至智能电网服务器，待维修人员对故障进行维修。

22、一种面向智能电网的电力通信设备故障定位系统，所述电力通信设备故障定位系统包括数据采集模块、运行监管模块、数据分析模块和告警提醒模块；所述数据采集模块的输出端与运行监管模块的输入端连接，所述运行监管模块的输出端与数据分析模块的输入端连接，所述数据分析模块的输出端与告警提醒模块的输入端连接；所述数据采集模块是用于采集电力通信设备的运行数据信息和历史维护信息；所述运行监管模块是用于对电力通信设备的运行数据信息进行监管完成故障的初步判断并且对监测结果的准确性进行评估；所述数据分析模块是用于分析判断线缆的传输质量以及电力通信设备线缆之间的故障影响程度；所述告警提醒模块是当电力通信设备发生故障时进行报警提醒对故障的电力通信设备进行定位并将故障信息上传至智能电网服务器，待维修人员对故障进行维修。

23、进一步的，所述数据采集模块包括运行数据信息采集单元和历史维护信息采集单元；所述运行数据信息采集单元是用于采集电力通信设备的运行数据信息，基于所述电力通信运行数据信息对电力通信设备的故障进行初步判断；所述历史维护信息采集单元是用于采集电力通信设备的历史维护信息，依据历史维护信息能够分辨得到电力通信设备故障监测结果的准确性。

24、进一步的，所述运行监管模块包括故障电力通信设备初步判断单元和监测评估模型构建单元；所述故障电力通信设备初步判断单元是依据电力通信设备的运行数据信息对电力通信设备的故障进行初步判断；所述监测评估模型构建单元是构建电力通信设备故障初步判断结果准确性进行评估的模型。

25、进一步的，所述数据分析模块包括线缆传输质量评估单元和故障影响程度分析单元；所述线缆传输质量评估单元是对电力通信设备的线缆传输质量进行评估分析；所述故障影响程度分析单元是依据电力通信设备的线缆传输质量来分析线缆之间的故障影响程度。

26、进一步的，所述告警提醒模块包括告警提醒单元和维修信息上传单元；所述告警提醒单元是当电力通信设备发生故障时进行报警提醒；所述维修信息上传单元是对故障的电力通信设备进行定位并将故障信息上传至智能电网服务器，带维修人员对故障进行维修。

27、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过对电力通信设备的运行数据信息进行监管完成故障的初步判断并且对监测结果的准确性进行评估，增加监测的准确性并且依据减少了故障误判的可能；本发明通过对线缆的传输质量进行分析从而确定电力通信设备线缆之间的故障影响程度，最终确定电力通信设备的实际故障原因，对故障的电力通信设备进行定位并将故障信息上传至智能电网服务器，待维修人员对故障进行维修，提高了检修效率和故障判断的准确性。