基于电网监控系统的单站端电网故障诊断系统的制作方法

本发明涉及电网数据处理，具体为基于电网监控系统的单站端电网故障诊断系统。

背景技术：

1、电网故障诊断对于保障电力系统的安全、稳定、可靠运行具有重要意义。通过及时准确地诊断电网故障，可以迅速定位故障点，减少故障对电网的影响范围和时间，提高电网的供电可靠性和稳定性。

2、公开号cn105158647b公开了一种基于电网监控系统的单站端电网故障诊断和辅助决策方法，包括建立专家数据库；将事故信息分为反映变电设备运行状况的开关量信息和事故期间过程数据的连续变化信息；对开关量信息以状态元素描述和进行逻辑与运算，并确定故障元件；对连续变化信息进行多源信息融合；将融合结果与预想事故集进行匹配并辨识故障类型；依据专家数据库确定事故发生的性质，并进行事故处置辅助决策；将所有数据和结果在监控系统实时显示和跟踪；该发明能够利用计算机和现有的电网智能监控系统对电网单站端故障进行辅助决策，避免监控人员人为处理海量监控数据以及监控人员处理经验不足，能够快速准确对电网单站端故障作出决策，杜绝事故的发生。

3、例如如上技术所示，现有的电网故障检测，一般只是通过人工对故障点故障原因进行分析，更智能的是通过结合专家经验进行智能分析，但是依旧是在出现故障后进行诊断，虽然减少了维修时间，但是同样还是会造成一定的损失，而若能实现整体观察，提前预测并对重点位置进行提前维护以预防故障，其会降低很多损失，也会减少人力成本。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了基于电网监控系统的单站端电网故障诊断系统，解决了上述的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于电网监控系统的单站端电网故障诊断系统，包括：专家库，用于记录站内电网故障的历史数据，并在每次出现故障后实时更新；电网监控系统，用于监测电网数据，并建立电站内电网三维模型；故障分析模块，用于对电网监测单元获取的电网数据结合专家库储存的数据进行故障分析，判断是否出现故障；故障预警模块，在故障分析模块分析出现故障时进行预警，并显示分析的故障原因，若有多种原因，则计算概率进行排序；故障风险预测单元，计算各故障点的故障率和故障发生频率并进行排序，分别设立阈值，超过阈值的标记为易故障点，并在电网三维模型中颜色标记；维护频率计算模块，为故障率和故障发生频率按照专家经验分配权重，计算易故障点的维护频率，其他故障点按原频率进行定期维护；维修方案生成模块，通过故障分析模块结合专家库数据，分析故障的类型，并提出匹配的维修方案供维修人员参考；维修方案优化模块，总结各故障点的历史故障记录，确定多个解决方案并分别计算可行性，按照最大可行性方案对故障点进行全面维修和调整。

3、优选的，所述专家库的建立具体包括：数据结构：专家库包含故障类型ty、故障原因ca、维修方案so，e为专家库中的记录集合，则第k条记录表示为ek={tyk，cak，sok}；记录更新：每次维修后，根据维修报告更新对应故障类型的记录，包括新增的故障原因和优化的维修方案。

4、优选的，所述电网监测单元工作步骤具体包括：数据采集：实时采集电网的关键数据，包括但不限于电压、电流、功率；建立三维模型：利用gis或bim技术建立电站内电网的三维模型。

5、优选的，所述故障分析模块的分析方法为：采用机器学习算法或规则引擎，结合专家库中的知识对电网数据进行实时分析：设d为电网数据集合，则故障分析表示为f(d,e)→{0,1}，其中1表示存在故障，0表示无故障，f()表示故障判断逻辑函数。

6、优选的，所述故障预警模块的工作步骤包括：预警机制：当故障分析模块判断出现故障时，触发预警，并显示最可能的故障原因；概率排序：若存在多种原因，使用贝叶斯公式或条件概率计算每种原因的概率，并进行排序；设ci为第i个故障原因，p(ci∣d)为给定数据d下ci的条件概率，则：。

7、其中，p(ci) 是原因 ci的先验概率，即在没有任何额外信息的情况下，原因 ci发生的概率；p(d∣ci) 表示在原因 ci已知的情况下，观察到数据 d 的概率；∑jp(d∣cj)p(cj)是对所有可能原因 cj的加权和，用于归一化后验概率，确保所有可能原因的后验概率之和为1。

8、优选的，所述故障风险预测单元的工作步骤包括：故障率计算：统计各线路故障点的故障次数ni和总故障次数n，计算故障率ri：。

9、时间概念引入：计算故障发生频率fi，即单位时间t内的故障次数：。

10、阈值设定：根据历史数据和专家经验设定故障率tr和频率的阈值tf；三维模型标记：将各个故障率和故障发生频率对应对比阈值，将超过阈值的线路故障点重点标记为易故障点，并在三维模型中进行颜色标记，且针对故障率和故障发生频率的易故障点分别用不同颜色标记。

11、优选的，所述维护频率计算模块的工作步骤包括：权重分配：根据专家经验为故障率和故障发生频率分配权重wr和wf，满足wr+wf=1；维护频率计算：采用加权和方式计算易故障点的维护频率mi，计算公式为：mi=wrri+wffi。

12、优选的，易故障点的维护频率通过维护频率计算模块进行计算，其余故障点按照原维护频率进行定期维护。

13、优选的，所述维修方案生成模块中，方案匹配包括：根据故障分析模块的结果，从专家库中查找匹配的维修方案，通过相似度算法评估匹配度。

14、优选的，所述维修方案优化模块的工作步骤包括：历史记录统计：统计各故障点的历史故障次数和类型；多方案评估：对每种故障点提出多个解决方案，并计算其可行性feasj，考虑成本pj、维修时间tj和维修影响ij，则feasj计算公式为：。

15、其中α、β、γ分别是成本pj、维修时间tj和维修影响ij的权重系数；选择最优方案：选择feasj最大的方案进行实施。

16、本发明提供了基于电网监控系统的单站端电网故障诊断系统。与现有技术相比具备以下有益效果：1、该基于电网监控系统的单站端电网故障诊断系统，通过集成专家库、实时监测、智能分析与预测等功能，显著提升了电网运维的智能化水平；本系统能实时更新历史数据，精准分析电网故障，快速预警并显示故障原因，有效缩短故障响应时间；同时，故障风险预测与维护频率计算模块，通过量化评估与颜色标记，直观展示易故障点，优化维护策略，降低运维成本；维修方案生成与优化模块，则依托大数据分析与专家经验，为维修人员提供精准、高效的维修指导，进一步提升维修效率与效果，确保电网安全稳定运行，具有显著的经济效益与社会效益。

17、2、该基于电网监控系统的单站端电网故障诊断系统，通过建立结构化的专家库，实现了故障知识的高效管理与更新，提升了维修决策的准确性和效率；电网监测单元结合三维模型，增强了电网状态的可视化与实时性，便于运维人员直观理解电网状况；故障分析与预警模块采用先进的机器学习算法和概率排序方法，提高了故障识别的精度和响应速度，减少了误报和漏报；故障风险预测单元通过引入时间概念，计算故障率和发生频率，并设定阈值进行重点标记，有效预测了潜在的高风险点，为预防性维护提供了科学依据；这些措施共同提升了电网运维的智能化水平，降低了运维成本，增强了电网的安全性和稳定性。

18、3、该基于电网监控系统的单站端电网故障诊断系统，通过引入维护频率计算模块和维修方案生成模块，电网运维管理进一步精细化；权重分配机制使得维护决策更加科学合理，依据故障率和频率的综合评估确定维护优先级；维修方案生成模块利用专家库和相似度算法，快速匹配并提供针对性的维修方案，提高了维修效率和准确性；这些改进减少了非必要维护成本，增强了电网系统的稳定性和可靠性。

19、4、该基于电网监控系统的单站端电网故障诊断系统，维修方案优化模块通过细致的历史记录统计，能够精准把握设备故障分布与类型，为后续决策提供坚实数据基础。其多方案评估机制，综合考量成本、时间及维修影响，利用权重系数灵活调整各因素重要性，确保评估全面且贴近实际需求。最终，通过选择feasj最大的方案实施，实现了资源的最优配置与利用，有效降低了维修成本，缩短了维修周期，并减少了维修活动对生产运营的不利影响，显著提升了整体维修效率与设备可靠性。