配电网箱式变电站设备的多源信息融合方法、装置及介质与流程

本发明属于配电网信息分析，尤其涉及一种配电网箱式变电站设备的多源信息融合方法、装置及介质。

背景技术：

1、配电网点多面广，网架结构复杂，设备数量庞大，供电容量储备高，调节方式灵活，直接面向多元用户，是支撑新型电力系统建设的主要基础设施。伴随现代城市化建设脚步的推进，配电网建设进程逐步加快，配电站房的数量也在迅速的增长，保障配电站房安全稳定运行成为保障配电网供电可靠性的重要一环。配电站房类设备在运行中，受运行工况、气象条件、地势环境等影响，导致异常运行状态频发，严重威胁配电网安全可靠性运行，一直以来，配电站房的运行数据缺少实时的采集，与各类多源信息缺少必要的融合，无法根据运行工况、气象和环境数据，对配电站房运行风险进行定量的分析和研究。因此获取多源信息，并基于多源信息，对多场景下配电站房安全可靠运行保障技术进行研究，对配电站房安全可靠运行，全面提升配电网供电可靠性有着重大的意义。

2、配电网多源数据融合在国外研究现状，同步相量测量最初起源于美国，1993年美国成功研发了全球首个精密测量单元并投入应用。1997年法国开始研制精密测量单元，并在输电网等重要节点处配置了精密测量单元，通过精密测量单元采集的实时相量值监测和控制电网是否在安全运行，当输电网有故障出现时可迅速检测并采取一系列阻断方法。随着第一台精密测量单元装置的研发，全球掀起了对同步量测装置研究的热潮，英国、丹麦、日本等许多国家也纷纷致力于此项研究项目中，渐渐形成了以精密测量单元为监控中心的wams系统。

3、美国yiluliu团队走在国际的前沿，致力于对配网侧相量采集装置的研究，同时监测控制系统电压和频率的波动，通过广域网实现数据信息的同步共享，可对电网电压、频率稳定进行监测，对电网安全性进行控制，但此监控系统建立在配网电压处，不具有电流采集量测功能。加州伯克利研制了面向配网的相量测量装置，该装置能够使采集数据相角误差与幅值误差分别小于0.01°和0.2％，每秒采集512次，具有更高的精度和更强的实时性。除此之外，德国西门子也致力于配网精密测量单元的研究，并结合其在故障检测中的实例，制定出了其未来面向高级应用的发展规划，但其论文未给出该装置的详细参数，面向高级应用部分也较简略。捷克研制了面向配电网的精密测量单元，除了适用于用户侧的220v电压等级，也可适配于其他电压等级系统中。巴西提出使配网精密测量单元与广域测量系统组成混合网，对电网运行状况进行监测。日本将面向配网的精密测量单元安装在学校，用于低频振荡的监测与控制，并命名其为campswams。

4、美国电科院于1994年启动了ccapi项目，该项目的主要内容为针对电网数据形式各异的现状，创建一套数据统一规范，使电力应用系统能够“即插即用”。ccapi项目的主要任务是：

5、1)在向ems系统增加新的系统时可以减少所花费的精力和时间；

6、2)保证ems系统现有电力系统的正常工作状态；

7、3)提高不同系统间的信息交互与共享水平。互操作的提出可以证明cim标准在系统之间数据交换性能。

8、可扩展标记语言xml可以描述cim模型，系统间便可以通用语言进行数据层面的交互。

9、在配电网可靠性提升方面，国内的研究主要关注于通过设备改造、增设监控设备等方面保障地区供电安全可靠。

10、2021年3月，国网宁波市鄞州区供电公司携手中国联通宁波市分公司研发的基于5g的智能图像识别与自动检修机器人正式试点投运。配电室内的自动化设备在长年累月开机运行的状况下经常会出现自动化装置死机、通信中断、继电器损坏等故障，严重时会造成线路故障跳闸后自动快速恢复供电装置的失灵，导致故障停电时间延长、故障范围扩大。有了自动检修机器人，宁波核心区域配电房的自动化设备故障可第一时间得到自动排除，同时还能查看装置内历史告警记录，弥补调度自动化主站在设备故障时无法采集告警信息的短板。

11、2022年5月，在辽宁铁岭紫御豪庭1号配电站房，铁岭供电公司配电人员在高压开关柜加装局部放电感知终端。安装终端后，可以通过配电智能站房管理系统查看数据，判断开关柜是否存在局部放电的情况，及时开展设备运维。

12、从上述研究中可知，配网智能化水平正在逐步提升，数据量呈现出指数级增长状态，数据的更新速度、传输速度加快，数据描述格式和数据内容也趋于多元化，表现出多源异构、分布广泛、动态增长的特点。但是目前数据处理方式单一，无法确保数据的质量。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存在的不足之处，本发明提供了一种配电网箱式变电站设备的多源信息融合方法、装置及介质。其目的是为了实现对配电网箱式变电站设备的多源数据通过消除冗余、去伪存真、相互关联等方式提取出有用的潜在的规则的信息，并结合后置分类处理和信号处理，实现对数据的合理有效应用的发明目的。

2、本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

3、配电网箱式变电站设备的多源信息融合方法，包括以下步骤：

4、步骤s101.获取多源数据；

5、步骤s102.对获取的多源数据的特征进行提取，通过构建不同来源数据的特征融合模型，完成多源数据的融合。

6、更进一步的，所述获取多源数据，包括：配电网中箱式变电站运行信息、实时环境信息以及设备基础信息；

7、配电网中箱式变电站运行信息包括：箱式变电站的非可视部件温度、非可视部件放电、可视部件温度、可视部件放电以及内部环境温湿度；

8、实时环境信息包括：站房所处位置的气压与日照、风速与风向以及温湿度。

9、更进一步的，所述多源数据的融合包括：第一数据融合方法、第二数据融合方法、第三数据融合方法以及第四数据融合方法。

10、更进一步的，所述第一数据融合方法，用于静态数据融合，包括以下步骤：

11、步骤s201，设系统可能的决策为a1,a2,……am，将所有决策看作为一个样本空间的划分，当传感器对系统进行观测时，得到的观测结果为b，利用系统的先验知识得到各传感器的先验概率p(a)和条件概率p(b|a)：

12、

13、其中i＝1,2,…m，k为观测结果的编号，m为决策的编号，n为观测结果的总数，ai为第i个决策。

14、步骤s202，将先验概率和条件概率应用于各个传感器，则当有n个传感器，观测值为b1,b2..,b时得到总决策的后验概率为：

15、

16、更进一步的，所述第二数据融合方法，用于信息缺乏的情况下，包括以下步骤：

17、步骤s301，每个数据源提供一组证据和命题并建立一个质量分布函数，将数据源变成一个证据体；

18、步骤s302，在同一鉴别方法下，将不同证据体通过设定规则合并成一个新的证据体，通过计算证据体的似真度选择出决策规则，获得最终结果；

19、所述设定规则为：定义证据的可信度函数：对于每个证据，定义一个可信度函数，描述该证据在不同情况下的可信程度；计算证据的冲突函数：对于每对不同的证据，计算各个不同证据之间的冲突函数，以衡量各个不同证据之间的不一致性程度；根据可信度函数和冲突函数，将多个证据进行合成，得出最终的合成结果。

20、更进一步的，所述第三数据融合方法，用于具有大量数据信息情况下的多源数据融合，包括以下步骤：

21、步骤s401，构建神经网络，神经网络包括：相互连接和相互作用的具有非线性映射能力的神经元，神经元之间通过权系数相连；

22、步骤s402，将多源数据分布于网络的各连接权中；

23、步骤s403，神经网络根据各传感器提供的样本信息，确定分类标准；

24、步骤s404，利用与所述神经网络适配的学习算法进行离线或在线学习来获取知识，得到不确定性推理机制；

25、步骤s405，根据不确定性推理机制进行融合和再学习；

26、步骤s406，当在同一个逻辑推理过程中的两个或多个规则形成一个联合的规则时，实现多源数据的融合。

27、更进一步的，所述第四数据融合方法，以测量模型的统计特性为基础，递推的确定融合数据在统计意义下的最优估计。

28、配电网箱式变电站设备的多源信息融合装置，包括：

29、数据获取单元，用于获取多源数据；

30、数据融合单元，用于对获取的多源数据的特征进行提取，通过构建不同来源数据的特征融合模型，完成多源数据的融合；

31、所述配电网箱式变电站设备的多源信息融合装置，用于实现任一所述的配电网箱式变电站设备的多源信息融合方法的步骤。

32、一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任一所述的配电网箱式变电站设备的多源信息融合方法的步骤。

33、一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一所述的配电网箱式变电站设备的多源信息融合方法的步骤。

34、本发明具有以下有益效果及优点：

35、本发明基于获取的箱式变电站中的多种运行信息，利用多维数据冲突解决技术，解决数据冲突问题，有效地进行了多种运行信息的融合，实现中低压配电网可靠性信息的高度融合与数据质量精炼提升，所提取到的融合数据可作为设备运行的风险评价的基础，从而可以提升运维效率，低运维成本，具有很高的经济效益。

36、1)本发明基于多源信息融合，运用物联网、大数据、人工智能等技术，实现配电站房的多源数据采集、挖掘和利用，通过建立配电网各类型站房设备标准化数学模型，有效提升站房类设备的精益化管理水平。

37、2)本发明通过多源信息融合的多场景配电站房安全可靠运行保障技术的研究，建立配电网各类型站房设备标准化数学模型，实现中低压配电网可靠性信息的高度融合与数据质量精炼提升。

38、3)本发明通过配电站房多源数据的采集、分析和利用，对配电站房实现数字化全景管理，提升配电网精益化管理水平，通过配电站房安全运行保障系统的应用，降低人身触电、误操作等安全风险,全面提升配电网设备运行安全水平和供电可靠性。

39、相比现有技术，本发明根据数据的性质不同，采用不同的融合方法，来相应地进行选择，以此解决目前采用单一方式进行融合的缺陷，能够提升数据的质量。