一种电力设备故障恢复路径规划方法及系统与流程

本发明涉及一种电力设备故障恢复路径规划方法及系统，属于电力故障恢复。

背景技术：

1、电力系统特别是配电网，容易受到自然灾害（如台风、洪水、地震等）和人为因素（如设备故障、操作失误等）的影响，导致大面积停电，最终影响到人们的生产生活，因此需要加快对配电网进行抢修恢复工作，传统的故障恢复方法通常依赖于专家系统和启发式算法。这些方法需要大量的专家知识和经验，且计算复杂度高，实时性差；

2、公告号为“cn115800270b”的发明专利公开了一种配电网电力与通信协调恢复方法及装置，其中方法包括以下步骤：将待恢复区域划分若干一级待恢复区域和二级待恢复区域；将故障基站所在的一级待恢复区域作为应急通信恢复区域，确定故障基站所在的所有应急通信恢复区域；根据二级待恢复区域的电力参数和应急通信恢复区域的通信参数，计算每一应急通信恢复区域内的故障基站的恢复回报，按照恢复回报从大到小的顺序恢复应急通信恢复区域的通信故障；以快速恢复重要负荷级别区域的供电为总目标，构建待恢复区域的电力通信双层优化模型；利用深度优先遍历的路径搜索算法求解电力通信双层优化模型，确定最终的修复方案；该方法能够大幅缩短灾后配电网的抢修时间，降低配电网的停电损失。

3、但是上述方案中并未将电力设备的老化程度以及通信链路的故障考虑在其中，老化程度高的电力设备可能时配电网中的关键节点，这些节点一旦发生故障可能导致大范围的电力故障，因此需要优先进行恢复，同时通信链路是否稳定也影响了通信的传输效率以及配电网的整体稳定性，所有通信链路也应该考虑在修复方案中。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种电力设备故障恢复路径规划方法及系统。

2、本发明的技术方案如下：

3、一方面，本发明提供了一种电力设备故障恢复路径规划方法，包括以下步骤：

4、收集电力设备通信链路数据，并基于电力设备通信链路数据构建电力设备通信网络模型；

5、收集电力设备实时故障数据，并将电力设备实时故障数据输入电力设备通信网络模型中，电力设备通信网络模型输出电力设备恢复基础规划路径；

6、收集电力设备通信链路历史故障数据，并构建电力设备通信链路故障预测模型，将电力设备通信链路历史故障数据输入模型中进行训练，得到训练完成的电力设备通信链路故障预测模型，电力设备通信链路故障预测模型输出每条通信链路的故障系数；

7、收集电力设备的运行状态数据，基于电力设备的运行状态数据计算电力设备老化程度系数；

8、通过通信链路的故障系数以及电力设备的老化系数对电力设备恢复基础规划路径进行优化后，得到最终恢复规划路径。

9、作为本发明的优选实施方式，所述电力设备通信网络模型包括多个节点以及边，所述电力设备通信网络模型中的节点代表电力设备，边代表电力设备之间的通信链路；

10、根据电力设备实时故障数据，将故障的电力设备所对应的节点作为目标点；

11、计算故障电力设备的恢复优先级，具体如下式所示：

12、

13、其中：表示电力设备的空载损耗；表示电力设备的利用率；表示电力设备的负载损耗；表示电力设备功率成本；表示电力设备使用年数上限；表示电力设备使用至第年，；表示功率成本增长率；表示加权平均资本成本率；表示电力设备成本；

14、通过上式计算得到每个故障电力设备的恢复优先级，选择优先级最大的故障电力设备作为起始点；

15、计算除起始点外的所有故障电力设备的维修成本，综合除起始点外每个故障电力设备的恢复优先级与维修成本得到每个故障电力设备的综合成本，选择综合成本最低的故障电力设备所对应的节点作为下一个起始点；

16、重复上述步骤直至所有故障电力设备恢复完成，完成电力设备恢复基础规划路径。

17、作为本发明的优选实施方式，所述除起始点外的所有故障电力设备的维修成本计算公式具体为：

18、

19、其中：表示电力设备部件总数；表示电力设备的第个部件，；表示到达该电力设备的路程成本；表示第个部件的重要性权重；表示第个部件的维修成本。

20、作为本发明的优选实施方式，所述电力设备通信链路故障预测模型基于informer模型以及lstm模型构建；

21、通过电力设备通信链路故障预测模型预测得出各通信链路的故障概率，并通过下式计算各通信链路的故障系数：

22、

23、其中：表示通信链路通信总时长；表示通信链路故障概率；表示通信链路带宽；表示通信链路历史维修频率；表示通信链路历史故障次数；表示通信链路时延；表示通信链路堵塞系数。

24、作为本发明的优选实施方式，所述电力设备的老化程度系数的具体计算步骤为：

25、收集每个单位时间下电力设备的平均负荷、每个单位时间下电力设备的平均温度值以及平均气温，并通过下式计算电力设备的老化程度系数：

26、

27、其中：表示电力设备额定最大负荷；表示电力设备在时刻的负荷；表示经验常数；表示电力设备的工作最高温度值；表示电力设备在时刻的温度值；表示平均气温；表示季节系数；、分别为负荷、温度权重系数。

28、作为本发明的优选实施方式，所述电力设备恢复基础规划路径的优化步骤为：

29、综合电力设备恢复优先级以及电力设备老化程度系数，重新计算每个电力设备恢复优先级，从而确定新的起始点；

30、同时计算除起始点外的所有故障电力设备的维修成本时，综合除起始点外每个故障电力设备的恢复优先级与维修成本得到每个故障电力设备的综合成本，选择综合成本最低的故障电力设备所对应的节点作为下一个起始点，从而得到电力设备恢复优化路径；

31、预设通信链路故障系数阈值，将故障系数大于阈值的通信链路对应的边作为维修边，对处于电力设备恢复优化路径中的维修边进行顺路检修，剩余维修边在完成电力设备恢复优化路径的检修计划后，再进行独立检修。

32、另一方面，本发明还提供了一种电力设备故障恢复路径规划系统，包括电力设备通信网络模型构建模块、恢复基础路径规划模块、通信链路故障预测模块、电力设备老化评估模块以及恢复基础路径优化模块；

33、所述电力设备通信网络模型构建模块用于收集电力设备通信链路数据，并基于电力设备通信链路数据构建电力设备通信网络模型；

34、所述恢复基础路径规划模块用于收集电力设备实时故障数据，并将电力设备实时故障数据输入电力设备通信网络模型中，电力设备通信网络模型输出电力设备恢复基础规划路径；

35、所述通信链路故障预测模块用于收集电力设备通信链路历史故障数据，并构建电力设备通信链路故障预测模型，将电力设备通信链路历史故障数据输入模型中进行训练，得到训练完成的电力设备通信链路故障预测模型，电力设备通信链路故障预测模型输出每条通信链路的故障系数；

36、所述电力设备老化评估模块用于收集电力设备的运行状态数据，基于电力设备的运行状态数据计算电力设备老化程度系数；

37、所述恢复基础路径优化模块用于通过通信链路的故障系数以及电力设备的老化系数对电力设备恢复基础规划路径进行优化后，得到最终恢复规划路径。

38、再一方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器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程序时实现如本发明任一实施例所述的方法。

39、再一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的方法。

40、本发明具有如下有益效果：

41、本发明额外考虑了电力设备的老化程度以及电力设备之间通信链路的故障可能性设计了一种电力设备故障恢复路径规划方法，使得维修人员能够根据规划路径进行高效准确地维修。