專利名稱：一種分布式電能質(zhì)量遠程診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電能質(zhì)量監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種分布式電能質(zhì)量遠程診斷方法。
背景技術(shù)：
隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷深入和各種電網(wǎng)新能源(分布式電源)、新設(shè)備、新技術(shù)等的接入與使用，配網(wǎng)末端電能質(zhì)量監(jiān)測要求的范圍更廣，粒度更細，另外電網(wǎng)中大量電力電子設(shè)備和非線性負荷的存在使得系統(tǒng)中的電能質(zhì)量問題日益突出。然而，現(xiàn)有的電能質(zhì)量監(jiān)測和判定方式普遍采用便攜式測試儀，即使是目前通常使用的電能質(zhì)量檢測裝置在處理大量采集數(shù)據(jù)時也存在如實時性不強、工作量大、效率低、缺乏決策判斷依據(jù)等諸多問題，難以深入準確分析造成電能質(zhì)量的原因，也難以進一步改善電能質(zhì)量的要求。用信息化手段監(jiān)測配網(wǎng)末端電能質(zhì)量并提供輔助決策分析成為智能電網(wǎng)時代的重要關(guān)切點。目前，電力系統(tǒng)已有的一些配電側(cè)和用電側(cè)系統(tǒng)(如配電自動化系統(tǒng)、用戶用電信息采集系統(tǒng)、負荷管理系統(tǒng)等)，已可實現(xiàn)部分電能質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集和收集，但是完全缺乏電能質(zhì)量診斷能力，而且隨著功能的擴展和應用的升級，各系統(tǒng)目前完全處于異構(gòu)、分散、局部、凌亂的狀況，數(shù)據(jù)模型不統(tǒng)一，缺乏信息資源共享渠道。另一方面，智能電網(wǎng)時代客戶側(cè)設(shè)備數(shù)量更多，產(chǎn)生大量實時數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息，僅依靠現(xiàn)有的電能監(jiān)測系統(tǒng)已遠遠滿足不了用戶對電能質(zhì)量的高要求。智能電網(wǎng)時代客戶側(cè)的設(shè)備數(shù)量多、覆蓋面廣，監(jiān)控分布式發(fā)電設(shè)備、儲能設(shè)備、 智能表計、新型用電設(shè)備、電動汽車等會產(chǎn)生大量的實時數(shù)據(jù)及狀態(tài)信息，需要全面、準確、 實時的監(jiān)控配用電設(shè)備及電能質(zhì)量，實現(xiàn)配網(wǎng)末端電能從配電、送電到用電的全面管理；需要對電力質(zhì)量各相關(guān)參數(shù)和監(jiān)測方法進行評估，實現(xiàn)電能質(zhì)量自動管理和用戶側(cè)發(fā)電、儲能及用電設(shè)備等對于電能質(zhì)量影響的動態(tài)管理，為用戶提供遠程智能診斷服務、實現(xiàn)互動化，這些都是現(xiàn)有的配網(wǎng)末端電能質(zhì)量監(jiān)測所不具備的功能。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種分布式電能質(zhì)量遠程診斷方法，同時為建立統(tǒng)一的電能質(zhì)量監(jiān)測信息系統(tǒng)提供技術(shù)支撐，解決了現(xiàn)有的不能準確、真實、及時的監(jiān)測配用電網(wǎng)末端電能質(zhì)量，做出正確分析判斷采取有效措施的問題，并且解決了現(xiàn)有各系統(tǒng)間不能實現(xiàn)信息資源共享的問題，。本發(fā)明提供的一種分布式電能質(zhì)量遠程診斷方法，其改進之處在于，所述方法包括如下步驟(I)診斷點檢測電網(wǎng)電能質(zhì)量的異常狀況信息，對出現(xiàn)異常狀況信息進行溯源定位并診斷；若不能排查(即排除和檢查)異常狀況，則進入步驟(2)，否則循環(huán)此步驟；(2)診斷點向上級診斷站發(fā)送協(xié)同診斷信號，上級診斷站對電能質(zhì)量的異常狀況信息進行診斷，并將診斷結(jié)果反饋給診斷點；若上級診斷站不能排查異常狀況，則進入步驟
(3)，否則返回步驟⑴；
(3)上級診斷站將診斷請求傳送到技術(shù)支援中心，技術(shù)支援中心對電能質(zhì)量的異常狀況信息進行診斷，將結(jié)果和解決建議反饋給診斷點。其中，步驟⑴包括如下步驟I)在診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端、上級診斷站和技術(shù)支援中心嵌入Agent系統(tǒng)；2)傳感器獲取電網(wǎng)電能質(zhì)量的實時運行狀況信息，將信號A/D轉(zhuǎn)換并進行單位變換后存入所述診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)庫；3)當電網(wǎng)出現(xiàn)電能質(zhì)量的異常狀況時，所述診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端通過 Agent系統(tǒng)監(jiān)測模塊對異常狀況信息進行溯源定位，由所述Agent系統(tǒng)診斷模塊對電能質(zhì)量的異常狀況進行診斷，并將診斷信息結(jié)果提供給運維人員。其中，步驟(3)技術(shù)支援中心通過遠程診斷模塊進行遠程診斷，根據(jù)電能質(zhì)量異常狀況信息、信號特征和知識庫的信息，判斷出電能質(zhì)量異常問題，將結(jié)果和解決建議通過上級診斷站反饋給診斷點。其中，步驟⑴包括如下步驟①在診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端、上級診斷站和技術(shù)支援中心嵌入Agent系統(tǒng)；②所述Agent系統(tǒng)獲取電網(wǎng)電能質(zhì)量的實時運行狀況信息，將信息存入所述診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)庫；③當電網(wǎng)出現(xiàn)電能質(zhì)量的異常狀況時，所述診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端通過 Agent系統(tǒng)監(jiān)測模塊對異常狀況信息進行溯源定位，由所述Agent系統(tǒng)診斷模塊對電能質(zhì)量的異常狀況進行診斷，并將診斷信息結(jié)果提供給運維人員。其中，所述排查異常狀況包括溯源定位出其問題位置節(jié)點、診斷出電網(wǎng)的電能質(zhì)量異常原因或提供解決方法。其中，所述對出現(xiàn)異常狀況信息進行溯源定位的步驟為診斷點之間相互通信，共享狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)，從中找出差異數(shù)據(jù)進行定位。其中，所述Agent系統(tǒng)所需的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)模型用公共信息模型CIM描述，與系統(tǒng)建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準化模型與接口。其中，電網(wǎng)的電能質(zhì)量的實時運行狀況信息包括電網(wǎng)的電壓、電流、有功功率、無功功率、諧波和功率因數(shù)信息。其中，所述Agent系統(tǒng)采用聯(lián)邦式多Agent系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明在現(xiàn)有的電能質(zhì)量監(jiān)測終端的基礎(chǔ)上，嵌入了智能的Agent系統(tǒng)，完成了對電能質(zhì)量診斷的功能，即實現(xiàn)了對電網(wǎng)異常的監(jiān)測與定位，并找出其中的異常原因，形成了一個新的電能質(zhì)量診斷終端。本發(fā)明的分布式遠程智能診斷方法，并為實現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測遠程診斷提出了解決方法，解決了現(xiàn)存的不能準確、真實、及時的監(jiān)測配用網(wǎng)末端電能質(zhì)量，做出正確分析判斷采取有效措施的問題。并與已建設(shè)運行的電能質(zhì)量監(jiān)測信息系統(tǒng)提供統(tǒng)一接口支持，充分利用現(xiàn)有各系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息資源。本發(fā)明通過后方的技術(shù)支援中心，實現(xiàn)了電能質(zhì)量的遠程監(jiān)測和診斷，需要解決電能質(zhì)量現(xiàn)場診斷點和上級診斷站智能協(xié)調(diào)與通信和分層分布式診斷問題，以及與相關(guān)電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標準化問題。
本發(fā)明在每個現(xiàn)場診斷點之間相互通信，獲取相鄰周邊診斷點的數(shù)據(jù)信息，通過掌握的電能質(zhì)量異常狀態(tài)信息分析準確判斷出現(xiàn)電能質(zhì)量問題的原因以及位置，并能通過提供解決問題的策略支持，克服了傳統(tǒng)的依靠人拿著便攜式電能質(zhì)量監(jiān)測設(shè)備到現(xiàn)場選點測試予以判斷的現(xiàn)狀，提高了電網(wǎng)的智能化運行水平和運行維護工作人員的工作效率。


圖I為本發(fā)明提供的診斷方法流程圖。圖2為本發(fā)明提供的多Agent的遠程智能診斷系統(tǒng)分布式體系結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明提供的現(xiàn)場部署的診斷點狀態(tài)信息共享示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。本實施例的總流程如圖I所示，具體步驟如下(I)診斷點檢測電網(wǎng)電能質(zhì)量的異常狀況信息，對出現(xiàn)異常狀況信息進行溯源定位并診斷；若不能排查異常狀況，則進入步驟(2)，否則循環(huán)此步驟；(此步驟為I級診斷)I)在診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端、上級診斷站和技術(shù)支援中心嵌入Agent系統(tǒng)；基于多Agent的分布式電能質(zhì)量遠程診斷系統(tǒng)采用聯(lián)邦式(Federated)的多 Agent系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。本實施例在電能質(zhì)量監(jiān)測終端內(nèi)集成了智能Agent,利用了智能Agent既可以獨立主動、自治地工作，又可以在同一環(huán)境中協(xié)同工作的特點。在診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端進行遠程電能質(zhì)量診斷過程中，借助于終端內(nèi)集成Agent的協(xié)作協(xié)商和協(xié)調(diào)，實現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測終端間的彼此實時通信、共享信息，在出現(xiàn)電能質(zhì)量異常時，聯(lián)合獲取局部重點區(qū)域內(nèi)的電能質(zhì)量信息，協(xié)調(diào)各自的知識、目標對象、策略和規(guī)劃尋求解決異常的診斷判定。在涉及到電力電能質(zhì)量數(shù)據(jù)模型相關(guān)部分可以用統(tǒng)一公共信息模型(CIM)描述， 定義API的語意。采用CIS系列規(guī)范，實現(xiàn)多系統(tǒng)私有化接口間的無障礙通信。CIM是一個抽象模型，提供了一種用對象類和屬性及其之間的關(guān)系表示電力系統(tǒng)資源的標準方法。CIS 系列規(guī)范制定了應用或組件間進行信息交換的標準化接口以及這些接口所使用到的事件類型和消息內(nèi)容，并建立了接口與特定技術(shù)間的映射。本實施例Agent系統(tǒng)所需的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)模型采用公共信息模型CIM描述，與系統(tǒng)建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準化模型與接口。2)診斷點電能質(zhì)量監(jiān)測終端通過傳感器獲取表征電網(wǎng)電能質(zhì)量的電壓、電流、有功功率、無功功率、諧波和功率因數(shù)等實時運行狀況信息，將上述模擬信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換并對信號進行單位變換后傳輸至診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)庫；或者所述診 斷點電能質(zhì)量監(jiān)測終端通過和其他具備電能質(zhì)量監(jiān)測功能的設(shè)備通信(例如電力負荷管理終端等)獲取電網(wǎng)的實時運行狀況信息，存入診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)庫；3)當電網(wǎng)出現(xiàn)電能質(zhì)量的異常狀況時，診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端通過Agent的協(xié)調(diào)和協(xié)作能力在相鄰的電能質(zhì)量監(jiān)測終端通信完成彼此信息的獲取，其監(jiān)測模塊對電網(wǎng)的電能質(zhì)量異常狀況進行溯源定位，由診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端的Agent系統(tǒng)診斷模塊對電網(wǎng)的電能質(zhì)量的異常狀況進行診斷，并可將診斷信息提供給運維人員。
定位的步驟為診斷點電能質(zhì)量監(jiān)測終端通過自身傳感器檢測電網(wǎng)狀態(tài)信息或通過通信獲取其他監(jiān)測終端(非診斷點，僅部分具備電能質(zhì)量監(jiān)測功能(例如電力負荷管理終端等))的檢測信息，并借助于Agent的協(xié)調(diào)機制在診斷點之間相互通信，共享狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)，從中找出差異數(shù)據(jù)判斷異常原因進行定位。本實施例的異常，是指電網(wǎng)電能質(zhì)量(電壓、無功功率、諧波等)出現(xiàn)異常狀況；本實施例的異常狀況診斷包括通過多Agent系統(tǒng)定位電能質(zhì)量出現(xiàn)問題的源頭，診斷出電能質(zhì)量出現(xiàn)異常原因并提供解決方法。在進行布局時，設(shè)置N M個現(xiàn)場的診斷點(M為自然數(shù))，每個現(xiàn)場的診斷點與傳感器的數(shù)據(jù)采集單元連接，并且每個現(xiàn)場的設(shè)備診斷點之間也可以獲取彼此的信息，如 圖3 所示。當電網(wǎng)運行電能質(zhì)量出現(xiàn)異常狀況時，數(shù)據(jù)采集單元將電網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息傳給設(shè)備診斷點，各設(shè)備診斷點首先交互彼此的信息，根據(jù)差異的數(shù)據(jù)就可判斷出電網(wǎng)電能異常狀況位置所在，即對電網(wǎng)電能質(zhì)量問題進行定位。Agent系統(tǒng)診斷模塊通過分析決策提供包括診斷出異常原因并解決方法。如由于自身知識庫或位置局限不能進行分析判斷，則進行步驟⑵。(2)診斷點向上級診斷站發(fā)送協(xié)同診斷信號，上級診斷站對故障進行診斷，并將診斷結(jié)果反饋給診斷點；若上級診斷站不能排查電能質(zhì)量的異常狀況，則進入步驟(3)，否則返回步驟⑴；(此步驟為2級診斷)在進行布局時，設(shè)置N個上級診斷站(N為自然數(shù))，每個上級診斷站均與M個現(xiàn)場的診斷點通信，每個上級診斷站之間通過Agent的協(xié)調(diào)和協(xié)作能力也可以交互彼此的信息,如圖2所示。在電能質(zhì)量遠程診斷多Agent系統(tǒng)中，有管理協(xié)調(diào)Agent、信息服務Agent、電能質(zhì)量監(jiān)測Agent和電能質(zhì)量診斷Agent來共同協(xié)作來實現(xiàn)電能質(zhì)量診斷。管理協(xié)調(diào)Agent負責多個Agent之間的工作協(xié)調(diào)，有權(quán)注銷和啟動其他的Agent。信息服務Agent可以給其他Agent提供信息服務，也就是說當一個Agent需要某類信息卻不知道哪個Agent可以提供時，它只需向信息服務Agent發(fā)出信息需求請求，信息服務Agent告訴它擁有所需信息的 Agent。電能質(zhì)量監(jiān)測Agent負責異常信息的讀取，當沒有異常信息時，它處于休眠狀態(tài)。電能質(zhì)量診斷Agent負責電能質(zhì)量異常區(qū)域的分析診斷。電能質(zhì)量診斷Agent根據(jù)接收的診斷請求，調(diào)用知識庫信息服務Agent中相應的知識進行推理診斷，然后將結(jié)果傳遞到現(xiàn)場的管理協(xié)調(diào)Agent。對于無法在知識庫中查詢到的情況則向上級診斷站的診斷Agent發(fā)出請求診斷信息。上級診斷站的診斷Agent根據(jù)收到的請求信息，可以自動與現(xiàn)場電能質(zhì)量監(jiān)測Agent進行通信和聯(lián)系，從而減少中間環(huán)節(jié)，提高診斷效率。(3)上級診斷站將所述診斷請求傳送到技術(shù)支援中心，技術(shù)支援中心通過遠程診斷模塊進行遠程診斷，根據(jù)異常信息和信號特征，結(jié)合診斷知識庫的信息，判斷出電能質(zhì)量異常問題，將結(jié)果和解決建議通過上級診斷站反饋給診斷點。如圖2所示。(此步驟為3級診斷)本實施例的遠程是指非現(xiàn)場的；本實施例的遠程診斷是指通過現(xiàn)場診斷點、上級診斷站和后方的技術(shù)支援中心，對電網(wǎng)實際運行的電能質(zhì)量現(xiàn)場的異常狀況進行分析判斷。最后應該說明的是結(jié)合上述實施例僅說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解到本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本 發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請待批的權(quán)利要求保護范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種分布式電能質(zhì)量遠程診斷方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 (1)診斷點檢測電網(wǎng)電能質(zhì)量的異常狀況信息，對出現(xiàn)異常狀況信息進行溯源定位并診斷；若不能排查異常狀況，則進入步驟(2)，否則循環(huán)此步驟； (2)診斷點向上級診斷站發(fā)送協(xié)同診斷信號，上級診斷站對電能質(zhì)量的異常狀況信息進行診斷，并將診斷結(jié)果反饋給診斷點；若上級診斷站不能排查異常狀況，則進入步驟(3)，否則返回步驟⑴； (3)上級診斷站將診斷請求傳送到技術(shù)支援中心，技術(shù)支援中心對電能質(zhì)量的異常狀況信息進行診斷，將結(jié)果和解決建議反饋給診斷點。
2.如權(quán)利要求I所述的診斷方法，其特征在于，步驟(I)包括如下步驟 1)在診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端、上級診斷站和技術(shù)支援中心嵌入Agent系統(tǒng)； 2)傳感器獲取電網(wǎng)電能質(zhì)量的實時運行狀況信息，將信號A/D轉(zhuǎn)換并進行單位變換后存入所述診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)庫； 3)當電網(wǎng)出現(xiàn)電能質(zhì)量的異常狀況時，所述診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端通過Agent系統(tǒng)監(jiān)測模塊對異常狀況信息進行溯源定位，由所述Agent系統(tǒng)診斷模塊對電能質(zhì)量的異常狀況進行診斷，并將診斷信息結(jié)果提供給運維人員。
3.如權(quán)利要求I所述的診斷方法，其特征在于，步驟(3)技術(shù)支援中心通過遠程診斷單元進行遠程診斷，根據(jù)電能質(zhì)量異常狀況信息、信號特征和知識庫的信息，判斷出電能質(zhì)量異常問題，將結(jié)果和解決建議通過上級診斷站反饋給診斷點。
4.如權(quán)利要求I所述的診斷方法，其特征在于，步驟(I)包括如下步驟 ①在診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端、上級診斷站和技術(shù)支援中心嵌入Agent系統(tǒng)； ②所述Agent系統(tǒng)獲取電網(wǎng)電能質(zhì)量的實時運行狀況信息，將信息存入所述診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端的狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)庫； ③當電網(wǎng)出現(xiàn)電能質(zhì)量的異常狀況時，所述診斷點的電能質(zhì)量監(jiān)測終端通過Agent系統(tǒng)監(jiān)測模塊對異常狀況信息進行溯源定位，由所述Agent系統(tǒng)診斷模塊對電能質(zhì)量的異常狀況進行診斷，并將診斷信息結(jié)果提供給運維人員。
5.如權(quán)利要求I所述的診斷方法，其特征在于，所述排查異常狀況包括溯源定位出其問題位置節(jié)點、診斷出電網(wǎng)的電能質(zhì)量異常原因或提供解決方法。
6.如權(quán)利要求I所述的診斷方法，其特征在于，所述對出現(xiàn)異常狀況信息進行溯源定位的步驟為診斷點之間相互通信，共享狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)，從中找出差異數(shù)據(jù)進行定位。
7.如權(quán)利要求2或4任一所述的診斷方法，其特征在于，所述Agent系統(tǒng)所需的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)模型用公共信息模型CIM描述，與系統(tǒng)建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準化模型與接口。
8.如權(quán)利要求2或4任一所述的診斷方法，其特征在于，電網(wǎng)的電能質(zhì)量的實時運行狀況信息包括電網(wǎng)的電壓、電流、有功功率、無功功率、諧波和功率因數(shù)信息。
9.如權(quán)利要求7所述的診斷方法,其特征在于，所述Agent系統(tǒng)采用聯(lián)邦式多Agent系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分布式電能質(zhì)量遠程診斷方法，包括一在診斷點檢測電網(wǎng)運行電能質(zhì)量異常狀況，對其進行溯源定位；若不能排除出現(xiàn)原因，則進入下步驟；二診斷點向上級診斷站發(fā)送協(xié)同診斷信號，上級診斷站判斷并進行診斷，并將診斷結(jié)果反饋給診斷點；若上級診斷站不能排除異常狀況出現(xiàn)原因，則進入下步驟；三上級診斷站將診斷請求傳送到技術(shù)支援中心，技術(shù)支援中心判斷出異常原因，將結(jié)果和解決建議反饋給診斷點。本發(fā)明為實現(xiàn)電能質(zhì)量監(jiān)測遠程診斷提出了解決方法，解決了現(xiàn)存的不能準確、真實、及時的監(jiān)測配用網(wǎng)末端電能質(zhì)量，做出正確分析判斷以采取有效措施的問題，并且提高了電網(wǎng)的智能化運行水平和運行維護工作人員的工作效率。
文檔編號G01R31/00GK102621411SQ20121005319
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者史常凱, 孫軍平, 時偉君, 盛萬興, 范聞博, 高媛 申請人:中國電力科學研究院