本發(fā)明涉及電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理，具體為基于電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的單站端電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、電網(wǎng)故障診斷對于保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行具有重要意義。通過及時(shí)準(zhǔn)確地診斷電網(wǎng)故障，可以迅速定位故障點(diǎn)，減少故障對電網(wǎng)的影響范圍和時(shí)間，提高電網(wǎng)的供電可靠性和穩(wěn)定性。

2、公開號cn105158647b公開了一種基于電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的單站端電網(wǎng)故障診斷和輔助決策方法，包括建立專家數(shù)據(jù)庫；將事故信息分為反映變電設(shè)備運(yùn)行狀況的開關(guān)量信息和事故期間過程數(shù)據(jù)的連續(xù)變化信息；對開關(guān)量信息以狀態(tài)元素描述和進(jìn)行邏輯與運(yùn)算，并確定故障元件；對連續(xù)變化信息進(jìn)行多源信息融合；將融合結(jié)果與預(yù)想事故集進(jìn)行匹配并辨識故障類型；依據(jù)專家數(shù)據(jù)庫確定事故發(fā)生的性質(zhì)，并進(jìn)行事故處置輔助決策；將所有數(shù)據(jù)和結(jié)果在監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示和跟蹤；該發(fā)明能夠利用計(jì)算機(jī)和現(xiàn)有的電網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)對電網(wǎng)單站端故障進(jìn)行輔助決策，避免監(jiān)控人員人為處理海量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)以及監(jiān)控人員處理經(jīng)驗(yàn)不足，能夠快速準(zhǔn)確對電網(wǎng)單站端故障作出決策，杜絕事故的發(fā)生。

3、例如如上技術(shù)所示，現(xiàn)有的電網(wǎng)故障檢測，一般只是通過人工對故障點(diǎn)故障原因進(jìn)行分析，更智能的是通過結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行智能分析，但是依舊是在出現(xiàn)故障后進(jìn)行診斷，雖然減少了維修時(shí)間，但是同樣還是會造成一定的損失，而若能實(shí)現(xiàn)整體觀察，提前預(yù)測并對重點(diǎn)位置進(jìn)行提前維護(hù)以預(yù)防故障，其會降低很多損失，也會減少人力成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了基于電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的單站端電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)，解決了上述的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：基于電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的單站端電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)，包括：專家?guī)?，用于記錄站?nèi)電網(wǎng)故障的歷史數(shù)據(jù)，并在每次出現(xiàn)故障后實(shí)時(shí)更新；電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)測電網(wǎng)數(shù)據(jù)，并建立電站內(nèi)電網(wǎng)三維模型；故障分析模塊，用于對電網(wǎng)監(jiān)測單元獲取的電網(wǎng)數(shù)據(jù)結(jié)合專家?guī)靸Υ娴臄?shù)據(jù)進(jìn)行故障分析，判斷是否出現(xiàn)故障；故障預(yù)警模塊，在故障分析模塊分析出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行預(yù)警，并顯示分析的故障原因，若有多種原因，則計(jì)算概率進(jìn)行排序；故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測單元，計(jì)算各故障點(diǎn)的故障率和故障發(fā)生頻率并進(jìn)行排序，分別設(shè)立閾值，超過閾值的標(biāo)記為易故障點(diǎn)，并在電網(wǎng)三維模型中顏色標(biāo)記；維護(hù)頻率計(jì)算模塊，為故障率和故障發(fā)生頻率按照專家經(jīng)驗(yàn)分配權(quán)重，計(jì)算易故障點(diǎn)的維護(hù)頻率，其他故障點(diǎn)按原頻率進(jìn)行定期維護(hù)；維修方案生成模塊，通過故障分析模塊結(jié)合專家?guī)鞌?shù)據(jù)，分析故障的類型，并提出匹配的維修方案供維修人員參考；維修方案優(yōu)化模塊，總結(jié)各故障點(diǎn)的歷史故障記錄，確定多個(gè)解決方案并分別計(jì)算可行性，按照最大可行性方案對故障點(diǎn)進(jìn)行全面維修和調(diào)整。

3、優(yōu)選的，所述專家?guī)斓慕⒕唧w包括：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：專家?guī)彀收项愋蛅y、故障原因ca、維修方案so，e為專家?guī)熘械挠涗浖?，則第k條記錄表示為ek={tyk，cak，sok}；記錄更新：每次維修后，根據(jù)維修報(bào)告更新對應(yīng)故障類型的記錄，包括新增的故障原因和優(yōu)化的維修方案。

4、優(yōu)選的，所述電網(wǎng)監(jiān)測單元工作步驟具體包括：數(shù)據(jù)采集：實(shí)時(shí)采集電網(wǎng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，包括但不限于電壓、電流、功率；建立三維模型：利用gis或bim技術(shù)建立電站內(nèi)電網(wǎng)的三維模型。

5、優(yōu)選的，所述故障分析模塊的分析方法為：采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法或規(guī)則引擎，結(jié)合專家?guī)熘械闹R對電網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析：設(shè)d為電網(wǎng)數(shù)據(jù)集合，則故障分析表示為f(d,e)→{0,1}，其中1表示存在故障，0表示無故障，f()表示故障判斷邏輯函數(shù)。

6、優(yōu)選的，所述故障預(yù)警模塊的工作步驟包括：預(yù)警機(jī)制：當(dāng)故障分析模塊判斷出現(xiàn)故障時(shí)，觸發(fā)預(yù)警，并顯示最可能的故障原因；概率排序：若存在多種原因，使用貝葉斯公式或條件概率計(jì)算每種原因的概率，并進(jìn)行排序；設(shè)ci為第i個(gè)故障原因，p(ci∣d)為給定數(shù)據(jù)d下ci的條件概率，則：。

7、其中，p(ci)?是原因?ci的先驗(yàn)概率，即在沒有任何額外信息的情況下，原因?ci發(fā)生的概率；p(d∣ci)?表示在原因?ci已知的情況下，觀察到數(shù)據(jù)?d?的概率；∑jp(d∣cj)p(cj)是對所有可能原因?cj的加權(quán)和，用于歸一化后驗(yàn)概率，確保所有可能原因的后驗(yàn)概率之和為1。

8、優(yōu)選的，所述故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測單元的工作步驟包括：故障率計(jì)算：統(tǒng)計(jì)各線路故障點(diǎn)的故障次數(shù)ni和總故障次數(shù)n，計(jì)算故障率ri：。

9、時(shí)間概念引入：計(jì)算故障發(fā)生頻率fi，即單位時(shí)間t內(nèi)的故障次數(shù)：。

10、閾值設(shè)定：根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗(yàn)設(shè)定故障率tr和頻率的閾值tf；三維模型標(biāo)記：將各個(gè)故障率和故障發(fā)生頻率對應(yīng)對比閾值，將超過閾值的線路故障點(diǎn)重點(diǎn)標(biāo)記為易故障點(diǎn)，并在三維模型中進(jìn)行顏色標(biāo)記，且針對故障率和故障發(fā)生頻率的易故障點(diǎn)分別用不同顏色標(biāo)記。

11、優(yōu)選的，所述維護(hù)頻率計(jì)算模塊的工作步驟包括：權(quán)重分配：根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)為故障率和故障發(fā)生頻率分配權(quán)重wr和wf，滿足wr+wf=1；維護(hù)頻率計(jì)算：采用加權(quán)和方式計(jì)算易故障點(diǎn)的維護(hù)頻率mi，計(jì)算公式為：mi=wrri+wffi。

12、優(yōu)選的，易故障點(diǎn)的維護(hù)頻率通過維護(hù)頻率計(jì)算模塊進(jìn)行計(jì)算，其余故障點(diǎn)按照原維護(hù)頻率進(jìn)行定期維護(hù)。

13、優(yōu)選的，所述維修方案生成模塊中，方案匹配包括：根據(jù)故障分析模塊的結(jié)果，從專家?guī)熘胁檎移ヅ涞木S修方案，通過相似度算法評估匹配度。

14、優(yōu)選的，所述維修方案優(yōu)化模塊的工作步驟包括：歷史記錄統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)各故障點(diǎn)的歷史故障次數(shù)和類型；多方案評估：對每種故障點(diǎn)提出多個(gè)解決方案，并計(jì)算其可行性feasj，考慮成本pj、維修時(shí)間tj和維修影響ij，則feasj計(jì)算公式為：。

15、其中α、β、γ分別是成本pj、維修時(shí)間tj和維修影響ij的權(quán)重系數(shù)；選擇最優(yōu)方案：選擇feasj最大的方案進(jìn)行實(shí)施。

16、本發(fā)明提供了基于電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的單站端電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：1、該基于電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的單站端電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)，通過集成專家?guī)?、?shí)時(shí)監(jiān)測、智能分析與預(yù)測等功能，顯著提升了電網(wǎng)運(yùn)維的智能化水平；本系統(tǒng)能實(shí)時(shí)更新歷史數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)分析電網(wǎng)故障，快速預(yù)警并顯示故障原因，有效縮短故障響應(yīng)時(shí)間；同時(shí)，故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測與維護(hù)頻率計(jì)算模塊，通過量化評估與顏色標(biāo)記，直觀展示易故障點(diǎn)，優(yōu)化維護(hù)策略，降低運(yùn)維成本；維修方案生成與優(yōu)化模塊，則依托大數(shù)據(jù)分析與專家經(jīng)驗(yàn)，為維修人員提供精準(zhǔn)、高效的維修指導(dǎo)，進(jìn)一步提升維修效率與效果，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

17、2、該基于電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的單站端電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)，通過建立結(jié)構(gòu)化的專家?guī)?，?shí)現(xiàn)了故障知識的高效管理與更新，提升了維修決策的準(zhǔn)確性和效率；電網(wǎng)監(jiān)測單元結(jié)合三維模型，增強(qiáng)了電網(wǎng)狀態(tài)的可視化與實(shí)時(shí)性，便于運(yùn)維人員直觀理解電網(wǎng)狀況；故障分析與預(yù)警模塊采用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法和概率排序方法，提高了故障識別的精度和響應(yīng)速度，減少了誤報(bào)和漏報(bào)；故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測單元通過引入時(shí)間概念，計(jì)算故障率和發(fā)生頻率，并設(shè)定閾值進(jìn)行重點(diǎn)標(biāo)記，有效預(yù)測了潛在的高風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，為預(yù)防性維護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)；這些措施共同提升了電網(wǎng)運(yùn)維的智能化水平，降低了運(yùn)維成本，增強(qiáng)了電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。

18、3、該基于電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的單站端電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)，通過引入維護(hù)頻率計(jì)算模塊和維修方案生成模塊，電網(wǎng)運(yùn)維管理進(jìn)一步精細(xì)化；權(quán)重分配機(jī)制使得維護(hù)決策更加科學(xué)合理，依據(jù)故障率和頻率的綜合評估確定維護(hù)優(yōu)先級；維修方案生成模塊利用專家?guī)旌拖嗨贫人惴?，快速匹配并提供針對性的維修方案，提高了維修效率和準(zhǔn)確性；這些改進(jìn)減少了非必要維護(hù)成本，增強(qiáng)了電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

19、4、該基于電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的單站端電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)，維修方案優(yōu)化模塊通過細(xì)致的歷史記錄統(tǒng)計(jì)，能夠精準(zhǔn)把握設(shè)備故障分布與類型，為后續(xù)決策提供堅(jiān)實(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。其多方案評估機(jī)制，綜合考量成本、時(shí)間及維修影響，利用權(quán)重系數(shù)靈活調(diào)整各因素重要性，確保評估全面且貼近實(shí)際需求。最終，通過選擇feasj最大的方案實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了資源的最優(yōu)配置與利用，有效降低了維修成本，縮短了維修周期，并減少了維修活動對生產(chǎn)運(yùn)營的不利影響，顯著提升了整體維修效率與設(shè)備可靠性。