电力信息通信故障智能诊断方法研究

电力信息通信故障智能诊断方法研究

张,宁

国网黑龙江省电力有限公司拜泉县供电分公司，黑龙江 齐齐哈尔 164700

摘要：电力信息通信系统运转中出现的组件类目复杂、数据拓扑结构多样的问题，考虑引起故障预警的原因具有各式各样的特征，提出一种电力信息通信故障智能诊断方法，利用建立故障诊断知识库和小波转换解析行波信息获取诊断输出。实验论证可知，利用电力信息通信故障智能诊断方法进行故障诊断的准确率更高。

关键词：电力信息；通信故障；智能诊断

       1电网通信网络故障的常见问题

       1.1通信网络系统稳定性差

       首先是我国每个区域经济发展和电力建设步伐不一致，全国各个地区不能保证每个地区都能普及基础电网设施的要求和目标，如一旦出现故障，就会影响或者暂停到整个通信网络系统的运行，甚至是系统瘫痪的现象。其次，自然环境因素也会影响通信网络系统的稳定性，如长时间的强降雨、降雪、洪水及冰雹等自然灾害在不断地损害着电力的通信网络系统。有时甚至是会给当地的通信网络系统带来严重破坏，影响到通信网络系统运行的安全性和稳定性。此外，许多电力基础设施无法定期维修和养护，线路会发生老化、破损等现象也会直接影响着通信网络系统的整体运行和稳定。

       1.2通信网络系统传输质量低

       当前，我国的电力通信网络系统的结构中，采取的网线屏蔽功能较低，一般通信网络系统中使用的网络线路是单股铜线，线路较细长，难以承担通信网络系统的传输要求，其在运行使用过程中易发生线路断裂的现象，且SDH节点较多，严重影响了通信网络传输的稳定性、高效性。同时，网络屏蔽层也会存在质量问题，会进一步造成通信网络系统传输质量的降低，及影响传输的安全性和稳定性。另外，通信网络系统传输质量较低的原因还由某些具体的通信设备所引起，如通信芯片、主控或电路板的损坏，管理设备系统软件、监测装置等的故障等，这些设备故障都会实时影响通信网络系统的传输质量和正常运行。

       1.3通信网络系统结构建设不合理

       一方面，由于我国电力通信网络建设线路分布较广、较多，以前传统的通信网路系统结构没有升级更新，导致现行我国电力通信网络系统结构更加复杂多变，难以进一步合理规划和有效管理，严重制约了通信网络系统的发展前景；另一方面，随着该各地区电力基础设施的建设，原有的SDH网络建设不断被加入到新增的通信网络设备节点，这样就会造成现有SDH环网设计不合理、不均衡，进而影响到通信网络传输的效果大大降低，使得信号的传输延时或失效，难以达到通信传输的目标。因此，现有的通信网络系统没有建立完善且可靠的通信管理体制，缺乏有效的通信网络质量构建体系和检测方法，这进而影响着当前通信网络系统运行的安全性和高效性。

       2电力信息通信故障智能诊断方法

       2.1建立故障诊断知识库

       当大量电气仪器发生通信故障时，检测到的振动频率与电力信息并不是一直都能直接当做故障诊断解析的解决信息，而是以适当的调频信号形式存在于电力信息通信通道。因此，需要利用某种转换手段初始化处理检测信号，获取到能用来解析决定的故障一般特征，从而保证仪器的故障位置和故障发生种类。处理过程必须保证通信故障的原始信息的标准性和精准性，因为智能信息电力系统发生的故障预警信息并不能明确保障其信息被百分百获取，且在线检测也不一定百分百监测出电力信息通信故障的位置并发出有关的预警信息。预警信号通常情况下是不可完全匹配的，造成其信息匹配程度较低。正向处理是根据已知条件推理一般性结果，从一组已知情况出发，应用一定处理原则证明已知事实或命题的成立。反向处理则是根据已知事实或命题，使用一组原则证明发生事实或命题的成立。换言之，即提出假设条件，再逐一检验假设的成立。

       2.2通过小波转换解析行波信息

       小波转换是一种崭新的频波解析工具，能够解析指定宽频与时段内发射的通信信号成分。现实生活中的四相电线之间存在一定范围的电力磁场耦合，不能直接利用四相电路电流，需先通过相模转换进行解耦模拟的初始化，得到四相独立式的电路电流行波信息量。由于采取的是一种信息量解析，可能会造成某些故障的发生和诊断无法进行短时间的行波解析，导致其保护在一定条件下失灵，而这在高压电网电力运转系统中是不被允许的。为最大限度地提升通信故障诊断的灵敏度，需适当采取组合信息处理手段。电路电流组建信息套路是对初始电流、电压行波进行小波转换，程序基本如下：通过CLAOK转换和信息量采集法得到要求的初始电流、电压行波；对初始化的信息量进行逐一小波解析，得到不同时段内的小波解析系数；基于小波转换最大值的相关理论，监测到初始化信息最大值到达峰值的时间；筛选合适的小波解析系数信息名称，联合参与到运算环节。假设电力运转系统有N个子系统，根据电力运转系统各子系统中电力节点的装置设立相应的小行波监测信息，获得子系统中电压与联系支流的电流信息。利用相模转换与小行波的解析，得到子系统电力节点初始化电流的小行波信息，并传输给集中式范围小行波保护决定中心集合地点。搜集到子系统的传输信息后，决定中心集合地点对各个子系统电力设备监测到的电路初始电流小行波信息储量空间大小进行有序排列，其中信息含量最大的子系统距离故障发生地点最近，可判断该子系统就是故障发生位置。

       2.3诊断输出

       为实现故障诊断的要求，行之有效地解决问题，需要对系统运转环境、描述对象以及具有相同信息数据的映射结构加上限制条件。数据信息的采集主要是采集和干预感应器中原始数据的相关信息，生成供数据解析系统进行解析的新数据。数据解析系统主要负责信息采集环节中初始化处理的数据，提取到故障发生信息的特征，并给出适当的处理路径。故障发生的历史数据库中记载、储存的诸多相关仪器运转情况、故障信息及处理手段等一系列数据，可为故障诊断的及时解决提供参照；处理决策中心是按照分析解决的处理过程，对仪器运转情况做出相应的处理。一方面，驱动远程终端仪器RTU、即时反馈线路远程终端TFTU和转压器远程终端CTTU把配电网设备的运转数据通过通信轨道上传到SCDA的子系统，再存入SCDA的备用数据库内部。另一方面，智能电力信息设备的在线检测系统会把电气仪器监测出的反馈数据的运转状态变化，经过数据模拟处理后传输到即时数据储存库。电力信息通信故障智能诊断从即时数据储存库中获得有效数据，判定仪器变化信息是否异常，同时探寻出与异常变量有关的位置和仪器变量数据。利用智能故障诊断方法可有效诊断电力通信故障的种类和发生位置，并作为初步诊断结果传输到调适中心的故障智能诊断库中。

       3实验论证分析

       为保证电力信息通信故障智能诊断方法的有效性，采用相同电力系统中具备相同通信故障的电力信息通道进行论证实验。为保证实验的严谨性，采用传统诊断方法进行论证对比，统计诊断时间和准确率。本文设计的诊断方法最大限度地保持了诊断的稳定性，且故障诊断准确率近乎100%，相较于传统诊断方法，提高显著。

    结束语

随着科学技术的不断进步，现代通信网络技术在智能电网建设中起着决定性的作用。因此，我国必须加强电网通信的发展，以保证智能电网的卓越创新，促进我国电力系统的崛起。本文对智能电网中的电力信息通信网络进行了深入的研究。实践证明，电力信息通信网络的发展促进了智能电网的发展，值得电力系统的应用和推广。
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