本發(fā)明涉及行波故障定位，具體是一種具有自適應(yīng)能力的行波故障定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，電力能源結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性不斷提高，對(duì)電網(wǎng)中故障檢測(cè)與定位，是保障生產(chǎn)生活平穩(wěn)運(yùn)行的重要基礎(chǔ)。

2、而現(xiàn)有的行波故障定位技術(shù)中，在電力線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中，由于各節(jié)點(diǎn)的連接支路、線路間的實(shí)際物理結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)電網(wǎng)的長(zhǎng)距離線路，其物理結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，傳統(tǒng)的單端行波定位和雙端行波定位在使用時(shí)缺乏對(duì)實(shí)際線路物理特征的考量，無(wú)法避免地出現(xiàn)精度缺失導(dǎo)致定位模糊的問(wèn)題。

3、因此，需要一種具有自適應(yīng)能力的行波故障定位方法及系統(tǒng)解決上述技術(shù)缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種具有自適應(yīng)能力的行波故障定位方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中提出的的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種具有自適應(yīng)能力的行波故障定位方法，包括以下分析步驟：

4、步驟s100：根據(jù)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)將電力線路中各部件分割為不同維修節(jié)點(diǎn)，采集各節(jié)點(diǎn)歷史維修數(shù)據(jù)，計(jì)算各維修節(jié)點(diǎn)維修系數(shù)；

5、步驟s200：分析各多鄰接維修節(jié)點(diǎn)行波傳播時(shí)間，采集電網(wǎng)中故障行波信號(hào)，分析當(dāng)前故障行波在各維修節(jié)點(diǎn)傳遞的路徑合理性，對(duì)電力線路進(jìn)行行波傳遞最短路徑分析；

6、步驟s300：檢測(cè)采集故障行波信號(hào)到達(dá)不同傳感器的時(shí)間差，對(duì)各維修節(jié)點(diǎn)進(jìn)行巡檢判斷，篩選所有的巡檢節(jié)點(diǎn)；

7、步驟s400：計(jì)算分析各巡檢節(jié)點(diǎn)的故障置信度，確定各巡檢節(jié)點(diǎn)的巡檢優(yōu)先級(jí)，向維修人員進(jìn)行依次進(jìn)行巡檢節(jié)點(diǎn)信息反饋。

8、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s100中包括以下分析步驟：

9、步驟s101：獲取電網(wǎng)結(jié)構(gòu)信息，將電網(wǎng)劃分為電力線路和電力設(shè)備；其中電力線路指電力中用于連接各電力設(shè)備的電線通路；

10、步驟s102：遍歷分析電力中各段電力線路硬件特征，在任一段電力線路中，當(dāng)硬件特征發(fā)生變化時(shí)，將變化點(diǎn)兩端的電力線路分別設(shè)置為不同的維修節(jié)點(diǎn)；其中，電力線路的硬件特征指電力線路的物理參數(shù)和電氣特性；

11、步驟s103：將各電力設(shè)備劃分為不同的維修節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)電力線路結(jié)構(gòu)連接各維修節(jié)點(diǎn)；將電網(wǎng)線路進(jìn)行精確劃分，并劃分為不同的維修節(jié)點(diǎn)，在節(jié)點(diǎn)連接支路更多、線路間的實(shí)際物理結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的現(xiàn)代化電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，能夠?qū)ο到y(tǒng)線路進(jìn)行更為精確的分析，進(jìn)而保障最終定位的精確性；

12、步驟s104：采集各維修節(jié)點(diǎn)歷史維修數(shù)據(jù)，對(duì)于任一維修節(jié)點(diǎn)n，計(jì)算分析維修節(jié)點(diǎn)n的維修系數(shù)，根據(jù)公式：

13、；

14、其中，為維修節(jié)點(diǎn)n的維修系數(shù),為自然對(duì)數(shù)e的指數(shù)函數(shù)，為維修節(jié)點(diǎn)n的磨損維修系數(shù)，為維修節(jié)點(diǎn)n距前一次維修時(shí)間點(diǎn)的使用時(shí)間，為維修節(jié)點(diǎn)n維修優(yōu)化系數(shù)，n為維修節(jié)點(diǎn)n的維修次數(shù)，為前一次維修時(shí)間點(diǎn)前的無(wú)故障使用時(shí)間，為常參數(shù)，用于確保計(jì)算公式分母取值不為0；通過(guò)計(jì)算各維修節(jié)點(diǎn)的歷史維修數(shù)據(jù)，分析預(yù)測(cè)各維修節(jié)點(diǎn)在出現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)故障時(shí)需要進(jìn)行維修的可能性，提高了定位結(jié)果的可解釋性。

15、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s200包括以下分析步驟：

16、s201：測(cè)量電網(wǎng)中各非單鄰接維修節(jié)點(diǎn)行波傳遞時(shí)間；對(duì)于雙鄰接維修節(jié)點(diǎn)，采集行波由一端傳遞到另一端所需時(shí)間；對(duì)于多鄰接維修節(jié)點(diǎn)，分別采集維修節(jié)點(diǎn)各端子間行波傳遞時(shí)間；

17、s202：分析當(dāng)前故障行波是否能夠在各維修節(jié)點(diǎn)端子間傳遞，對(duì)于任一維修節(jié)點(diǎn)的一組端子x和y，若當(dāng)前故障行波無(wú)法在端子x至y方向傳遞，則在進(jìn)行行波傳遞最短路徑分析時(shí)，去除包含端子x至y方向傳遞的所有路徑；若當(dāng)前故障行波能夠在端子x至y方向傳遞，對(duì)行波傳遞路徑不作調(diào)整；對(duì)行波信號(hào)進(jìn)行傳遞路徑分析判斷，確保行波傳遞最短路徑分析結(jié)果的合理性，確保后續(xù)巡檢節(jié)點(diǎn)篩選結(jié)果的合理性；

18、s203：對(duì)于任意維修節(jié)點(diǎn)a和b，分析維修節(jié)點(diǎn)a和b間行波傳遞最短路徑；篩選a和b之間所有行波傳遞線路，計(jì)算各線路中各維修節(jié)點(diǎn)所使用的行波傳遞時(shí)間之和，并將行波傳遞時(shí)間最短的線路及用時(shí)作為維修節(jié)點(diǎn)a和b之間的行波傳遞最短路徑。

19、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s300包括以下分析步驟：

20、步驟s301：在電網(wǎng)中設(shè)置行波檢測(cè)傳感器，當(dāng)檢測(cè)到異常行波時(shí)，采集各傳感器采集到的行波前沿時(shí)間數(shù)據(jù)；

21、步驟s302：任意選取兩個(gè)檢測(cè)到故障行波的傳感器構(gòu)成行波檢測(cè)傳感器組合，計(jì)算兩傳感器檢測(cè)到的行波前沿時(shí)間差，構(gòu)建行波傳遞時(shí)間窗口；其中，為兩傳感器檢測(cè)到的當(dāng)前故障行波前沿時(shí)間差，為兩傳感器間時(shí)間同步誤差；充分考慮實(shí)際應(yīng)用中行波檢測(cè)傳感器間時(shí)間同步的誤差，確保在進(jìn)行故障定位時(shí)對(duì)行波信號(hào)分析計(jì)算的精確性與合理性，盡可能地規(guī)避計(jì)算分析時(shí)的誤差，進(jìn)一步提高算法實(shí)際應(yīng)用的精確性；

22、步驟s303：對(duì)于任一維修節(jié)點(diǎn)，若由該節(jié)點(diǎn)通過(guò)行波傳遞最短路徑進(jìn)行行波傳遞至兩傳感器所用時(shí)間差處于行波傳遞時(shí)間窗口內(nèi)，則判定該節(jié)點(diǎn)為當(dāng)前傳感器組合標(biāo)記節(jié)點(diǎn)；

23、步驟s304：遍歷所有檢測(cè)到故障行波的行波檢測(cè)傳感器組合，篩選出各組傳感器組合包含的所有標(biāo)記節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前故障行波巡檢節(jié)點(diǎn)。

24、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述步驟s400中包括以下分析步驟：

25、計(jì)算分析電網(wǎng)各巡檢節(jié)點(diǎn)的故障置信度，對(duì)于任一巡檢節(jié)點(diǎn)m，根據(jù)公式：

26、；

27、其中，為巡檢節(jié)點(diǎn)m的故障置信度，為巡檢節(jié)點(diǎn)m的維修系數(shù)，i為檢測(cè)到當(dāng)前故障行波的傳感器組合編號(hào)，為檢測(cè)到當(dāng)前故障行波的傳感器組合數(shù)量，為從巡檢節(jié)點(diǎn)m至傳感器組合i中兩傳感器行波傳遞最短路徑所用時(shí)間差，為傳感器組合i中兩傳感器檢測(cè)到的當(dāng)前故障行波前沿時(shí)間差，為傳感器組合i中兩傳感器間時(shí)間同步誤差，為傳感器組合i的對(duì)巡檢節(jié)點(diǎn)m的標(biāo)記標(biāo)識(shí)；其中，若巡檢節(jié)點(diǎn)m屬于傳感器組合i的標(biāo)記節(jié)點(diǎn)，則；若巡檢節(jié)點(diǎn)m不屬于傳感器組合i的標(biāo)記節(jié)點(diǎn)，則；綜合各節(jié)點(diǎn)的維修系數(shù)計(jì)算各巡檢節(jié)點(diǎn)的故障置信度，充分分析在出現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)故障時(shí)各巡檢節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障的可能性，在確定了可能發(fā)生故障的巡檢節(jié)點(diǎn)范圍時(shí)，進(jìn)一步對(duì)巡檢節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序分析，提高了算法精確性和故障處理的響應(yīng)速度，最大限度規(guī)避電力系統(tǒng)故障對(duì)生產(chǎn)生活造成的干擾；

28、將所有巡檢節(jié)點(diǎn)根據(jù)故障置信度從大到小進(jìn)行排序，若兩巡檢節(jié)點(diǎn)故障置信度數(shù)值相等，則根據(jù)維修系數(shù)從大到小進(jìn)行次級(jí)排序，并將最終排序次序作為各巡檢節(jié)點(diǎn)巡檢優(yōu)先級(jí)；其中，次序靠前的巡檢節(jié)點(diǎn)巡檢優(yōu)先級(jí)高于次序靠后的巡檢節(jié)點(diǎn)；

29、依次向巡檢人員發(fā)送巡檢節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)和巡檢節(jié)點(diǎn)實(shí)際地理方位，并發(fā)送故障核驗(yàn)巡檢反饋。

30、應(yīng)用上述技術(shù)方案中所述的一種具有自適應(yīng)能力的行波故障定位方法的一種具有自適應(yīng)能力的行波故障定位系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：故障行波檢測(cè)模塊、行波路徑分析模塊、巡檢節(jié)點(diǎn)篩選模塊；

31、所述故障行波檢測(cè)模塊用于檢測(cè)電網(wǎng)中出現(xiàn)的異常故障行波信號(hào)，并采集各傳感器檢測(cè)到的行波前沿時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算各傳感器獲取的行波前沿時(shí)間差；所述行波路徑分析模塊用于將電網(wǎng)劃分為維修節(jié)點(diǎn)，計(jì)算各維修節(jié)點(diǎn)維修系數(shù)，還用于測(cè)量各維修節(jié)點(diǎn)端子間行波傳遞所用時(shí)間，分析行波傳遞最短路徑；所述巡檢節(jié)點(diǎn)篩選模塊根據(jù)各傳感器組合獲取的行波前沿時(shí)間差篩選巡檢節(jié)點(diǎn)，計(jì)算各巡檢節(jié)點(diǎn)的故障置信度，分配巡檢優(yōu)先級(jí)，向維修人員進(jìn)行依次進(jìn)行巡檢節(jié)點(diǎn)信息反饋。

32、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述故障行波檢測(cè)模塊包括：故障行波識(shí)別單元、行波檢測(cè)傳感器、時(shí)鐘同步單元、行波前沿時(shí)間差計(jì)算單元；

33、所述故障行波識(shí)別單元用于識(shí)別電網(wǎng)中出現(xiàn)的異常行波信號(hào)并判斷是否屬于故障行波；所述時(shí)鐘同步單元對(duì)各行波檢測(cè)傳感器檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步；所述行波前沿時(shí)間差計(jì)算單元用于計(jì)算各行波檢測(cè)傳感器檢測(cè)到的故障行波前沿時(shí)間差。

34、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述行波路徑分析模塊包括：維修節(jié)點(diǎn)劃分單元、維修系數(shù)計(jì)算單元、行波傳遞合理性分析單元、行波傳遞最短路徑分析單元；

35、所述維修節(jié)點(diǎn)劃分單元用于將電網(wǎng)中的電力線路和電力設(shè)備劃分為維修節(jié)點(diǎn)；所述維修系數(shù)計(jì)算單元用于計(jì)算各維修節(jié)點(diǎn)的維修系數(shù)；所述行波傳遞合理性分析單元用于驗(yàn)證故障行波是夠能夠在各維修節(jié)點(diǎn)端子間傳遞；所述行波傳遞最短路徑分析單元用于分析故障行波在各維修節(jié)點(diǎn)間傳遞用時(shí)最短的路徑，以確定行波檢測(cè)傳感器所檢測(cè)到第一次的行波信號(hào)路徑。

36、根據(jù)上述技術(shù)方案，所述巡檢節(jié)點(diǎn)篩選模塊包括：時(shí)間窗口構(gòu)建單元、巡檢節(jié)點(diǎn)篩選單元、故障置信度計(jì)算單元、巡檢節(jié)點(diǎn)反饋單元；

37、所述時(shí)間窗口構(gòu)建單元用于根據(jù)傳感器組合檢測(cè)到的行波前沿時(shí)間差，構(gòu)建行波傳遞時(shí)間窗口；所述巡檢節(jié)點(diǎn)篩選單元用于根據(jù)所述行波傳遞時(shí)間窗口對(duì)各維修節(jié)點(diǎn)進(jìn)行巡檢判斷，篩選所有的巡檢節(jié)點(diǎn)；所述故障置信度計(jì)算單元用于計(jì)算各巡檢節(jié)點(diǎn)的故障置信度數(shù)值；所述巡檢節(jié)點(diǎn)反饋單元用于分配各巡檢節(jié)點(diǎn)巡檢優(yōu)先級(jí)并向巡檢人員依次進(jìn)行巡檢節(jié)點(diǎn)信息反饋。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

39、本發(fā)明中，通過(guò)維修節(jié)點(diǎn)劃分，將多節(jié)點(diǎn)、多支路電力線路分割為維修節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)復(fù)雜的現(xiàn)代化電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更為精確的分析，保障最終故障定位的精確性；其次，通過(guò)分析維修節(jié)點(diǎn)的額歷史維修數(shù)據(jù)，充分考量各維修節(jié)點(diǎn)的使用老化等物理參數(shù)狀態(tài)，為后續(xù)定位分析提供了數(shù)據(jù)支持，增強(qiáng)巡檢定位結(jié)果的可解釋性；此外，在進(jìn)行巡檢節(jié)點(diǎn)篩選時(shí)，考慮實(shí)際情境下傳感器的時(shí)間同步誤差，通過(guò)構(gòu)架時(shí)間窗口篩選可能出現(xiàn)故障的巡檢節(jié)點(diǎn)，進(jìn)一步分析各巡檢節(jié)點(diǎn)的故障置信度進(jìn)行優(yōu)先級(jí)分配，充分考慮實(shí)際情境下各巡檢節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)故障的可能性，提高了算法精確性和故障處理的響應(yīng)速度，最大限度規(guī)避電力系統(tǒng)故障對(duì)生產(chǎn)生活造成的干擾。