本發(fā)明屬于配電故障監(jiān)測，具體的說是一種基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著電力需求的日益增長和電網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，配電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的末端，其運行狀態(tài)是否穩(wěn)定直接影響到用戶的電力需求。然而，由于多種原因，配電系統(tǒng)時常會發(fā)生故障，如開關(guān)設(shè)備故障、配電線路短路或接地故障、越級跳閘事件等。

2、目前，傳統(tǒng)的配電故障定位方法往往依賴于人工巡檢，存在故障定位時間較長、事故處理效率不高的問題，嚴(yán)重影響用戶的用電體驗。現(xiàn)有的監(jiān)測和定位裝置在對配電線路的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控時，往往存在一定的滯后性，難以做到實時監(jiān)測，并且在面對線路的瞬時故障以及特征相對不明顯的高阻抗故障時，也難以進(jìn)行有效的檢測和準(zhǔn)確的診斷。

3、因此，開發(fā)一種高效、智能的配電故障監(jiān)測方法，對于提高配電系統(tǒng)的運行效率和安全性具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對以上問題，本發(fā)明提供了一種基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測方法和系統(tǒng)，該方法主要利用配電網(wǎng)中的邊緣節(jié)點對終端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理和分析，通過ls-svm算法實現(xiàn)對配電系統(tǒng)的故障進(jìn)行監(jiān)測。主要包括邊緣節(jié)點采集配電系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)皆贫耍胠s-svm算法對標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，構(gòu)建ls-svm故障預(yù)測模型,將訓(xùn)練好的模型部署到云端，獲取實時采集的數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行配電系統(tǒng)故障監(jiān)測，并能及時向用戶或運檢人員發(fā)出告警，可以高效實現(xiàn)故障的處理。本發(fā)明可以快速準(zhǔn)確的識別配電故障并能準(zhǔn)確定位故障，提高了電網(wǎng)的智能化水平和運行效率，減少了人工巡檢和維護(hù)的成本，對配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。

2、本發(fā)明技術(shù)方案如下，一種基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測方法，包括以下步驟：

3、s1在配電系統(tǒng)的邊緣節(jié)點安裝傳感器，實時采集電壓、電流、功率因數(shù)、溫度等參數(shù)數(shù)據(jù)，并將所述采集數(shù)據(jù)上傳至云端；

4、s2傳感器采集的數(shù)據(jù)可以通過無線方式傳輸?shù)皆贫说臄?shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫具有存儲功能，將所采集數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中；

5、s3從所述的存儲數(shù)據(jù)中篩選出配電系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)以及配電系統(tǒng)正常運行的數(shù)據(jù)，并將其中的參數(shù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化的形式，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)簽化處理；

6、s4：將標(biāo)記好的數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練集和測試集，用以ls-svm模型的訓(xùn)練，ls-svm配電故障監(jiān)測模型為如下的分類輸出函數(shù)：其中,h(x)為監(jiān)測得到的第x個監(jiān)測值；a=[a1,a2,...an]t為lagrange乘子；k(xi,x)為核函數(shù)；n為樣本中訓(xùn)練集的樣本個數(shù)；b為偏置向量；

7、s5將ls-svm配電故障診斷模型部署到云端，接收傳輸?shù)皆贫说倪吘壒?jié)點信息數(shù)據(jù)，進(jìn)而實現(xiàn)故障的實時監(jiān)測。

8、進(jìn)一步的，步驟s3中，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化的形式具體為，通過公式：

9、對數(shù)據(jù)進(jìn)行z-score標(biāo)準(zhǔn)化處理，其中x*為標(biāo)準(zhǔn)化處理后數(shù)據(jù)，x為標(biāo)準(zhǔn)化處理前的數(shù)據(jù)，u為這一類樣本的均值，為樣本的標(biāo)準(zhǔn)差。

10、進(jìn)一步的，步驟s3中，標(biāo)簽化處理具體為，將數(shù)據(jù)按照其所屬的類別進(jìn)行標(biāo)記，正常運行數(shù)據(jù)標(biāo)記為0，故障數(shù)據(jù)標(biāo)記為1。

11、進(jìn)一步的，步驟s4中，模型的訓(xùn)練具體為，將數(shù)據(jù)樣本帶入到模型中，生成訓(xùn)練集：，xi為輸入向量，yi為數(shù)據(jù)的標(biāo)記值，通過映射函數(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，投射到獲得更高位的數(shù)據(jù)集，構(gòu)造ls-svm模型的決策函數(shù)：

12、其中，和b是ls-svm模型的回歸參數(shù)，代表權(quán)值向量，b代表偏置向量。

13、進(jìn)一步的，ls-svm模型在約束條件中加入松弛變量ei后得到其函數(shù)：

14、

15、其中，為懲罰因子，ei為誤差，將lagrange乘子帶入得到：

16、其中，a=[a1,a2,...,an]t為lagrange乘子。

17、進(jìn)一步的，最優(yōu)的b和a可通過kkt條件獲得，{

18、消去變量和ei，優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為求解線性方程組：其中，y=[y1,y2,...yn]t，1=[1,1,...,1]t，e為單位矩陣，k(xi,x)為核函數(shù)，記，方程組的解為則ls-svm預(yù)測模型為：

19、得到ls-svm模型的分類輸出函數(shù)為：。

20、一種基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測系統(tǒng)，包括以下四個模塊：

21、數(shù)據(jù)采集模塊：通過安裝在配電設(shè)備上的傳感器，實時采集配電設(shè)備的各項運行數(shù)據(jù)，包括電流、電壓、溫度、功率因數(shù)；

22、數(shù)據(jù)處理模塊：對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，以提高數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性和效率；

23、故障診斷模塊：利用ls-svm算法對處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，監(jiān)測配電系統(tǒng)存在的故障，自動向系統(tǒng)管理員發(fā)送預(yù)警信息，包括故障時間、故障位置；

24、用戶界面模塊：提供友好的用戶界面，方便系統(tǒng)管理員查看設(shè)備運行狀態(tài)、接收預(yù)警信息、查看故障定位。

25、本發(fā)明的有益效果為：

26、本發(fā)明通過ls-svm算法構(gòu)建系統(tǒng)模型對配電故障進(jìn)行監(jiān)測，解決了配網(wǎng)系統(tǒng)故障定位時間較長、事故處理效率不高、無法及時監(jiān)測的問題，提高了故障監(jiān)測的實時性和故障定位的精確性，提高了配電故障的解決效率。

27、本發(fā)明的基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測方法極大減少了配網(wǎng)故障的影響，提高了配網(wǎng)故障解決效率，有效地減少了配網(wǎng)故障導(dǎo)致的停電時長，保證配電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

技術(shù)特征：

1.一種基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測方法，其特征在于，步驟s3中，轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化的形式具體為，通過公式：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測方法，其特征在于，步驟s3中，標(biāo)簽化處理具體為，將數(shù)據(jù)按照其所屬的類別進(jìn)行標(biāo)記，正常運行數(shù)據(jù)標(biāo)記為0，故障數(shù)據(jù)標(biāo)記為1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測方法，其特征在于，步驟s4中，模型的訓(xùn)練具體為，將數(shù)據(jù)樣本帶入到模型中，生成訓(xùn)練集：，xi為輸入向量，yi為數(shù)據(jù)的標(biāo)記值，通過映射函數(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，投射到獲得更高位的數(shù)據(jù)集，構(gòu)造ls-svm模型的決策函數(shù)：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測方法，其特征在于，ls-svm模型在約束條件中加入松弛變量ei后得到其函數(shù)：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測方法，其特征在于，最優(yōu)的b和a可通過kkt條件獲得，{

7.一種基于邊緣節(jié)點信息的ls-svm配電故障監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括以下四個模塊：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于邊緣節(jié)點信息的LS?SVM配電故障監(jiān)測方法和系統(tǒng)，屬于配電故障監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。該方法主要利用配電網(wǎng)中的邊緣節(jié)點對終端設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時處理和分析，通過LS?SVM算法實現(xiàn)對配電系統(tǒng)的故障進(jìn)行監(jiān)測。主要包括邊緣節(jié)點采集配電系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)皆贫?，利用LS?SVM算法對標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，構(gòu)建LS?SVM故障預(yù)測模型,將訓(xùn)練好的模型部署到云端，獲取實時采集的數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行配電系統(tǒng)故障監(jiān)測，并能及時向用戶或運檢人員發(fā)出告警，可以高效實現(xiàn)故障的處理。本發(fā)明可以快速準(zhǔn)確的識別配電故障并能準(zhǔn)確定位故障，提高了電網(wǎng)的智能化水平和運行效率，減少了人工巡檢和維護(hù)的成本，對配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。

技術(shù)研發(fā)人員：冀爽,張明,王磊,陶亮,蔡一鳴,國賓,房崇峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)吉林省電力有限公司四平供電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6