电力计量数据驱动的电力故障预测方法研究

电力计量数据驱动的电力故障预测方法研究

胡承辉

浙江容大电力工程有限公司   浙江杭州 310000

摘要：随着我国经济的发展和社会的进步，我国终端数据的接入量和采集量逐渐地上升，尤其是电力计量数据的积累呈现高储备的趋势。每天仅电力计量数据的积累就高达上亿，故障问题也随之频繁发生，因此需要有效的电力故障诊断模型从储备的电力计量数据中挖掘潜在的规律，科学准确地预测电力故障问题。电力故障的有效预测也可以帮助企业提高电网的运行效率，节约维护过程中所需的成本。

关键词：电力计量数据驱动；电力故障；预测方法；

引言

伴随着电能计量技术的迅速发展，高压电能计量技术在工作中的应用越来越广泛，其设备的安全性和可靠性也得到了强调，使得高压电能计量系统的故障排除技术成为在提高整个电网安全的同时，必须对高压电能计量系统进行实时监测，并在出现故障时进行快速诊断。

一、故障分析

电力计量数据的获取主要通过电度表、电压互感器、电流互感器，并获取二次侧电流。对于高压电力计量系统故障性质深入分析可知，将故障分为直接可诊断的故障和间接可诊断的故障。直接可诊断的故障即直接通过电力仪表的测量结果，判断是否可以直接发生，并不需要深入的研究潜在的故障特性。间接诊断的故障指电力计量数据长期储存后，通过相应的模型算法可以实现对故障的提前预测，因为电力计量数据是多维度数据的综合，因此可以在主观观测不到的情况下实现提前预测的功能。根据高压电力计量系统的结构，对计量回路的多个参数进行检测和电力实时监测样本的采集。将历史数据和实时监测的数据输入神经网络预测模型中，实现对监测情况的提前预测，对故障问题进行处理和分析。

二、电力计量装置故障诊断方法

大多数国家更经常地诊断功耗分析:信号诊断、数据建模技术和基于个人经验的诊断。如今，诊断通常依赖于手动干预、智能和自动化，从而导致大量工作和较低的工作效率。随着技术的不断发展，智能在用于能源计量设备故障诊断时变得更好。但是，在收集电力数据方面，测量仪器容易出现各种故障，而收集的数据量却在不断增加。传统数据库无法快速分析出现的错误，导致整体效率低下，无法满足当前用户的服务需求。在执行故障诊断时，大多数情况下会根据个人经验对员工进行分析，并将现场实际情况结合起来进行故障诊断。该模型虽然适用于有效的故障排除，但成本相对较高，效率较低。与大数据相关的是，开发了新的诊断技术来高效地解决这些问题，更快地发现故障原因，提高工作效率，并为电网客户提供更好的服务。

三、电力计量装置故障的在线监测

动态电源监控设备是基于分布式系统实现的。要动态监控PDU，必须首先确定配电装置存储的数据。但是，由于此数据对于整个配电装置的正常运行至关重要，因此数据非常广泛，在异常情况下，可能会直接导致即时电表无法正常工作。因此，配电装置动态监控数据对整个监控过程至关重要。然后监视数据访问。使用实际的电源测量设备时，内部数据通常是通过流式数据访问的，如果检测过程中发现无法通过流式数据访问数据，则可能会出现问题。重新监控功耗的主要目的是确定它是否能够处理相对较大的文件，常规电源测量设备是否能够处理100 GB甚至TB的文件，以及是否能够正确地评估内部数据，如果无法处理这些数据，这种情况就证明是错误的。最后，必须监测数据是否可以重新平衡，能量测量使用预设阈值将监测点移动到另一个数据点并确定故障。

四、基于小波分析的故障诊断

高压领先电压测量系统出现故障时，信号中的某些频率可能会降低，但也可能导致特定频率的增加。故障信号也出现在每个频率信号中，在系统故障上给出了更换信号。基于小波算法，噪声信号在噪声后爆炸，通过不同的小波算法比较，以软阈值小波作为变换波更有效。将干扰信号分解为高频和低频分量，特征是高频矢量，显然会导致采样点发生意想不到的变化。为此，利用小波分析，可以轻松地识别高电压测量系统的某些故障类型。

五、电力计量装置故障智能化诊断知识库的建立

为了有效提高电能计量装置故障智能诊断的实现质量，首先需要构建基于海量数据技术的知识库，并将各种可能的故障诊断纳入知识库，以便动态监控电能计量装置的运行情况在大数据技术环境中，智能故障诊断知识库还必须具有动态特性，保持智能故障诊断知识库中的数据信息的动态删除、修改、替换和查询。通常，智能故障排除知识库还应包括两个方面:一个是不寻常的特征模型，另一个是专家规则库，以优化对不同类型问题的处理。对于异常特征模型，可以创建一个模块并对其进行编辑或删除，而专家规则库允许导入和导出特定错误模块数据以及同步这两者。建立知识库后，对知识库中的数据信息进行纵向比较，使用逻辑规则，分析电源测量装置中的异常信息，诊断该装置中的故障类型。

六、电力计量电压异常检测

对于普通电气系统，电气测量装置电压检测异常结果的指标主要有:电压/电流三相、电压不平衡三相、电压突变量三相、断路器位置等。对于电压异常检测，有必要深入地显示整体电压异常原理，因为当测量装置处于异常状态时，其工作环境和状态可能会发生变化，因此电压可能会显示不同于正常状态的数据，通常会出现这种情况 电压变化主要表现在以下条件下:测量电压发生变化，测量电压长期处于异常水平，测量电压未注明，三相测量电压处于不平衡状态。 充分掌握电压变化原理和特点，制定有针对性的计划，实现电压异常的有效检测。

七、多样化故障预警技术

多样化的故障消息技术需要多种故障诊断模型，以最大限度地减少功耗显示错误率。如果电源仪表出现故障，中断正常运行，系统应及时启动报警机制，提请注意电源仪表的状态，并将相应的报警信息发送到主系统。此外，不同的错误消息技术具有不同的模式，例如语言转换、警报和SMS，可用于准确分析各种类型的错误。例如，语言转换技术可让您将错误警示资讯分类到不同的领域，并转送至不同的领域，以便根据语言和语言类型来分类错误警示资讯。

结束语

大数据电能计量装置故障智能诊断技术首先是构建电能计量装置故障智能诊断知识库，合理利用异常特征模型和专家规则库，利用分布式系统进行在线监测 并将结果与知识库中的相关标准进行比较，实现智能故障诊断，同时能够动态监控测量装置。 在已建立的预警系统中，故障信息发送给技术人员，使技术人员能够及时处理故障。电源测量装置的智能故障诊断技术通过监控和诊断电源运行状况，并在出现故障时自动报警，提高了电源运行的效率和准确性。

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