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

程思远

内蒙古电力（集团）有限责任公司     内蒙古    锡林郭勒盟    027300

摘要：随着社会的进步，人们生活水平不断提高，电力需求不断增加。随着电力用户的不断增加，相应的计量运行负荷也在增加，而计量运维人员并没有相应数量的补充。而且管理的计量设备数量越多，就越容易出现管理维护及巡视不到位的情况。当计量设备出现故障时，如果没有及时发现并处理，除了影响线损指标外，还可能直接导致少计、漏计电量，故障时间过长的电量追补工作的难度也将成倍增大。因此，设计实现智能化电力计量运维数据中台，旨在提醒计量运维人员，并作出初步筛选或者直接定位故障点，以提高故障排查和处理的效率。

关键词：电力计量；数据驱动；电力故障；预测方法；研究

引言

电能计量装置故障诊断作为日常管理的一项重要工作，电能计量穿梭于电力生产、输送、使用等各个环节，保证了电能计量的准确性。电能计量在建立公平、公正、有序的电力营销市场方面也起到至关重要的作用。随着电力系统中电能计量装置越来越多样化，不断增加的数据信息也给电力系统带来更大的压力，装置故障频繁出现，每一个环节都会受到或多或少的影响。因此，应定期对电网电能计量装置进行误差分析，对其运行状况进行评价。电能市场对计量装置故障诊断的需求非常迫切，为此一些学者开展了相关研究。

1电能计量装置数据处理

1.1电能计量装置信息采样

对于电能计量装置中的数据采样是采用信息聚类的方法，在聚类过程中，可以提前预知信息的走向，便于后续的故障数据分析。当信息全部聚集在同一位置时，会根据特定的方式进行重组，形成一个固定的传输模式，假设增加一个新的信息ａ，就会立即根据信息的特异性建立一个新的连接方式，随着信息的不断增加，信息ａ在移动过程中就会出现以下几种状态：（１）ａ的状态异常，周围没有与其相配对的相邻信息，没有起到核心的作用，由此可以将其称为异常数据；（２）与相邻信息组成一个新的聚类，该信息具有核心点，且与其他信息无关，自行形成一个聚类；（３）与现有信息融合，当信息的核心点恰好与其他信息相同，那么就可归为同一类，满足现有条件。在新的信息加入的过程中，所有的信息就要重新聚类计算。当新加入的信息数量达到最多时，就会造成信息拥挤，一些原始的信息不堪压迫就会被新的信息所代替，重新形成一个新的聚类，然后就会被装置中的Ｍａｐ所记录，完成最后的并行化处理。

1.2数据预处理

得到故障的准确信息后，不能直接将数据应用到计算中，大量错综复杂的数据交叉纵横、杂乱无章，所以要想获取可利用的数据就要对海量的数据进行预处理。数据的难易程度是建立在装置故障的严重程度上的，在没有得到数据前就要完成数据的预处理，包括对数据进行打乱、结合、转换、重组以及分类等，多个程序之后达到可计算的标准。基于计算，对电能计量装置中的数据采集与处理，为故障诊断提供基础。

2电力计量自动化中造成线损的主要原因

2.1电力计量设备质量存在问题

一些电力企业为了控制成本，在采购电力计量设备时选择的价格较低，从而导致产品的质量缺乏保障，在计量设备投入使用时容易出现问题，随之而来的是电损量不断加大。

2.2电力设备的保养、更换不够及时

即便是电力企业在采购设备时选择的质量较好、价格较高的产品，在投入时候后也需要及时做出维护、保养，如果设备的保养不到位会加快其老化，影响设备的使用寿命的同时，还会造成线损问题的出现。由此可知，电力设备在使用中要及时维护和保养，并且在一定时间内进行更新。如果保养、更新不够及时，老旧设备继续使用，会使得电力计量不够准确，从而加大电损量。

2.3电力计量方法较为落后

当前我国处于信息化时代，有些较为落后的地区还在采用较为传统的计量方法，使其不能满足当前发展的需要，从而造成计量结果存在较大的误差。

3电能计量装置故障处理措施

2.1表层角度的有效应对措施

（1）计量装置直观检测措施

目前，直观检测作为电能计量装置常见检测措施，拥有较高的应用价值。其主要是指检测人员通过观察计量设备是否存在异常，并基于异常数据分析故障具体表现，如观察设备是否具备相关合格证、观察设备是否正常运行、是否有明显的故障痕迹等。同时，在完成观察的基础上，再利用接线方式全面分析装置故障点等，以有效解决其故障问题。

（2）现场计量装置故障检测措施

在利用直观检测法完成对电能计量设备的相关信息核查后，还应通过现场测试故障措施，全面检测电能计量装置的具体故障点，具体应做好以下三个方面的工作：①要检查设备一次二次相电流，即利用电流钳对比两者数据，检验电流互感器是否存在故障。②要利用检验设备检查电压进线是否存在短路情况，电压是否存在松动情况，以及互感器有无故障等。③结合获取的电流结果，利用标准的计算公式，得出电能计量表运作一圈需要耗费多长时间，然后再对比标准时间。

（3）设备管理

电能表作为电能计量设备的核心成分，是确保设备稳定运行的关键，因此在改造以及安装过程中要严格要求相关人员遵守相关规范，即要加强对设备的全面管理，未经允许不能修改电能表，也要严格要求巡查人员落实巡查要点，继而保障巡查的质量。事实上，目前全新的电子式电能表的有序普及，有效改变了传统设备的不足，有效降低了电路损耗，但对于新设备、新技术，更应该注重电能计量设备的管理，如要用新技术、新规范，对一类、二类、三类、四类电能表进行检查。

3.2细化角度的有效应对措施

某公司的电能计量表在正式运行以来其所积累的数据同分支负荷点总量有所差异，而在正常情况下，两者的数据应当相等。基于此，检测计量装置是否合格，然后用电能表检测设备的电流、电压等，验证其是否存在接线错误等情况。最后，利用钳形表检测A、C一二次电流，对比的结果表明，其中一次电流数据为1201A，而二次为3.3A，从对比的数据看，二次电流的转化数据较低，继而使得计量数据出现误差。从现场成因检查结果得出，一是检查得知回路端子状态较好，无松动。二是安装作业人员为便于抄表，在安装主盘的过程中，电流互感器被安装在开口下方距电能表有4m远，同时其中电缆长度有300m，有4mm2的回路铜质截面（每相电流回路）。在一次电流为1201A时，二次转化电流数据为4A，在上述调节基础上。依据相关公式，相回路的电阻数值为2.35Ω，在不计接触电阻以及内阻等情况下，二次负载数据为37.6VA。针对上述分析结果，其故障解决措施主要为：因为缺乏CT条件以及无法停止设备，可优化电缆截面积，即通过增加截面积，让CT二次容量操作二次负载便能达到相关目的。结合上述数据，利用相关公式，得出R数值为1.56Ω，而S数据为6mm2。即通过计算，要让电缆横截面积大于6mm2，于此更换8mm2的回路截面积，发现电能表数据计算正常。

结语

总之，随着社会的发展电力企业的管理也要紧随时代步伐进行改革，用以解决日益突出的问题。电力企业的日常管理中线损管理是最基本和最重要的工作，要对于造成这项问题的原因进行有效分析，并在此基础上从用电量核算入手进行整改，根据具体情况对于线损管理作出有效考核，借助集中抄表系统这一高科技手段，便于基层工作人员工作效率的提升与线损率的降低；还要从实际出发开展常态化的培训工作，使得基层电力工作者的能力与水平的有效提升，促进电力企业的高效发展。

参考文献

[1]袁小兰.电能表计量装置周期检定中的问题探析[J].中国设备工程，2021（13）：181-182

[2]朱少斌，许素安，马宗彪，王晶.基于BSOBPNN模型的电能计量装置异常诊断方法研究[J].中国测试，2022，48（01）：141-146

[3]陈骁.基于状态评价的电能计量装置运维管理研究[D].浙江大学，2021

[4]一种高压架空线缆电能计量装置和方法[J].新能源科技，2021（06）：43

[5]周松，李川，李英娜.基于改进PSO-SVM的电能计量装置异常状态识别研究[J].电力科学与工程，2021，37（03）：39-46