一种基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法

摘要

本发明公开了一种基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法，属于电力供电系统技术领域。该方法包括以下步骤：S1、依据配电自动化系统中的配电实际网路建立馈线网络拓扑原理图；S2、结合模型设计配置工具，将某一电源分支馈线，或者多个存在一定关系的独立馈线分支进行抽象化建模，形成多个倒树形的馈线网路；S3、对多分支的馈线系统进行停电研判，触发各个馈线网路模型的构造或再构造过程；S4、依据馈线网络模型建立的馈线分支倒树模型，进行分析统计。本发明停电研判系统的判据来源不仅使用了现稳定运行的配自系统信息，更充分结合用电系统中的配变数据，从而使得研判具有判据充足、分析全面、实时性强和准确率高的特点。

说明书

技术领域

本发明属于电力供电系统技术领域，具体而言，涉及一种基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法。

背景技术

随着社会经济的发展，对电的依赖性增加，停电对客户的生产、生活影响也越来越大。长期以来，电力供电线路发生故障时，在故障上报后进入现场抢修之前，对于故障信息只能依赖于用户的描述以及抢修人员到现场后的确认，不能做到分析并准确定位故障源及相关设备信息，即对故障的类型、影响的范围等不能及时进行准确判断。停电研判系统以电网模型、电网实时运行数据、设备信息、用户信息等基础信息为依托，结合GIS系统、用电信息采集系统的相关数据，对接收到的停电信息(开关动作信息、配变报警信息等配网故障信息、客户报修信息、计划停电信息)进行分析，通过对数据的分类、关联、异常和聚类，建立线路、配变、低压用户间准确的关联。

1)中国专利公开了一种智能优化配变停电研判系统(专利申请号：CN201710604232.1)，包括智能配变停运系统、生产管理系统、配电自动化系统、智能调度管理系统、能量管理系统、用电信息采集系统和低压开关状态监测系统。所述系统从能量管理系统、智能调度管理系统、生产管理系统、电力调度辅助决策系统和用电信息采集系统获取多源数据有效信息，利用大数据技术对异常停电事件进行筛选和甄别，通过配变停运类型数学模型对停电事件进行分类，并针对不同类型的配变停运事件推送相对应的停运工单和抢修策略，减少停电时间及提高用户用电满意度。

2)中国专利公开了一种基于配电物联停电自动研判的方法(专利申请号：CN201911408683.3)，基于配电变压器的停电事件上报和配电变压器的运行状态召测，关联线路的拓扑关系，包括S1建立线路模型、S2设置判定逻辑、S3数据信息来源和S4生成自动停电研判方法的步骤，所述S1建立线路模型的步骤包括S101建立通用的基本线路模型、S102建立分支线路组合模型和S103建立分叉线路模型的步骤；其通过S1建立线路模型、S2设置判定逻辑、S3数据信息来源和S4生成自动停电研判方法的步骤等，实现了及时获知线路停电信息。

上述两种专利技术虽然对配电自动化系统的停电研判做了一些探索和研究，但是其主要集中在停电研判的概念、系统应用、系统原理等方面。在配电自动化系统中，停电研判是个重要的一个功能模块。一般都对配电网路形成馈线网络拓扑图，在人机界面上也是显示这样的馈线网络，然后再对各设备带电或者失电进行着色，提示网络中各节点设备的带电或者失电状态。而现有技术对于停电研判本身的实现设计和开发研究较为简单，不够深入，相关文献较少。为此，本发明基于配网数据和负控数据的停电研判系统有效解决了上述技术难点，对于供电系统的稳定运行提供了强有力的技术支撑，提高了停电区域的研判准确性，加快了维护人员的抢修速度，提高了客户的满意度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法，包括以下步骤：

S1、依据配电自动化系统中的配电实际网路建立馈线网络拓扑原理图；

S2、结合模型设计配置工具，将某一电源分支馈线，或者多个存在一定关系的独立馈线分支进行抽象化建模，形成多个倒树形的馈线网路；

S3、对多分支的馈线系统进行停电研判，供电电源切换，对系统中的分支馈线网路的模型动态更新，触发各个馈线网路模型的构造或再构造过程；

S4、依据馈线网络模型建立的馈线分支倒树模型，结合树形的各节点关系采用深度优先遍历方法，向根节点方向或子节点方向逻辑推理，进行分析统计；

S5、对上述分支馈线的树形模型建立与此对应的哈希索引列表，该索引列表与树形模型共享节点信息，包括计算机内存地址在内的所有信息，哈希索引列表通过objectid可以快速选择命中节点信息；

S6、从配电自动化系统实时库中加载模型数据存入程序内存，获取实时库中的各个设备实时属性，结合哈希索引列表，树形馈线模型的双重搜索数据，采用深度优先遍历法，依据判据原理的算法分析，计算得到结果，存入程序内存，然后将设备带电状态、馈线节点和研判信息存入实时库，输出结果与分析报告；

S7、停电研判的结果输出到配电自动化系统其它模块、GIS系统、负控计量系统以及配电抢修系统中，供上述系统的各个模块使用。

进一步优化本技术方案，所述S1中，建立馈线网络拓扑原理图时需要结合地理信息系统GIS形成的配电信息网络。

进一步优化本技术方案，所述S2中，模型设计配置工具将形成的多个倒树形的馈线网路，进行根节点，子节点，叶子节点的关系进行逻辑分析，父子关系描述，并存入数据库中，形成配电自动化系统的全局森林模型映射。

进一步优化本技术方案，所述S3中，在对多分支的馈线系统进行停电研判，导致对不同的分支线联络开关投入或退出时，会引发原来的多个馈线网路发生变动，发生变动的馈线网路会同步分支馈线网路的模型动态更新。

进一步优化本技术方案，所述S4中，馈线分支倒树模型包括各个节点设备的相关信息描述、各个节点设备的分枝或者父子关系、设备节点的全局唯一性的设备编码即objected识别编码以及父子关系内存指针。

进一步优化本技术方案，所述各个节点设备的信息包括开关动作信息、配变报警信息、客户报修信息以及计划停电信息，这些信息通过整理与量化，演变成各设备状态的实时属性，然后写入配电自动化系统中实时数据库中。

进一步优化本技术方案，所述S6中，结果与分析报告主要包括研判记录表、研判配变表、停电开关记录表、停电配变记录表、停电馈线记录表以及实时停电馈线表。

进一步优化本技术方案，所述S6中，各个设备为电网中的电气设备，包括变压器、断路器、刀闸、熔断器、地刀以及馈线在内的电气设备。

与现有技术相比，本发明提供了一种基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法，具备以下有益效果：停电研判判据主要来源于配自系统馈线实时拓扑状态、开关位置、FTU在线运行状态等实时信息和用电系统中的配变实时数据。由于本发明停电研判系统的判据来源不仅使用了现稳定运行的配自系统信息，更充分结合用电系统中的配变数据，从而使得研判具有判据充足、分析全面、实时性强和准确率高的特点。作为电力调度系统、能量管理系统等各种系统数据应用和管理启动，具有重要的支撑意义和广泛的应用前景。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法的设计流程示意图；

图2为本发明提及的配电自动化系统中的停电研判部署示意图；

图3为本发明提及的配电自动化系统中的停电研判数据流分布示意图；

图4为采用本发明进行的一种停电研判实施案例；

图5为本发明提及的停电研判判据原理中涉及非智能开关引发停电的一种研判分析示意图；

图6为本发明提及的停电研判判据原理中涉及智能开关引发停电的一种研判分析停电类型示意图；

图7为本发明提及的停电研判判据原理中涉及智能开关引发停电的一种开关跳闸停电类型示意图；

图8为本发明提及的停电研判判据原理中涉及智能开关引发停电的一种人工操作停电类型示意图；

图9为本发明提及的停电研判判据原理中涉及智能开关引发停电的一种就地操作停电类型示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，一种基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法，包括以下步骤：

S1、依据配电自动化系统中的配电实际网路建立馈线网络拓扑原理图；

其中，建立馈线网络拓扑原理图时需要结合地理信息系统GIS形成的配电信息网络。

S2、结合模型设计配置工具，将某一电源分支馈线，或者多个存在一定关系的独立馈线分支进行抽象化建模，形成多个倒树形的馈线网路；

其中，模型设计配置工具将形成的多个倒树形的馈线网路，进行根节点，子节点，叶子节点的关系进行逻辑分析，父子关系描述，并存入数据库中，形成配电自动化系统的全局森林模型映射。

S3、对多分支的馈线系统进行停电研判，供电电源切换，对系统中的分支馈线网路的模型动态更新，触发各个馈线网路模型的构造或再构造过程；

其中，在对多分支的馈线系统进行停电研判，导致对不同的分支线联络开关投入或退出时，会引发原来的多个馈线网路发生变动，发生变动的馈线网路会同步分支馈线网路的模型动态更新。

S4、依据馈线网络模型建立的馈线分支倒树模型，结合树形的各节点关系采用深度优先遍历方法，向根节点方向或子节点方向逻辑推理，进行分析统计；

其中，馈线分支倒树模型包括各个节点设备的相关信息描述、各个节点设备的分枝或者父子关系、设备节点的全局唯一性的设备编码即objected识别编码以及父子关系内存指针，所述各个节点设备的信息包括开关动作信息、配变报警信息、客户报修信息以及计划停电信息，这些信息通过整理与量化，演变成各设备状态的实时属性，然后写入配电自动化系统中实时数据库中。

S5、对上述分支馈线的树形模型建立与此对应的哈希索引列表，该索引列表与树形模型共享节点信息，包括计算机内存地址在内的所有信息，哈希索引列表通过objectid可以快速选择命中节点信息；

S6、从配电自动化系统实时库中加载模型数据存入程序内存，获取实时库中的各个设备实时属性，结合哈希索引列表，树形馈线模型的双重搜索数据，采用深度优先遍历法，依据判据原理的算法分析，计算得到结果，存入程序内存，然后将设备带电状态、馈线节点和研判信息存入实时库，输出结果与分析报告；

其中，结果与分析报告主要包括研判记录表、研判配变表、停电开关记录表、停电配变记录表、停电馈线记录表以及实时停电馈线表；各个设备为电网中的电气设备，包括变压器、断路器、刀闸、熔断器、地刀以及馈线在内的电气设备。

S7、停电研判的结果输出到配电自动化系统其它模块、GIS系统、负控计量系统以及配电抢修系统中，供上述系统的各个模块使用。

其中，停电研判结果至少包括:

停电开始时间 年月日时分秒

判断时间 研判结束时间

所属区域 县局

所属变电站 变电站

所属馈线 馈线

停电起始点 第一台停电开关或者第一台配变

停电配变数 停电配变总数

停电用户数 用户总数

停电负荷 停电损失负荷值

停电原因 跳闸引起或综合分析得出

停电配变 具体停电配变

研判过程 研判详细记录(日志模式存在)。

实施例二：

采用实施例一中所述的一种基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法，在基于配自系统和负控数据的基础上，主要生成以研判分析、开关跳闸、人工操作和就地操作为停电类型的4类工单。以下将从非智能开关和智能开关引发停电的研判判据和工单类型做阐述：

(1)非智能开关

基于配变的研判分析。如图5所示，首开关位置判定：非智能开关A，即馈线上超过80％配变出现故障的最上游开关。

研判特点：使用接入的负控数据，解决非智能开关引发线路停电难以分析定位的技术难点，具有高效智能、实时性和准确性高的研判特点。

(2)智能开关

a.基于FTU和配变的研判分析。如图6所示，首开关位置判定：智能开关A，即馈线智能开关节点及其下游开关节点的所有FTU通道状态均为停止的最上游开关。

研判特点：使用馈线FTU通道信息并结合接入的负控数据，解决单一依靠FTU通道状态研判，导致由于现场智能开关FTU的通断抖动性过大从而产生研判误差大的后果，智慧地结合了负控数据可有效避免单纯依靠配自系统数据不充足导致研判误差大的问题，使得该类研判具有判据合理充分、分析全面、实时性和准确性高的特点。

b.基于开关跳闸、人工操作以及就地操作的研判分析。如图7、图8和图9所示，开关跳闸、人工操作以及就地操作引起停电的首开关位置判定：若馈线上多个开关在阈值(20s，防止开关位置抖动造成的停电误判)内接连跳闸，则合并成1条停电工单，首开关为引起停电的最上游开关；若多个跳闸开关之间的跳闸时间间隔超过20s，则按时间顺序分别生成多条停电工单，首开关为引起停电的各对应开关，即智能开关A。

研判特点：开关跳闸、人工操作以及就地操作均是基于配自系统数据的停电研判，此三类研判由于均能准确得到智能开关的开关位置，故而具有停电范围定位明确、判据精准、实时性和准确性高的特点。

实施例三：

采用实施例一中所述的一种基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法，如图2所示，将配电自动化系统中的停电研判部署在在配电自动化系统中的I区和III区中，停电研判在配电自动化系统中的I区和III区部署信息。同时如图3所示，停电研判模块与人机界面模块，实时库，商业数据库，负控计量系统，配电抢修系统等各模块之间的数据流进行交互，形成配电自动化系统中的停电研判数据流分布网络。

实施例四：

采用实施例一中所述的一种基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法，对如图4所示的配电网路进行各个类型的停电研判阐述：

(1)故障跳闸。若开关K2产生事故跳闸信息，研判分析会判断出此馈线出现停电事件，推送系统告警的同时，生成停电研判记录。

记录包括：首开关：K2

停电开关：K2、K3、K4、K6、刀闸A

停电变压器：T1、T2、T3、T4

停电类型：故障停电

(2)遥控操作。遥控开关K3跳闸信息，研判分析会判断出此馈线出现停电事件，推送系统告警的同时，生成停电研判记录。

记录包括：首开关：K3

停电开关：K3

停电变压器：T1、T2、T3

停电类型：人工操作

(3)就地变位。就地操作开关K4，系统收到K4跳闸信息，研判分析会判断出此馈线出现停电事件，推送系统告警的同时，生成停电研判记录。

记录包括：首开关：K4

停电开关：K4、K6、刀闸A

停电变压器：T4

停电类型：就地操作

(4)通道停止研判。若开关K2、K3、K4、K6的对应FTU的通讯状态皆为分，系统根据此判断此馈线可能出现停电事件，推送系统告警的同时，生成停电研判记录。

记录包括：首开关：K2

停电开关：K2、K3、K4、K6、刀闸A

停电变压器：T1、T2、T3、T4

停电类型：研判分析

(5)配变故障研判。从计量系统获得最新的配变告警信息，T1、T2、T3都存在失电或断相事件，则系统根据此判断此馈线可能出现停电事件，推送系统告警的同时，生成停电研判记录。

记录包括：首开关：K3

停电开关：K3

停电变压器：T1、T2、T3

停电类型：研判分析

(6)配变带电写丝具状态。若当前T1对应的熔断器在系统状态为分，但从计量系统读到最新的T1存在瞬时值，且瞬时有功非零，故判断T1有电，会将T1对应的熔断器状态置为合，同时置入可疑标志。

(7)配变失电写丝具状态。从计量系统获得最新的配变告警信息，T1、T2存在失电或断相事件，但T3不存在失电事件，则系统判断T1与T2对应的熔断器状态为分，会将T1和T2对应的熔断器状态置为分，同时置入可疑标志。

通过上述7种停电研判实施案例的分析，表明该基于多树模型的配电自动化停电研判的快速实现方法具有判据合理充分、分析全面、实时性和准确性高的特点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。