变电运维中电力信息故障处理的方法研究

孟瑞龙 吴金国 徐天 姜之栋 李京芳 侯东方

摘要：本研究基于变电运维中的电力信息故障处理技术、通过贪婪匹配算法对压缩感知算法进行改良，让其更适用于电力信息的处理中，使用超声信号网格定位算法对区域内的故障点进行定位。构建出新型的三层运维系统物理模型与三层软件模型，进一步改进了传统变电运维系统精度不高与时延过长等缺点，实现了简单迅速且高准确率对区域内变电运维的安全运行与检修，这使得变电运维电力信息故障处理领域提升了一个新的技术高度。

关键词：变电运维;电力信息故障;处理方法

1、基于数据融合和定位的算法创新

压缩感知算法在电力信息故障数据信息采样过程中对数据进行压缩，通过对稀疏可压缩的故障信号进行迭代，可以使用较少的运算量对故障信息信号进行处理。

1.1压缩感知算法在变电运维中的应用

变电运维过程中，主要考虑对故障地点的排查与故障形式的确定，以此能够用最快的速度对故障的处理方式与处理过程进行规划，这一点在运维处理过程中尤为重要。传统运维定位系统算法由于数据的精细度不高，算法模糊值过多导致最终计算出的定位也有较大的差异。故障信息的特点，将压缩感知算法应用于定位系统中去，通过权值的设置将故障信号定位进行精细化处理。

1.2贪婪匹配重构算法对压缩感知算法的补充

贪婪算法主要面向于定位模糊和不确定定位的故障信号。将这些低权值甚至无权值的故障信号通过贪婪算法所拥有的筛选机制，对原信号库进行选择整理，利用迭代逐步逼近设定的阈值，从而达到原始信号在一个压缩后的稀疏感知域的模糊表示。

本研究主要通过正交匹配和跟踪采样相结合的贪婪匹配重构算法，将计算的复杂度降低，减少对运算速度的要求，由于经过多次迭代，计算得出较为适合的系数，通过系数区域阈值的选择渐渐缩小故障信号间的线性组合，从而产生高速的重建效率和非常优秀的重建效果，并且在对变电运维中的电力信息故障进行处理的过程中，能够保证信息计算的稳定性。

1.3超声信号网格定位算法对故障精细化定位的处理

超声信号因传播速度快，在测量精度方面能够达到微秒级别的测量精度。因此，在变电运维中，通过使用超声信号对不易定位的故障信号进行网格定位，网格大小的初始值选择根据运维区域的大小进行选择，每次筛选将网格平均分为4分，细化到其中的1份。

2、电力信息故障监测平台的设计

变电运维的电力信息故障因素具有多样性与不确定性，因此本研究通过搭建安全防护平台对电力信息故障进行监测。

2.1平台的功能设计

本研究平台主要通过对传统安全防护平台进行创新，从而设计一款能够面对变电运维过程中故障发现与处理的实用型平台。该平台将作为变电运维工作中的核心，通过对现场的安全管理作为切入点，突出安全管理的及时性与准确性。

2.2运维系统的软件架构

运维系统的软件架构也分为三层，这三层分别为应用层、核心层和传感层。应用层主要提供运维过程中的应用服务和应用持久化服务;核心层通过前端通信及计算中心对信号进行处理，同时核心层作为中间层，向上面对应用层有服务作用，向下面对传感层有调控作用，同时利用前端通信能够将信息及时反馈，因此核心层需要支持多通道和持久化的服务;传感层主要通过超声波对故障进行定位传感，将故障信息传递到核心层处理，是整个系统“五官”的代表。

变电运维过程中的电力故障信息经由传感层网络采集交由前端通信，核心层计算甄别，最后交由应用层对处理后的信息进行应用可视化，对故障信息进行报警，运维人员通过应用操作，能够选择不同的运维信息作为关注点，针对不同权值的信息也具有不同的报警方式。保证了大故障与小故障处理缓急程度的排序。

3、仿真结果与分析

3.1试验环境

在试验时，采用的硬件计算机操作系统为MicrosoftWindows2020，64位。运行环境硬件参数为CPU：Inter（R）Core（TM）i7;主频为2.59GHz;内存128G。本研究通过模拟某国际企业港的变电运维配置来验证本研究的技术优越性。

3.2试验过程

给定一个含有变电运维中故障信息的信息集，分别输入本研究系统（下文简称系统a）的传感层与文献系统（下文简称系统1）及文献系统（下文简称系统2）中，通过对比3种系统对故障信息的检测概率和信息反馈的延迟来对比传统变电运维安全防护系统与本研究所设计的电力信息检测系统方案的技术优越性。

本试验实验对象选择一百组含有简单故障原因的故障信息的数据建立数据群一号，再选择一百组含有多种复杂故障信息的数据群信息建立数据群二号，每隔一定的时间对变电运维安全防护系统输入一次故障信息数据，检查数据输入后系统的报警情况，通过系统的报警次数和報警的时间延迟来对比3种系统面对故障的反应情况及反应时间，建立对照组。最后将仿真结果列为表格。

3.3试验结果

将故障数据集一号分别输入系统a、系统1和系统2中，对3种系统的报警结果进行整理。本研究所设计的系统对单个元器件故障检测识别率高达100%，并且平均延迟在14ms;而系统1对单个元器件的故障识别率仅为95%，在系统延迟上也达到了奖金32ms的延迟;系统2在判别率上比系统1高出3个百分点，达到98%，但是仍然比系统a判别率低，在延迟方面，系统2比系统1优化了15.6%，达到27ms的延迟，但是仍超系统啊大概一倍的时间。经过上述实验结果的分析，明显看出在面对简单的系统故障，本研究在甄别准确率和甄别时间上都有很大的优势。

4、结束语

综上所述，变电运维主要内容为面对变电站等大型设施的维护与监督工作。电力信息故障在变电运维作业过程中对作业进度与用电安全等方面的影响巨大，因此，本研究针对变电运维过程中电力信息的故障处理进行研究与讨论。

参考文献

[1]王一茗.大数据背景下的电力计量装置故障智能化诊断技术应用[J].中阿科技论坛（中英文），2021（05）：118-120.

[2]郑利嘉.电力用户用电信息采集系统及故障处理对策[J].现代工业经济和信息化，2021，11（03）：34-35+39.

3273501908281