毛曉冬
(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司靖江市供電分公司,江蘇 靖江 214500)
隨著科學(xué)技術(shù)的大規(guī)模、高速度發(fā)展及IEC91020統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的使用,將技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)通信手段聯(lián)交到統(tǒng)一的電力系統(tǒng)平臺,以完成電力資源的交流與共享。智能通信涵蓋了統(tǒng)一的電力交流共享平臺和傳輸標(biāo)準(zhǔn),將一、二級運轉(zhuǎn)信息統(tǒng)一使用到一體化的電力平臺中,從而完成了智能信息的智能化、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。高速電力信息通信技術(shù)與高標(biāo)準(zhǔn)時間同步技術(shù)的迅猛進步,極大可能即時獲得和聯(lián)交共享電網(wǎng)中的多個關(guān)鍵電力節(jié)點,為電力系統(tǒng)的持續(xù)運轉(zhuǎn)提供智能化的保護[1]。
當(dāng)大量電氣儀器發(fā)生通信故障時,檢測到的振動頻率與電力信息并不是一直都能直接當(dāng)做故障診斷解析的解決信息,而是以適當(dāng)?shù)恼{(diào)頻信號形式存在于電力信息通信通道。因此,需要利用某種轉(zhuǎn)換手段初始化處理檢測信號,獲取到能用來解析決定的故障一般特征,從而保證儀器的故障位置和故障發(fā)生種類[2]。處理過程必須保證通信故障的原始信息的標(biāo)準(zhǔn)性和精準(zhǔn)性,因為智能信息電力系統(tǒng)發(fā)生的故障預(yù)警信息并不能明確保障其信息被百分百獲取,且在線檢測也不一定百分百監(jiān)測出電力信息通信故障的位置并發(fā)出有關(guān)的預(yù)警信息。預(yù)警信號通常情況下是不可完全匹配的,造成其信息匹配程度較低。正向處理是根據(jù)已知條件推理一般性結(jié)果,從一組已知情況出發(fā),應(yīng)用一定處理原則證明已知事實或命題的成立。反向處理則是根據(jù)已知事實或命題,使用一組原則證明發(fā)生事實或命題的成立。換言之,即提出假設(shè)條件,再逐一檢驗假設(shè)的成立[3]。
小波轉(zhuǎn)換是一種嶄新的頻波解析工具,能夠解析指定寬頻與時段內(nèi)發(fā)射的通信信號成分?,F(xiàn)實生活中的四相電線之間存在一定范圍的電力磁場耦合,不能直接利用四相電路電流,需先通過相模轉(zhuǎn)換進行解耦模擬的初始化,得到四相獨立式的電路電流行波信息量。由于采取的是一種信息量解析,可能會造成某些故障的發(fā)生和診斷無法進行短時間的行波解析,導(dǎo)致其保護在一定條件下失靈,而這在高壓電網(wǎng)電力運轉(zhuǎn)系統(tǒng)中是不被允許的。為最大限度地提升通信故障診斷的靈敏度,需適當(dāng)采取組合信息處理手段。電路電流組建信息套路是對初始電流、電壓行波進行小波轉(zhuǎn)換,程序基本如下:通過CLAOK轉(zhuǎn)換和信息量采集法得到要求的初始電流、電壓行波;對初始化的信息量進行逐一小波解析,得到不同時段內(nèi)的小波解析系數(shù);基于小波轉(zhuǎn)換最大值的相關(guān)理論,監(jiān)測到初始化信息最大值到達峰值的時間;篩選合適的小波解析系數(shù)信息名稱,聯(lián)合參與到運算環(huán)節(jié),運算過程見圖1。
假設(shè)電力運轉(zhuǎn)系統(tǒng)有N個子系統(tǒng),根據(jù)電力運轉(zhuǎn)系統(tǒng)各子系統(tǒng)中電力節(jié)點的裝置設(shè)立相應(yīng)的小行波監(jiān)測信息,獲得子系統(tǒng)中電壓與聯(lián)系支流的電流信息。利用相模轉(zhuǎn)換與小行波的解析,得到子系統(tǒng)電力節(jié)點初始化電流的小行波信息,并傳輸給集中式范圍小行波保護決定中心集合地點。搜集到子系統(tǒng)的傳輸信息后,決定中心集合地點對各個子系統(tǒng)電力設(shè)備監(jiān)測到的電路初始電流小行波信息儲量空間大小進行有序排列,其中信息含量最大的子系統(tǒng)距離故障發(fā)生地點最近,可判斷該子系統(tǒng)就是故障發(fā)生位置。
圖1 故障診斷運算過程
為實現(xiàn)故障診斷的要求,行之有效地解決問題,需要對系統(tǒng)運轉(zhuǎn)環(huán)境、描述對象以及具有相同信息數(shù)據(jù)的映射結(jié)構(gòu)加上限制條件。數(shù)據(jù)信息的采集主要是采集和干預(yù)感應(yīng)器中原始數(shù)據(jù)的相關(guān)信息,生成供數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)進行解析的新數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)解析系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)信息采集環(huán)節(jié)中初始化處理的數(shù)據(jù),提取到故障發(fā)生信息的特征,并給出適當(dāng)?shù)奶幚砺窂?。故障發(fā)生的歷史數(shù)據(jù)庫中記載、儲存的諸多相關(guān)儀器運轉(zhuǎn)情況、故障信息及處理手段等一系列數(shù)據(jù),可為故障診斷的及時解決提供參照;處理決策中心是按照分析解決的處理過程,對儀器運轉(zhuǎn)情況做出相應(yīng)的處理,結(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 智能故障診斷示意圖
一方面,驅(qū)動遠程終端儀器RTU(Remote Terminal Unit)、即時反饋線路遠程終端TFTU(Time FeederTerminal Unit)和轉(zhuǎn)壓器遠程終端CTTU(Change Transformer Terminal Unit)把配電網(wǎng)設(shè)備的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)通過通信軌道上傳到SCDA的子系統(tǒng),再存入SCDA的備用數(shù)據(jù)庫內(nèi)部。另一方面,智能電力信息設(shè)備的在線檢測系統(tǒng)會把電氣儀器監(jiān)測出的反饋數(shù)據(jù)的運轉(zhuǎn)狀態(tài)變化,經(jīng)過數(shù)據(jù)模擬處理后傳輸?shù)郊磿r數(shù)據(jù)儲存庫。電力信息通信故障智能診斷從即時數(shù)據(jù)儲存庫中獲得有效數(shù)據(jù),判定儀器變化信息是否異常,同時探尋出與異常變量有關(guān)的位置和儀器變量數(shù)據(jù)。利用智能故障診斷方法可有效診斷電力通信故障的種類和發(fā)生位置,并作為初步診斷結(jié)果傳輸?shù)秸{(diào)適中心的故障智能診斷庫中。
為保證電力信息通信故障智能診斷方法的有效性,采用相同電力系統(tǒng)中具備相同通信故障的電力信息通道進行論證實驗。為保證實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性,采用傳統(tǒng)診斷方法進行論證對比,統(tǒng)計診斷時間和準(zhǔn)確率,結(jié)果曲線如圖3所示。
圖3 實驗論證結(jié)果曲線
由圖3可知,本文設(shè)計的診斷方法最大限度地保持了診斷的穩(wěn)定性,且故障診斷準(zhǔn)確率近乎100%,相較于傳統(tǒng)診斷方法,提高顯著。
本文分析了電力信息通信故障智能診斷方法,結(jié)合電力信息采集數(shù)據(jù),根據(jù)通信傳輸?shù)男屎蛿?shù)據(jù)分析對通信故障進行診斷。實驗論證表明,本文設(shè)計的方法具備極高的有效性,以期為電力信息通信故障智能診斷方法提供理論依據(jù)。