专利名称：配电网设备状态评估系统的状态检修控制方法
技术领域：
本发明是一种应用于配电网状态评估系统中的配电网状态检修控制方法，属于高电压绝缘检测的技术领域。
背景技术：
状态检修由在线监测系统和检修计划的科学制定两部分构成。在线监测系统是利用先进的传感器和计算机技术对电力设备的状态参数和特征量进行连续不断的采集，处理和分析，自动评价设备状态，预测设备可靠性。检修计划是根据定期检修的周期，结合设备运行状态制定的。对于不同的电气设备，采取不同的策略；对同一设备的不同部位，确定不同的检修内容。检修计划的制定可以看作是一个多目标多约束的优化问题。目前我国对配网设备的状态监测、配网的检修计划都有不同程度的研究，但从状态监测开始到设备评估以及制定科学的检修计划涉及很少，配电网状态检修模块的设计以及相应判据、算法是整个配电网状态评估系统的关键。
发明内容
本发明的目的是为配电网状态评估系统提供核心的配电网状态检修控制方法，以实现优化检修计划的目的。为解决上述技术问题，本发明提供一种配电网设备状态评估系统的状态检修控制方法，其特征在于，包括以下步骤
1)避雷器泄漏电流判别接收来自配电网设备状态评估系统中无线避雷器泄漏电流传感器的数据，所述无线避雷器泄漏电流传感器的数据包括避雷器在线全泄漏电流、雷击次数和电阻性泄漏电流分量等，当在线的电阻性泄漏电流分量/在线全泄漏电流测量值>0. 25 时，加强监测，当阻性泄漏电流分量值比原来增加1倍时，停电检查，进入步骤3)；
2)电缆接头温度判断
21)从配电网状态评估系统中的数据库中读取相关监测点的温度、环境温度数据；
22)判断被测物体表面和环境温度参照体表面温度之差是否超过38度，如果是，执行步骤26)，并根据实际的温度数据显示一般故障或严重故障；如果否，执行步骤23)；
23)查找环境相同的历史日数据，以历史日当前时刻为起点前推6点；
24)将当前日当前时刻前推6点的数据和6点历史数据分别进行相减，得到6个差值；
25)6点差值都>2，执行步骤沈)；如果否，执行步骤27)；
26)显示故障程度，包括一般故障和严重故障；
27)结束；
3)制定检修计划
31)读入数据信息配电网状态评估系统中的数据库中读取进行配电网检修时间优化的原始数据，包括配电网线路的参数、历史负荷信息和故障信息；
32)负荷预测采用一元线性回归法，根据历史负荷数据，预测出检修日的负荷数据；33)形成优化变量集根据配电网线路，生成节点链表，判断故障导致负荷停电的检修设备信息和停电负荷点信息，并且判断设备间的协调检修关系；
34)优化算法求解采用遗传算法进行求解，使检修期间待转移负荷量最小；在计算适应值时首先进行解空间与问题空间的映射；
35)负荷转移路径优化尽可能多地转移负荷，避免负荷停电，采用待恢复树切割法优化负荷转移路径，检修负荷转移路径优化过程返回所有检修设备在每一时间段所引起的停电负荷信息；
36)输出检修计划优化信息，包括检修设备时间、停电负荷数量和开关动作等； 4)检修计划输出。前述的配电网设备状态评估系统的状态检修控制方法，其特征在于在所述步骤 4)中，检修计划的输出包括为3个表格，分别为设备检修时序表、负荷时序表和开关动作时
序表，
设备检修时序表记录设备检修的各个信息，如检修序号、设备序号、检修明细工作内容、开始时间、结束时间；
负荷时序表主要记录了负荷转移和被切除的信息，如负荷时序序号、检修序号、节点序号、是否有负荷、负荷量、开始和结束时间；
开关动作时序表记录设备检修和负荷转移过程中，线路开关动作的信息。前述的配电网设备状态评估系统的状态检修控制方法，其特征在于在所述步骤 1)中，配电网设备状态评估系统的数据信息的采集过程为将无线温度传感器直接安装在被监测设备上，无线温湿度传感器安装在地表面，无线避雷器泄漏电流传感器通过穿心的方式监测避雷器上的泄漏电流，传感器定时启动测量和发送被监测点状态数据，并通过 GPRS网络传输到配电网设备状态评估系统的数据中心。本发明所达到的有益效果配网设备是向用户供电的最终环节，在供电网络中起着举足轻重的作用，且因其数量巨大，定期停电检修阻力重重。本发明结合其在线监测设备数据、可以持续的评估运行中的设备状况，在设备严重故障的情况下，可科学的制定其检修计划，以满足规范配网运行、降低运行维护成本、减少配电故障的发生、确保配网设备的安全、可靠运行的需要。
图1是配电网状态检修系统框图，
图2是电缆温度监测判据算法流程， 图3是计划检修算法流程， 图4是配电网状态检修流程图。
具体实施例方式配电网设备状态评估系统是一种完成运行中设备状态的数据采集及维护、设备的状态评估和显示、检修计划的形成和输出的智能化软硬件系统。本发明中，电缆头温度监测方法改变了目前电力设备温度监测中只考虑温度是否超标的单一判断模式，将是否超标和没有超标但电缆头整体出现绝缘问题的判别方法进行了有效的结合。能够准确判断被监测设备的状况，并根据故障的部位制定科学的检修方案。配电网状态评估系统中的数据采集模块将现场采集到有关电缆头、避雷器泄漏电流等相关信息送入配电网状态检修系统中，该系统首先对采集到的信息通过研制的判定算法进行判定，可以返回系统诸如正常、注意、严重故障等信息。如果系统出现严重故障提示， 系统可针对同一设备的不同部位，确定不同的检修方案。本模块的过程流程见附图1，具体如下
1.配电网设备状态评估系统中的数据库无线温度传感器、直接安装在被监测设备附近或之上，无线温湿度传感器安装在地表，无线避雷器泄漏电流传感器通过穿心的方式监测避雷器上的泄漏电流。传感器定时启动测量和发送被监测点状态数据，这些数据通过无线信道传输到基站，基站(基站也可以是避雷器泄漏电流传感器)通过GPRS网络传输到主机的数据中心。2.电缆接头的温度、避雷器泄漏电流判别 (1)避雷器泄漏电流判据
来自配电网设备状态评估系统中有关无线避雷器泄漏电流传感器的数据包括避雷器在线全泄漏电流、雷击次数、电阻性泄漏电流分量等数据。根据电力规程判断标准在线的电阻性泄漏电流分量/在线全泄漏电流测量值>0. 25时，应加强监测，当阻性泄漏电流分量值增加1倍时，应建议停电检查，即需要进入检修方案制定模块。(2)电缆接头温度判据
根据DL/T 664-1999中华人民共和国电力行业标准《带电设备红外诊断技术应用导则》中对电缆整体发热的规定交联聚乙烯电缆内部长期允许温度8(Γ90度，带铠装表面允许温升3(Γ40度，不带铠装表面允许温升25 35度。由于现场使用的传感器类型为温度型传感器，故可参照此标准执行。在电缆接头故障中，还存在一类故障是电缆头整体绝缘不良，这种故障虽然温升不会超过交联聚乙烯电缆内部长期允许温度8(Γ90度、带铠装表面允许温升3(Γ40度的规定，但作为一种潜在的故障需要注意监测，此外，这类故障尚无明确的判定方法。判据算法将这两类故障进行综合判断。算法的处理流程见附图2:
步骤0、从配电网状态评估系统中的数据库中读取相关监测点的温度、环境温度数据。步骤1、判断当前点的温升(被测物体表面和环境温度参照体表面温度之差)数据是否超过38度，如果是，执行步骤5，并根据实际的温度数据显示一般故障、严重故障；如果否，执行步骤2。步骤2、查找环境条件相同的历史日数据(共6点，以当前点为起点前推5点)。步骤3、将当前日的6点数据和历史数据相减，得到6个差值。步骤4、6点差值都〉2，执行步骤5 ；如果否，执行步骤6。
步骤5、显示故障程度(一般故障、严重故障)。步骤6、结束。3.检修计划制定
当被监测设备判定为严重故障时，按规定需要停电检修。检修计划就是先通过遗传算法优化设备检修时间，把得到优化的设备检修时间作为负荷转移路径优化问题的输人条件，求解负荷转移路径优化问题，得到以停电负荷最小的目标函数值，并根据负荷预测曲线再次采用遗传算法优化检修时间，得到最终的理想的检修方案。算法的处理流程见附图3
步骤7、读入数据信息。配电网检修时间优化问题的输入条件包括
①配电网线路的参数；@历史负荷信息；③故障信息。以上数据由相关数据库中读取。
步骤8、负荷预测。采用一元线性回归法，根据历史负荷数据，可以预测出检修日的负荷数据。步骤9、形成优化变量集根据配电网线路，生成节点链表，判断故障导致负荷停电的检修设备信息和停电负荷点信息，并且判断设备间的协调检修关系。步骤10、优化算法求解①采用遗传算法进行求解，使得检修期间待转移负荷量最小；(i在计算适应值时首先应进行解空间与问题空间的映射。步骤11、负荷转移路径优化尽可能多地转移负荷，避免负荷停电。采用待恢复树切割法优化负荷转移路径。检修负荷转移路径优化问题返回的是所有检修设备在每一时间段所引起的停电负荷信息。步骤12、输出优化结果。4.检修计划输出
检修计划的输出主要为3个表格，分别为设备检修时序表、负荷时序表、开关动作时序表。设备检修时序表主要记录了设备检修的各个信息，如检修序号、设备序号、检修明细工作内容、开始时间、结束时间。负荷时序表主要记录了负荷转移和被切除的信息，如负荷时序序号、检修序号、节点序号、是否有负荷、负荷量、开始和结束时间。开关动作时序表主要记录了设备检修和负荷转移过程中，线路开关动作的信息。具体的实施方式见附图4。安装在环网柜、线路避雷器上的无线温度传感器、无线避雷器泄漏电流传感器。通过定时启动测量和发送被监测点的数据状况，这些数据通过GPRS网络传输到配电网状态评估系统的数据库13。来自配电网设备状态评估系统数据库中有关无线避雷器泄漏电流传感器的数据包括避雷器在线全泄漏电流、雷击次数、电阻性泄漏电流分量等数据。这些数据进入避雷器判别模块14，根据配电网状态监测子系统中的避雷器判断标准，当在线的电阻性泄漏电流分量/在线全泄漏电流测量值>0. 25时，判定为一般故障，当阻性泄漏电流分量值增加1 倍时，为严重故障，需要进入检修计划模块16制定检修计划。对来自电缆接头点的温度以及环境温度的监控数据进入电缆故障判别模块15 后，首先判断温升是否超过38度(带铠装的交联聚乙烯电缆)，如果温升为3纩45度为一般故障，大于45度进入检修计划模块16 ；如果温升没有超过38度，首先查找和当前日气温相似的历史日数据(共6点，以当前点为起点前推5点)，将当前日的6点数据和历史数据相减， 得到6个差值，判定6点差值是否都大于2，如果是显示为一般故障，需要注意观察。
避雷器、电缆判别出现严重故障后，按规定需要停电检修。检修计划模块16，检修计划的步骤为输入配电网线路的参数、历史负荷信息、故障信息；负荷预测，采用一元线性回归法，根据历史负荷数据，可以预测出检修日的负荷数据；形成优化变量集，根据配电网线路，生成节点链表，判断故障导致负荷停电的检修设备信息和停电负荷点信息，并且判
断设备间的协调检修关系；优化算法求解，①采用遗传算法进行求解，使得检修期间待转
移负荷量最小；在计算适应值时首先应进行解空间与问题空间的映射；负荷转移路径优
化，尽可能多地转移负荷，避免负荷停电，采用待恢复树切割法优化负荷转移路径；输出优
化结果。检修计划模块16的结果通过检修计划输出模块17，输出结果主要为3个表格，分别为设备检修时序表、负荷时序表、开关动作时序表。以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种配电网设备状态评估系统的状态检修控制方法，其特征在于，包括以下步骤1)避雷器泄漏电流判别接收来自配电网设备状态评估系统中无线避雷器泄漏电流传感器的数据，所述无线避雷器泄漏电流传感器的数据包括避雷器在线全泄漏电流、雷击次数和电阻性泄漏电流分量，当在线的电阻性泄漏电流分量/在线全泄漏电流测量值>0. 25时，加强监测，当阻性泄漏电流分量值比原来增加1倍时，停电检查，进入步骤3)；2)电缆接头温度判断21)从配电网状态评估系统中的数据库中读取相关监测点的温度、环境温度数据；22)判断被测物体表面和环境温度参照体表面温度之差是否超过38度，如果是，执行步骤26)，并根据实际的温度数据显示一般故障或严重故障；如果否，执行步骤23)；23)查找环境相同的历史日数据，以历史日当前时刻为起点前推6点；24)将当前日当前时刻前推6点的数据和6点历史数据分别进行相减，得到6个差值；25)6点差值都>2，执行步骤沈)；如果否，执行步骤27)；26)显示故障程度，包括一般故障和严重故障；27)结束；3)制定检修计划31)读入数据信息配电网状态评估系统中的数据库中读取进行配电网检修时间优化的原始数据，包括配电网线路的参数、历史负荷信息和故障信息；32)负荷预测采用一元线性回归法，根据历史负荷数据，预测出检修日的负荷数据；33)形成优化变量集根据配电网线路架构，生成节点链表，判断故障导致负荷停电的检修设备信息和停电负荷点信息，并且判断设备间的协调检修关系；34)优化算法求解采用遗传算法进行求解，使检修期间待切除负荷量最小；35)负荷转移路径优化尽可能多地转移负荷，避免负荷停电，采用待恢复树切割法优化负荷转移路径，检修负荷转移路径优化过程返回所有检修设备在每一时间段所引起的停电负荷信息；36)输出检修计划优化信息，包括检修设备时间、停电负荷数量和开关动作；4 )检修计划输出。
2.根据权利要求1所述的配电网设备状态评估系统的状态检修控制方法，其特征在于在所述步骤4)中，检修计划的输出包括为3个表格，分别为设备检修时序表、负荷时序表和开关动作时序表，设备检修时序表记录设备检修的各个信息，包括检修序号、设备序号、检修明细工作内容、开始时间、结束时间；负荷时序表主要记录了负荷转移和被切除的信息，包括负荷时序序号、检修序号、节点序号、是否有负荷、负荷量、开始和结束时间；开关动作时序表记录设备检修和负荷转移过程中，线路开关动作的信息。
3.根据权利要求1所述的配电网设备状态评估系统的状态检修控制方法，其特征在于在所述步骤1)中，配电网设备状态评估系统的数据信息的采集过程为将无线温度传感器直接安装在被监测设备上，无线温湿度传感器安装在地表面，无线避雷器泄漏电流传感器通过穿心的方式监测避雷器上的泄漏电流，传感器定时启动测量和发送被监测点状态数据，并通过GPRS网络传输到配电网设备状态评估系统的数据中心。
全文摘要
本发明公开了一种配电网设备状态评估系统的状态检修控制方法，其特征在于，包括以下步骤1)判别避雷器泄漏电流；2)判断电缆接头温度；3)制定检修计划；4)检修计划输出。本发明可以制定配电网设备的检修计划，满足规范配网运行及降低运行维护成本。
文档编号G06Q50/06GK102393929SQ20111038259
公开日2012年3月28日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者仲春林, 卢毅, 孙娟, 戴治国, 朱君, 许明生, 郑海雁, 郑飞, 陈浩, 高山 申请人:东南大学, 江苏方天电力技术有限公司, 江苏省电力公司淮安供电公司