一种配电柜运行数据实时监测方法及系统与流程

本发明涉及电力故障监测领域。更具体地，本发明涉及一种配电柜运行数据实时监测方法及系统。

背景技术：

1、配电柜分动力配电柜和照明配电柜、计量柜，是配电系统的末级设备，配电柜是电动机控制中心的统称，配电柜适用在负荷比较分散、回路较少的场合；电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合，它们把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷，在日常生活中，在配电柜使用过程中需要对配电柜实施监测。传统的监测方法可能无法实时提供故障信息或对潜在问题的预警。通过对配电柜运行数据的实时采集、远程监控和智能分析，可以提高故障监测的及时性和准确性，减少维护成本，保障电力系统的稳定运行，最终提升电力供应的可靠性和安全性，避免发生安全事故。

2、目前，公开号为“cn106291272a”，名称为“一种高压开关柜故障监测装置”的专利申请文件，公开了一种采用气泵对开关柜每个区域的气体采用气体管路进行抽气，再通过气体检测仪检测气体中o3、no、n2o、no2、no3、co、n2o5浓度的变化以实现对开关柜进行监测。

3、气体检测容易受配电柜内部构造及环境的影响，以此来间接监测配电柜故障往往不能够及时准确的发现故障。

技术实现思路

1、为解决现有技术中无法及时准确发现配电柜故障的问题，本发明在如下的多个方面中提供方案。

2、在第一方面中，本发明提供一种配电柜运行数据实时监测方法，包括：

3、利用温度传感器和电流传感器分别采集配电柜环境温度和实际电流；利用第一长短期记忆网络模型计算环境温度下配电柜第一故障概率，利用第二长短期记忆网络模型计算实际电流下配电柜第二故障概率；利用证据理论集成第一故障概率、第二故障概率、温度传感器的第一权重及电流传感器的第二权重，计算配电柜故障的综合信任度，当配电柜故障的综合信任度大于阈值时，发出故障警告；其中，当所述环境温度在电流传感器工作温度范围内时，证据理论中第一权重和第二权重相同；当环境温度在电流传感器的工作温度范围外时，预设第一权重计算第二权重，所述第二权重与第一权重和电流传感器在该环境温度下的可信度正相关；所述电流传感器在该环境温度下的可信度与电流传感器的静态异常度和动态异常度有关；所述静态异常度用于表征当前环境温度与电流传感器工作温度的差异；所述动态异常度用于表征实际电流的波动与电流传感器在工作温度下的电流的波动的差异。

4、电流传感器采集电流的可靠性可以从工作温度和采集的电流的波动程度两个方面进行表征，因此引入静态异常度和动态异常度，从而计算得到电流传感器在环境温度下的可信度，再引入证据理论，将第一故障概率和第二故障概率作为证据，温度传感器的第一权重作为第一故障概率的权重，电流传感器的第二权重作为第二故障概率的权重，第二权重与前述可信度正相关。同时考虑了温度传感器和电流传感器采集数据的可靠性，又考虑了环境温度和实际电流可能造成的故障概率，而且温度传感器和电流传感器能直接准确反映配电柜内电路情况，因此该发明可以通过对配电柜运行数据的实时监测及时准确发现配电柜故障。

5、优选的，所述电流传感器采集配电柜实际电流后，还包括：对实际电流进行差值补全处理。

6、一些情况下，电流传感器采集的数据可能有缺失，差值补全可以补全这些缺失值，使计算更准确。

7、优选的，所述电流传感器的静态异常度，包括：，其中，表示静态异常度，表示电流传感器的工作温度的下限，表示电流传感器的工作温度的上限，表示环境温度。

8、电流传感器一般有工作温度范围，超过其上限时根据上限温度表征当前环境温度与电流传感器工作温度的差异，低于其下限时根据下限温度表征当前环境温度与电流传感器工作温度的差异，可以避免温度与工作温度范围差距不大而体现出来的静态异常度却极大的问题。

9、优选的，电流传感器的动态异常度，包括：，表示动态异常度，表示电流传感器在所述环境温度时实际电流波动值，表示所述电流传感器在工作温度下限时的电流波动值，t表示环境温度，表示电流传感器的工作温度下限；表示电流传感器在工作温度上限时的电流波动值，表示电流传感器的工作温度上限。

10、电流传感器在工作温度的上下限采集的电流的波动值一般也是波动的上下限，因此动态异常度分两种情况可以更好地表征实际电流的波动与电流传感器在工作温度下的电流的波动的差异。

11、优选的，所述电流波动值为在对应温度下采集的电流的标准差。

12、优选的，所述电流传感器在该环境温度下的可信度，与电流传感器的静态异常度和动态异常度有关，具体为：，其中，表示该环境温度下电流传感器的可信度，表示自然常数，表示电流传感器的静态异常度，表示电流传感器的动态异常度，为经验常数。

13、综合静态异常度和动态异常度相当于从温度及波动体现了电流传感器的可信度，增强了可信度的准确性。

14、优选的，所述当环境温度在工作温度范围外时，预设温度传感器的权重，根据温度传感器的权重与电流传感器在该环境温度下的可信度计算电流传感器的权重，具体为：，其中，表示电流传感器的第二权重，表示该环境温度下电流传感器的可信度，表示温度传感器的第一权重，所述温度传感器的权重大于1/3。

15、优选的，所述第一长短期记忆网络模型，包括：采集历史环境温度和对应的配电柜状态标签作为样本，配电柜状态标签分为正常和故障，构建长短期记忆网络模型，输入层用于输入历史环境温度，隐藏层用于学习历史环境温度特征和其与配电柜故障的关系，输出层采用sigmoid激活函数输出配电柜故障概率，使用交叉熵损失函数衡量配电柜故障概率和配电柜状态标签之间的差异，使用所述样本对构建的长短期记忆网络模型进行训练，得到训练好的第一长短期记忆网络模型。

16、在第二方面中，本发明还提供一种配电柜运行数据实时监测系统，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述一种配电柜运行数据实时监测方法。

17、本发明的有益效果在于：电流传感器采集电流的可靠性可以从工作温度和采集的电流的波动程度两个方面进行表征，因此引入静态异常度和动态异常度，计算得到电流传感器在环境温度下的可信度，再引入证据理论，利用第一长短期记忆网络和第二长短期记忆网络计算第一故障概率和第二故障概率，将第一故障概率和第二故障概率作为证据，温度传感器的第一权重作为第一故障概率的权重，电流传感器的第二权重作为第二故障概率的权重，第二权重与前述可信度正相关。同时考虑了温度传感器和电流传感器采集数据的可靠性，又考虑了环境温度和实际电流可能造成的故障概率，而且温度传感器和电流传感器能直接准确反映配电柜内电路情况，因此该发明可以及时准确发现配电柜故障。

技术特征：

1.一种配电柜运行数据实时监测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的配电柜运行数据实时监测方法，其特征在于，所述电流传感器采集配电柜实际电流后，还包括：对实际电流进行差值补全处理。

3.根据权利要求2所述的配电柜运行数据实时监测方法，其特征在于，所述电流传感器的静态异常度，包括：

4.根据权利要求2所述的配电柜运行数据实时监测方法，其特征在于，电流传感器的动态异常度，包括：

5.根据权利要求4所述的配电柜运行数据实时监测方法，其特征在于，所述电流波动值为在对应温度下采集的电流的标准差。

6.根据权利要求4所述的配电柜运行数据实时监测方法，其特征在于，所述电流传感器在该环境温度下的可信度，与电流传感器的静态异常度和动态异常度有关，具体为：

7.根据权利要求6所述的配电柜运行数据实时监测方法，其特征在于，所述当环境温度在工作温度范围外时，预设温度传感器的权重，根据温度传感器的权重与电流传感器在该环境温度下的可信度计算电流传感器的权重，具体为：

8.根据权利要求1所述的配电柜运行数据实时监测方法，其特征在于，所述第一长短期记忆网络模型，包括：

9.一种配电柜运行数据实时监测系统，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现如权利要求1-8任一项所述配电柜运行数据实时监测方法。

技术总结
本发明涉及电力故障监测领域，尤其涉及一种配电柜运行数据实时监测方法及系统。该方法包括：利用温度传感器和电流传感器分别采集配电柜环境温度和实际电流；利用第一长短期记忆网络模型计算环境温度下配电柜第一故障概率，利用第二长短期记忆网络模型计算实际电流下配电柜第二故障概率；利用证据理论集成第一故障概率、第二故障概率、温度传感器的第一权重及电流传感器的第二权重，计算配电柜故障的综合信任度，当综合信任度大于阈值时，发出故障警告；当环境温度在电流传感器的工作温度范围外时，引入静态异常度、动态异常度表征第二权重。本发明有效解决现有技术无法实时监测配电柜运行数据及时准确发现配电柜故障的问题。

技术研发人员：刘伟庆,王达,王文,周明刚
受保护的技术使用者：保定冀开电力器材有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/28