一种区域内变电站设备模拟监控系统及方法与流程

技术特征：
1.一种区域内变电站设备模拟监控系统，其特征在于，包括：外接信号组件，所述外接信号组件设置在变电站设备处并具有与变电站设备一致的识别编号，所述外接信号组件包括分别设置在所述变电站设备处的信号发生器和信号接收器，所述外接信号组件用于产生并接收拓扑信号以标定由变电站设备位置构成线路拓扑结构；电参监测组件，所述电参监测组件设置在变电站设备处用于实时采集变电站设备的运行数据；中控系统，所述中控系统与所述外接信号组件和电参监测组件通讯连接，所述中控系统用于识别所述线路拓扑结构，构建模拟监控网络，规划多组监控集群以及变电站设备运行判别和故障范围追溯。2.根据权利要求1所述的一种区域内变电站设备模拟监控系统，其特征在于：所述通讯连接采用双模通信模块实现，所述双模通信模块包括hplc载波通信单元和无线通信单元。3.一种根据权利要求1
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2任一项所述的区域内变电站设备模拟监控系统的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1、利用外接信号组件识别变电站设备的线路拓扑结构，并利用线路拓扑结构构建模拟监控网络；步骤s2、基于所述模拟监控网络对所有变电站设备按同工况属性进行集群规划成多组监控集群，并在监控集群中进行同步内分析识别出处于异常运行的变电站设备；步骤s3、利用所述模拟监控网络对所述处于异常运行的变电站设备进行循迹追溯同步获得与受处于异常运行的变电站设备影响关联的最大故障拓扑路径，并对最大故障路径进行故障预警实现变电站设备的故障监控。4.根据权利要求3所述的一种监控方法，其特征在于：所述步骤s1中，所述外接信号组件包括分别设置在所述变电站设备处的信号发生器和信号接收器，利用外接信号组件识别变电站设备的线路拓扑结构的具体方法包括：步骤s101、信号发生器随机产生一组序列互斥的拓扑信号同步跟随变电站设备的三相电流进行传输，所述信号接收器同步记录拓扑信号的信号序列并反馈至中控系统；步骤s102、所述中控系统比对所有所述信号接收器的信号序列，并依次将具有同一所述信号序列的信号接收器和信号发生器利用所述识别编号构建线路分支拓扑；步骤s103、将所有所述线路分支拓扑进行相同识别编号融合构建线路拓扑结构，并同步将所述线路拓扑结构反馈至中控系统。5.根据权利要求4所述的一种监控方法，其特征在于：所述步骤s1中，利用线路拓扑结构构建模拟监控网络的具体方法包括：将所述线路拓扑结构上的变电站设备编码量化为节点，并将线路拓扑结构上的变电站设备间的流向电流编码量化为边 ，表示节点和间的流向电流，，，n为变电站设备总数目；依据线路拓扑结构的拓扑形态进行节点和边的关联绘制生成模拟监控网络以实现将
复杂的线路拓扑结构简化为仅包含简单点边拓扑特性的模拟监控网络提高可视化效果。6.根据权利要求5所述的一种监控方法，其特征在于：所述步骤s2中，所述模拟监控网络对所有变电站设备按同工况属性进行集群规划成多组监控集群的具体方法包括：步骤一：基于台账参数将所有变电站设备分别量化为单个监控集群，其中表示第y台变电站设备的台账参数的集合，表示第y台变电站设备的第类台账参数，，，m为台账参数的总类别数目，n为变电站设备的总数目；步骤二：依次计算两监控集群的工况相似性，并基于最大工况相似性进行集群融合归一，所述监控集群的工况相似性为两集群中工况相似性最大的一对变电站设备之间的相似性，所述工况相似性用果瓦系数进行度量： ；其中，为变电站设备和变电站设备的果瓦系数，为变电站设备和变电站设备在和上的取值，和分别表示第y1、y2台变电站设备的第个台账参数，为加权变量，，，m为台账参数的总数目，n为变电站设备的总数目；步骤三：重复步骤二直至当前监控集群总数目是最初监控集群总数目的10%完成集群规划。7.根据权利要求6所述的一种监控方法，其特征在于：所述步骤s2中，在监控集群中进行同步内分析识别出处于异常运行的变电站设备的具体方法包括：对各监控集群中的所有变电站设备运行数据分别进行归一化处理为消除不同指标量纲带来的差异，所述归一化公式为： ；其中，表示第台变电站设备的运行数据，表示第y台变电站设备的第类运行数据，n2表示集群中变电站设备的台数，表示归一化处理后第y台变电站设备的第类运行数据，p为运行数据的种类总数目，；量化同一集群中的变电站设备两两之间的距离，所述距离用欧式距离度量，所述欧式
距离的计算公式为：；为变电站设备和变电站设备的欧式距离，、分别表示为第y1、y2台变电站设备的第类运行数据，，n2表示监控集群中变电站设备的总数目， ，p为运行数据的种类总数目；设置距离阈值，基于所述距离阈值判定所述集群中变电站设备的运行状况。8.根据权利要求7所述的一种监控方法，其特征在于：基于所述距离阈值判定所述集群中变电站设备的运行状况的方法包括：若各监控集群中与变电站设备y的距离大于距离阈值的变电站设备数量超过监控集群中变电站设备总数目n2的80%，则判定变电站设备y的运行状况为异常，否则判定变电站设备y的运行状况正常。9.根据权利要求8所述的一种监控方法，其特征在于，所述步骤s3中，利用所述模拟监控网络对所述处于异常运行的变电站设备进行循迹追溯同步获得与受处于异常运行的变电站设备影响关联的最大故障拓扑路径的具体方法包括：提取处于异常运行的变电站设备y1，并依据所述变电站设备y1在模拟监控网络中提取出与所述变电站设备y1存在边连接的所有变电站设备y2；在模拟监控网络将所述变电站设备y1和变电站设备y2以及所述变电站设备y1和变电站设备y2的边进行同步提取作为表征故障影响最大范围的所述最大故障拓扑路径。10.根据权利要求9所述的一种监控方法，其特征在于，所述故障预警包括在模拟监控网络对最大故障路径进行突出显示。

技术总结
本发明公开了一种区域内变电站设备模拟监控系统及方法，包括：外接信号组件，所述外接信号组件设置在变电站设备处并具有与变电站设备一致的识别编号，所述外接信号组件包括分别设置在所述变电站设备处的信号发生器和信号接收器，所述外接信号组件用于产生并接收拓扑信号以标定由变电站设备位置构成线路拓扑结构。本发明采用层次聚类算法将台账参数、工况数据相似的变电站设备划分进同一监控集群，以此为依据的每一个监控集群变电站设备之间理应具有相似的状态，再通过同一监控集群中变电站设备运行数据的互比较了解集群内设备的差异性，能迅速判断哪台变电站设备处于异常状态，且异常检测准确率高。且异常检测准确率高。且异常检测准确率高。


技术研发人员：卢敬光 李敬棠 李良 祁锡汉 崔智勇 卢耀良 吴镇林
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司东莞供电局
技术研发日：2021.10.18
技术公布日：2021/11/14