基于物联网的电力故障检测系统及方法与流程

1.本发明涉及电力检测技术领域，具体为基于物联网的电力故障检测系统及方法。


背景技术：

2.配电线路是电力系统中的重要组成部分，是指从降压变电站把电力配送到配电变压器的线路，也是配送电力的最后环节；但是其故障率却极其高，据统计，配电线路的故障率占电力系统中各种故障的90％以上。一旦配电线路发生故障，将会导致用户无法正常用电，并导致较大的经济损失；
3.技术人员需要投入大量的人力、物力对每一节配电线路进行检查，但是通过此方法对配电线路进行检查，不仅复杂、效率低，而且无法及时向维修站报告维修的进度，且导致部分区域长时间断电；
4.且现有技术中大量技术人员只能定位出发生故障的线路，但是并不能够精确到具体的故障点，因此，需要一种快速定位故障点、及时了解配电线路故障点的维修进度的技术。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供基于物联网的电力故障检测系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于物联网的电力故障检测系统，该系统包括配电线路数据获取模块、配电线路断裂分析模块、配电线路故障点分析模块和物联网云端控制模块；
7.所述配电线路数据获取模块用于获取流过配电线路节点上的数据，并对数据进行比较；
8.所述配电线路断裂分析模块用于通过视频监控终端对配电线路的状态进行分析，根据配电线路的状态，分配工作人员对配电线路进行维修；
9.所述配电线路故障点分析模块用于建立节点影响度模型，确定配电线路上节点的故障概率并排序，通过建立最优维修路线对故障节点进行维修；
10.所述物联网云端控制模块用于通过保存配电线路上的历史数据，对所述模块远程控制并发布指令；
11.所述物联网云端控制模块与配电线路数据获取模块、配电线路断裂分析模块、配电线路故障点分析模块相连接。
12.进一步的，所述配电线路数据获取模块包括配电线路节点设置单元、线路数据监控单元、数据比较处理单元和节点位置定位单元；
13.所述配电线路节点获取单元用于获取设置在配电线路上的节点信息，并通过物联网云端控制模块将节点信息输送至线路数据监控单元；
14.所述线路数据监控单元用于获取节点中的数据信息，所述数据信息包括流过配电
线路的电压和电流信息；
15.所述数据比较处理单元用于对比配电线路中不同节点的数据信息，得到对比信息，将对比信息通过物联网云端控制模块输送至节点位置定位单元；
16.所述节点位置定位单元用于获取对比的数据信息，得到配电线路中数据异常的节点，并获取异常节点的位置信息；
17.所述节点位置定位单元的输出端与配电线路节点设置单元、线路数据监控单元、数据比较处理单元的输入端相连接。
18.进一步的，所述配电线路断裂分析模块包括节点断裂分析单元和维修进度上报单元；
19.所述节点断裂分析单元用于遍历每个节点的数据信息，根据节点信息分析配电线路的状态，并通过视频监控终端分析配电线路是否断裂；
20.所述维修进度上报单元用于检测到配电线路存在断裂状态时，分配维修公司对配电线路进行维修，并汇报维修结果至物联网云端控制模块；
21.所述维修进度上报单元的输出端与节点破裂分析单元的输入端相连接。
22.进一步的，所述配电线路故障点分析模块包括历史节点数据获取单元、影响模型建立单元、节点故障概率排序单元、二维平面显示单元和最优维修路线建立单元；
23.所述历史节点数据获取单元用于从物联网云端控制模块中获取配电线路中的历史故障节点的信息，并将历史故障节点的信息输送至影响模型建立单元中；
24.所述影响模型建立单元用于对历史故障节点与配电线路中的剩余节点建立影响度模型，进而分析历史故障节点对剩余节点的影响程度；
25.所述节点故障概率排序单元用于对配电线路的节点故障概率进行排序，并将排序结果输送至最优维修路线建立单元中；
26.所述二维平面显示单元用于建立二维平面模型，并在二维平面模型上展示故障节点和维修点的位置关系；
27.所述最优维修路线建立单元用于根据节点的故障概率，建立最优维修路线，并将路线结果输送至物联网云端控制模块中；
28.所述最优维修路线建立单元的输出端与历史节点数据获取单元、影响模型建立单元、节点故障概率排序单元、二维平面显示单元的输入端相连接。
29.进一步的，所述物联网云端控制模块包括数据保存单元、通讯传输单元和远程控制单元；
30.所述数据保存单元用于保存配电线路中不同时间段下节点的数据；
31.所述通讯传输单元用于接收配电线路中节点所反馈的数据；
32.所述远程控制单元用于根据配电线路所反馈的数据进行指令控制；
33.所述远程控制单元的输出端与数据保存单元和通讯传输单元的输入端相连接。
34.所述节点上安装有电压监测装置。
35.基于物联网的电力故障检测方法，所述电力故障检测方法包括如下步骤：
36.s01:获取配电线路上的节点信息，并实时获取流过节点上的电压信息；
37.s02:若检测到流过节点的电压值大于标准电压值，通过视频监控终端对配电线路中不同节点状态进行监控，分析配电线路是否断裂；若通过视频监控终端检测到配电线路
断裂，则分配维修公司对配电线路进行维修，并上报维修结果；若通过视频监控终端未检测到配电线路断裂，则反馈至步骤s03；
38.s03:获取配电线路中历史故障节点信息，建立历史故障节点与剩余故障节点的影响度模型，分析配电线路中历史故障节点对剩余故障节点的影响程度；得到配电线路中节点的故障概率并对故障概率进行排序；
39.s04：对步骤s03中节点的故障概率进行排序，对发生故障的配电线路节点设置最优维修路线。
40.在所述步骤s02中，获取配电线路中的节点信息，具体为u＝{u1,u2,u3...u
n
},n是节点项数，u
n
是指第n个节点的电压值，通过视频监控终端检测到配电线路发生断裂，且u
i
>u
max
，配电线路发生断裂时所对应的节点i位置信息为w＝(x,y)；建立二维平面模型，获取到维修点的位置信息集合为q＝{q1,q2,q3...q
m
}＝{(a1,b1),(a2,b2),(a3,b3)...(a
m
,b
m
)}，m是指维修点项数，q
m
是指第m个维修点的位置，q
k
是指第k个维修点的位置，q
h
是指第h个维修点的位置，u
max
是指预设最大的节点电压值；
[0041][0042][0043]
若检测到w
‑
q
k
<w
‑
q
h
时，则选择维修点k进行维修；否则，选择维修点h进行维修。
[0044]
在所述步骤s03中，获取历史故障节点a所对应的电压信息为u
a
和相邻历史故障节点集合a
′
＝{a
′1,a
′2,a
′3...a
′
f
}所对应的电压信息集合为
[0045]
若检测到时,则历史节点1至历史节点o受到节点a的影响程度且等于预设标准值，则节点a
′1到节点a
′
o
的故障概率为100％；
[0046]
若检测到时,则历史节点p至历史节点s受到节点a的影响程度且小于预设标准值，则节点a
′1到节点a
′
o
的故障概率为90％；
[0047]
若检测到则历史节点t至历史节点e受到节点a的影响程度小于预设标准值，则节点a
′
t
到节点a
′
e
的故障概率为80％，并对相邻节点发生故障的概率按照从大到小进行排序。
[0048]
在所述步骤s04中，根据相邻节点发生故障的概率进行排序，得到最优维修路线；
[0049]
其中，最优维修路线所应满足的条件为：
[0050][0051]
若满足上述条件，则选择维修点β对故障点进行维修；否则，选择维修点g对故障点进行维修；
[0052]
其中：d(a
′
o
)为节点a
′
o
的位置，g(α)是故障点
ɑ
的位置，g(β)是故障点β的位置。
[0053]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
[0054]
通过配电线路断裂分析模块，能够在第一时间内排除是否有配电线路由于断裂导致配电线路的电压发生变化，通过该方式能够加快定位故障点，该方式无需技术人员人工巡检，此方式简单、难度小；
[0055]
通过配电线路故障点分析模块，在排除配电线路由于断裂导致的故障后，通过调取历史故障节点，并对历史故障节点进行定位，能够根据电压之间的变化判断出配电线路发生故障的概率；通过物联网云端控制模块，能够及时向维修站报告维修的进度。
附图说明
[0056]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0057]
图1是本发明基于物联网的电力故障检测系统及方法的步骤示意图；
[0058]
图2是本发明基于物联网的电力故障检测系统及方法的模块组成示意图。
具体实施方式
[0059]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0060]
请参阅图1
‑
2，本发明提供技术方案：
[0061]
基于物联网的电力故障检测系统，该系统包括配电线路数据获取模块、配电线路断裂分析模块、配电线路故障点分析模块和物联网云端控制模块；
[0062]
所述配电线路数据获取模块用于获取流过配电线路节点上的数据，并对数据进行比较；
[0063]
所述配电线路断裂分析模块用于通过视频监控终端对配电线路的状态进行分析，根据配电线路的状态，分配工作人员对配电线路进行维修；
[0064]
所述配电线路故障点分析模块用于建立节点影响度模型，确定配电线路上节点的故障概率并排序，通过建立最优维修路线对故障节点进行维修；
[0065]
所述物联网云端控制模块用于通过保存配电线路上的历史数据，对所述模块远程控制并发布指令；
[0066]
所述物联网云端控制模块与配电线路数据获取模块、配电线路断裂分析模块、配电线路故障点分析模块相连接。
[0067]
进一步的，所述配电线路数据获取模块包括配电线路节点设置单元、线路数据监控单元、数据比较处理单元和节点位置定位单元；
[0068]
所述配电线路节点获取单元用于获取设置在配电线路上的节点信息，并通过物联网云端控制模块将节点信息输送至线路数据监控单元；
[0069]
所述线路数据监控单元用于获取节点中的数据信息，所述数据信息包括流过配电线路的电压和电流信息；
[0070]
所述数据比较处理单元用于对比配电线路中不同节点的数据信息，得到对比信息，将对比信息通过物联网云端控制模块输送至节点位置定位单元；
[0071]
所述节点位置定位单元用于获取对比的数据信息，得到配电线路中数据异常的节点，并获取异常节点的位置信息；
[0072]
所述节点位置定位单元的输出端与配电线路节点设置单元、线路数据监控单元、
数据比较处理单元的输入端相连接。
[0073]
进一步的，所述配电线路断裂分析模块包括节点断裂分析单元和维修进度上报单元；
[0074]
所述节点断裂分析单元用于遍历每个节点的数据信息，根据节点信息分析配电线路的状态，并通过视频监控终端分析配电线路是否断裂；
[0075]
所述维修进度上报单元用于检测到配电线路存在断裂状态时，分配维修公司对配电线路进行维修，并汇报维修结果至物联网云端控制模块；
[0076]
所述维修进度上报单元的输出端与节点破裂分析单元的输入端相连接。
[0077]
进一步的，所述配电线路故障点分析模块包括历史节点数据获取单元、影响模型建立单元、节点故障概率排序单元、二维平面显示单元和最优维修路线建立单元；
[0078]
所述历史节点数据获取单元用于从物联网云端控制模块中获取配电线路中的历史故障节点的信息，并将历史故障节点的信息输送至影响模型建立单元中；
[0079]
所述影响模型建立单元用于对历史故障节点与配电线路中的剩余节点建立影响度模型，进而分析历史故障节点对剩余节点的影响程度；
[0080]
所述节点故障概率排序单元用于对配电线路的节点故障概率进行排序，并将排序结果输送至最优维修路线建立单元中；
[0081]
所述二维平面显示单元用于建立二维平面模型，并在二维平面模型上展示故障节点和维修点的位置关系；
[0082]
所述最优维修路线建立单元用于根据节点的故障概率，建立最优维修路线，并将路线结果输送至物联网云端控制模块中；
[0083]
所述最优维修路线建立单元的输出端与历史节点数据获取单元、影响模型建立单元、节点故障概率排序单元、二维平面显示单元的输入端相连接。
[0084]
进一步的，所述物联网云端控制模块包括数据保存单元、通讯传输单元和远程控制单元；
[0085]
所述数据保存单元用于保存配电线路中不同时间段下节点的数据；
[0086]
所述通讯传输单元用于接收配电线路中节点所反馈的数据；
[0087]
所述远程控制单元用于根据配电线路所反馈的数据进行指令控制；
[0088]
所述远程控制单元的输出端与数据保存单元和通讯传输单元的输入端相连接。
[0089]
所述节点上安装有电压监测装置，所述电压监测装置对节点上的电压进行检测，并将检测到的结果输送至物联网云端控制模块中。
[0090]
基于物联网的电力故障检测方法，所述电力故障检测方法包括如下步骤：
[0091]
s01:获取配电线路上的节点信息，并实时获取流过节点上的电压信息；
[0092]
s02:若检测到流过节点的电压值大于标准电压值，通过视频监控终端对配电线路中不同节点状态进行监控，分析配电线路是否断裂；若通过视频监控终端检测到配电线路断裂，则分配维修公司对配电线路进行维修，并上报维修结果；若通过视频监控终端未检测到配电线路断裂，则反馈至步骤s03；
[0093]
s03:获取配电线路中历史故障节点信息，建立历史故障节点与剩余故障节点的影响度模型，分析配电线路中历史故障节点对剩余故障节点的影响程度；得到配电线路中节点的故障概率并对故障概率进行排序；
[0094]
s04：对步骤s03中节点的故障概率进行排序，对发生故障的配电线路节点设置最优维修路线。
[0095]
在所述步骤s02中，获取配电线路中的节点信息，具体为u＝{u1,u2,u3...u
n
},n是节点项数，u
n
是指第n个节点的电压值，通过视频监控终端检测到配电线路发生断裂，且u
i
>u
max
，配电线路发生断裂时所对应的节点i位置信息为w＝(x,y)；建立二维平面模型，获取到维修点的位置信息集合为q＝{q1,q2,q3...q
m
}＝{(a1,b1),(a2,b2),(a3,b3)...(a
m
,b
m
)}，m是指维修点项数，q
m
是指第m个维修点的位置，q
k
是指第k个维修点的位置，q
h
是指第h个维修点的位置，u
max
是指预设最大的节点电压值；
[0096][0097][0098]
若检测到w
‑
q
k
<w
‑
q
h
时，则选择维修点k进行维修；否则，选择维修点h进行维修。
[0099]
在所述步骤s03中，获取历史故障节点a所对应的电压信息为u
a
和相邻历史故障节点集合a
′
＝{a
′1,a
′2,a
′3...a
′
f
}所对应的电压信息集合为
[0100]
若检测到时,则历史节点1至历史节点o受到节点a的影响程度且等于预设标准值，则节点a
′1到节点a
′
o
的故障概率为100％；
[0101]
若检测到时,则历史节点p至历史节点s受到节点a的影响程度且小于预设标准值，则节点a
′1到节点a
′
o
的故障概率为90％；
[0102]
若检测到则历史节点t至历史节点e受到节点a的影响程度小于预设标准值，则节点a
′
t
到节点a
′
e
的故障概率为80％，并对相邻节点发生故障的概率按照从大到小进行排序；
[0103]
根据历史节点中电压值的变化，分析相邻故障点受影响程度，得到配电线路中所发生的故障概率，进而能够在本次配电线路发生故障时，一一对故障点进行分析并排除，从而能够起到逐步缩小故障范围。
[0104]
在所述步骤s04中，根据相邻节点发生故障的概率进行排序，得到最优维修路线；
[0105]
其中，最优维修路线所应满足的条件为：
[0106][0107]
若满足上述条件，则选择维修点β对故障点进行维修；否则，选择维修点g对故障点进行维修；
[0108]
其中：d(a
′
o
)为节点a
′
o
的位置，g(α)是故障点
ɑ
的位置，g(β)是故障点β的位置。
[0109]
在得到故障点的情况，需要维修站对故障点进行维修，因此，维修点的位置极其重要；不仅要满足维修站到各个节点的距离最小还要满足维修站能够首次对维修点进行维修，因此最优维修路线需要满足上述特点，保证维修站能够及时对其进行维修。
[0110]
实施例1：配电线路中的节点信息，具体为u＝{u1,u2,u3}＝{224.5,225.7,385}，通过视频监控终端检测到配电线路发生断裂，得到u3>u
max
，配电线路发生断裂时所对应的节点3位置信息为w＝(x,y)＝(500,1000)；建立二维平面模型，获取到维修点的位置信息集合
为q＝{q1,q2,q3}＝{(a1,b1),(a2,b2),(a3,b3)}＝{(450,680),(500,1200),(840,998)}；
[0111][0112][0113][0114]
340>323>200；
[0115]
因此，选择第二维修点对配电线路进行维修。
[0116]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0117]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。