一种基于电力调度自动化业务的故障追溯系统和方法与流程

1.本发明属于电力调度自动化技术领域，具体涉及一种基于电力调度自动化业务的故障追溯系统和方法。


背景技术：

2.在经济和科技的带动下，电力调度自动化的发展呈现出蓬勃的生命力，电网的调度水平也日益提高，随之而来的各类调度自动化系统相继建成，且地调以及县调各系统之间的业务交互应用也变得比较频繁。这就导致信息流在主站进一步汇聚和增大，主站调度自动化系统产生不小的压力。
3.电力调度自动化运行分析报告显示，很多隐性缺陷产生在信息流中，信息流数据量大、消失快，追溯分析十分困难。由于通信通道或厂站总控设备误发数据，调度自动化系统有时会出现误报或漏报信息的问题。除了常规功能性缺陷，仍有大量异常现象难以确定具体原因，不利于电力调度自动化系统异常的消除，成为提升电力调度自动化系统运行水平的瓶颈。
4.其中，故障追溯分析等工作缺乏数据支撑的问题尤其突出。由于缺乏黑匣子机制，许多问题的数据没有即时保存，这给调度自动化人员的学习、故障分析、演习都带来问题，不利于人才队伍的培养。
5.因此需要一种简单且高效的方法来追溯故障信息，这样调度人员才可以快速的定位到故障的根源，也使现场工作人员更清晰的知道电网故障的原因。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种基于电力调度自动化业务的故障追溯系统和方法，可以将故障问题及时保存，提升调度人员快速查找故障根源的能力。
7.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
8.一种基于电力调度自动化业务的故障追溯系统，包括：
9.数据存储模块、数据获取模块、故障追溯控制模块和显示模块；数据存储模块、数据获取模块、故障追溯控制模块、显示模块顺序连接；
10.其中：
11.所述数据存储模块包括历史数据存储单元和时间序列报文存储单元；
12.所述历史数据存储单元用于存储故障发生时的调度自动化系统中的数据，包括故障追溯时需要的电网运行方式、图形及起始断面数据，以及用来在追溯时告警的历史告警数据；
13.所述时间序列报文存储单元用于存储历史变化的报文解析数据，该历史变化数据带有时间戳；
14.所述数据获取模块包括历史告警数据获取单元和历史变化数据获取单元；
15.所述历史告警数据获取单元用于获取所述历史数据存储单元中的历史告警数据；
16.所述历史变化数据获取单元用于获取时间序列报文存储单元中的历史变化数据；
17.所述故障追溯控制模块用于将数据获取模块获取的数据进行条件检索、分析实现故障溯源，然后通过显示模块以图形或者告警的形式展示；
18.所述显示模块包括告警显示单元和图形展示单元；
19.所述告警显示单元用于显示故障追溯控制模块中的故障溯源结果，且该结果采用的数据源于历史数据存储单元中的历史告警数据；
20.所述图形展示单元用于显示故障追溯控制模块中的故障溯源结果，且该结果采用的数据源于历史变化数据获取单元中的变化数据。
21.进一步，优选的是，历史变化的报文解析数据为故障发生前后的半小时内电力调度系统发生变化的数据。
22.进一步，优选的是，故障追溯控制模块实现故障溯源的具体方法包括如下步骤：
23.步骤1：根据数据获取模块获取的数据，建立具有时空特性的电网故障异常传播模型，求得各个观测点故障特征与故障传播时间；
24.步骤2：获取电网中的运行数据，根据granger因果关系确定适用于故障诊断的观测点，并提取这些观测点的故障特征与故障传播时间；
25.步骤3：与电网故障异常传播模型进行对比，从而确定系统故障类型及故障位置，实现故障溯源。
26.进一步，优选的是，所述的电网故障异常传播模型的具体构建方法如下：
27.在电力调度数据网不同位置设置q个观测点，建立电力调度数据网正常运行时p观测点信号传播模型；
28.z
p
(t
p
)＝s
p,p-1
×zp-1
(t
p-1
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
29.其中，z
p
(t
p
)表示第p个观测点处信号；p＝1,2,......,q；q为观测点总数；t
p
和t
p-1
分别表示p观测点和p-1观测点事件变量；s
p,p-1
表示从p-1观测点信号z
p-1
(t
p-1
)传播至p观测点信号z
p
(t
p
)间的转移函数；s
p,p-1
＝f(g
p,p-1
,t
p
)，其中g
p,p-1
由两观测点间的系统结构决定(现有技术)；
30.当电力调度数据网发生故障时，p观测点信号传播模型表示为(即为电网故障异常传播模型)：
[0031][0032]
其中，为系统正常运行时p观测点信号，为系统在h点发生第k类故障时p观测点处的信号，其中，k＝1,2,...,nf表示系统故障种类，h为故障位置，h＝1,2,...,ng；s
p,h
表示从故障位置h到观测点p的信号转移函数；为系统在h点发生k类故障时的故障源信号；为p观测点时间变量；为故障源信号从h点传播到p观测点的演变故障信号，为s
p,h
和的函数(现有技术)，为信号运算，即系统发生故障后p观测点的信号是由不含故障信号部分与演变故障信号二者通过信号运算得到。
[0033]
进一步，优选的是，根据granger因果关系确定适用于故障诊断的观测点的具体方
法为：
[0034]
根据建立的故障传播模型，得到不同观测点信号z
p1
(t
p1
)、z
p2
(t
p2
)，p1≠p2，p1，p2∈{1,2,...,q}，判断z
p1
(t
p1
)和z
p2
(t
p2
)之间是否存在granger因果关系；通过对不同观测点间因果关系的判定，确定适合用于故障诊断的观测点，具体步骤如下：
[0035]
步骤2.1：设观测点信号z
p1
(t
p1
)，z
p2
(t
p2
)的采样数据集如下，{z
p1
(d
1-q
),...,z
p1
(d0),z
p1
(d1),z
p1
(d2),...,z
p1
(dv),...z
p1
(dw)}，{z
p2
(d
1-q
),...,z
p2
(d0),z
p2
(d1),z
p2
(d2),...,z
p2
(dv),...z
p2
(dw)}，采样周期为t，当前采样时刻为{d1,d2,...,dv,...,dw}，容量为w，过去采样时刻为{d
1-q
,...,d0},容量为q；
[0036]
构造p2观测点信号采样值z
p2
(dv)的无约束回归方程为，
[0037][0038]
其中，z
′
p2
(dv)为p2观测点信号采样值z
p2
(dv)的无约束回归估计值；z
p1
(d
v-m
)为z
p1
(dv)的第m个滞后项；z
p2
(d
v-n
)为z
p2
(dv)的第n个滞后项；m和n为滞后项数；ε
t
为白噪声；αm为z
p1
(dv)的系数估计值；βn为z
p2
(dv)的系数估计值；公式(3)中含有p1观测点信号采样值z
p1
(dv)的滞后项z
p1
(d
v-m
)，是p2观测点信号采样值z
p2
(dv)的无约束回归方程；
[0039]
计算公式(3)回归方程残差平方和r
sur
，为
[0040][0041]
构造p2观测点信号采样值z
p2
(dv)的受约束回归方程为，
[0042][0043]
其中，z
″
p2
(dv)为p2观测点的受约束回归估计值；公式(5)中不包含p1观测点信号采样值z
p1
(dv)的滞后项z
p1
(d
v-m
)，是p2观测点信号采样值z
p2
(dv)的受约束回归方程；
[0044]
计算公式(5)回归方程残差平方和r
sr
，为
[0045][0046]
构造p1观测点信号与p2观测点信号之间的granger因果关系统计量g
p1,p2
，为
[0047][0048]
步骤2.2：假定p1＝px，px＝1，观测点是故障源或故障源附近的观测点；设定阈值ga；
[0049]
步骤2.3：计算p1观测点信号z
p1
(t
p1
)与其他所有观测点信号z
py
(t
py
)之间的granger因果关系统计量g
p1,py
，py＝1,2,...,q，py≠px；如果所有的g
p1,py
≥ga，则p1观测点信号是引起其他观测点信号变化的原因，p1观测点是适合提取信号故障特征用于故障诊断的观测点，否则不是，进行下一步骤；
[0050]
步骤2.4：假定p1＝px 1，px＝1,2,...,q；重复步骤2.3，检测所有观测点是否是适合提取信号故障特征用于故障诊断的观测点。
[0051]
进一步，优选的是，所述故障类型有：远动装置104协议假在线、报文丢失、主站遥
控失败、站端远动装置频繁切换。
[0052]
进一步，优选的是，与电网故障异常传播模型进行对比，从而确定系统故障类型及故障位置，实现故障溯源；具体步骤如下：
[0053]
步骤3.1：获取步骤1中求得的各个观测点故障特征f与故障传播时间t；
[0054]
步骤3.2：获取步骤2中提取的这些观测点的故障特征fa与故障传播时间ta；
[0055]
步骤3.3：将步骤3.2获取的故障特征f与步骤3.1获取的故障特征fa进行比对，使用欧氏距离来计算故障特征f和fa之间的相似度，距离越小，相似度大；
[0056]
特征f和fa有l维样本，f＝(f1,f2,...,f
l
)和fa＝(f
a1
,f
a2
,...,f
al
)；
[0057][0058]
设置阈值dk，若d
ed
≤dk，则说明故障特征f和fa之间相似；
[0059]
步骤3.4：步骤3.2获取的故障传播时间t与步骤3.1获取的故障传播时间ta进行比对；
[0060]
t
ed
＝|t-ta|
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0061]
设置时间阈值tk，若t
ed
≤tk，则说明故障传播时间特征t和ta之间误差小；
[0062]
步骤3.5：当某个观测点的fa、ta都不超过其对应的阈值，则认为该观测点为故障位置，并根据故障特征f获取其故障类型，实现故障溯源。
[0063]
本发明基于具有时空特性的电网故障异常传播模型，提取各个观测点发生各个类型故障时的故障特征与故障传播时间(采用现有的提取方式)，然后与实际故障发生时，提取根据granger因果关系确定适用于故障诊断的观测点的故障特征与故障传播时间，然后进行比对，从这些确定的观测点进行筛选，从而获得故障类型及故障位置，实现故障溯源。
[0064]
本发明同时提供一种基于电力调度自动化业务的故障追溯方法，采用上述基于电力调度自动化业务的故障追溯系统，包括如下步骤：
[0065]
s1：故障追溯控制模块获取到用户需要追溯的故障发生时间，并将故障追溯时间发送给数据获取模块；
[0066]
s2：数据获取模块根据收到的故障追溯时间，从数据存储模块中获取数据并反馈给故障追溯控制模块；
[0067]
s3：故障追溯控制模块接收到所述数据获取模块反馈的数据后，进行故障溯源处理后，将获取数据及故障溯源处理结果发送给显示模块进行显示。
[0068]
本发明中，历史变化的报文解析数据又称为时序变化数据信息。时序变化数据信息是指带时间戳的量测全网时序变化的量测数据。不同于现有的调度自动化系统中只能够存储短期内的历史数据，所述时间序列报文存储单元可以将所有量测变化数据以带有时间戳的方式进行存储。在后续的故障追溯时，可以根据时间戳从时间序列报文存储单元中获取电力调度自动化系统中所有变化的数据，因此时间序列报文存储单元的建设解决了现有电力调度自动化系统中变化数据难以全存储的问题。
[0069]
本发明中图形展示单元用于显示时间序列报文存储单元中的变化数据，其表现形式为折线或者图形的样式。
[0070]
本发明中，对于观测点的设置具体位置没有限制，优选，观测点的设置应依据系统结构特点，充分利用已有传感器条件，设置在可测量位置。
[0071]
本发明，为s
p,h
和的函数，转移函数等均为现有技术。为信号运算，选择相加或相乘运算皆可；即系统发生故障后p观测点的信号是由不含故障信号部分与演变故障信号相加或相乘得到。
[0072]
本发明中，当某个观测点的fa、ta都不超过其对应的阈值，则认为该观测点为故障位置，并根据故障特征f获取其故障类型，实现故障溯源。当出现多个观测点fa、ta都不超过其对应的阈值，则转人工判别。
[0073]
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
[0074]
本发明中的时间序列报文存储单元可以将所有量测变化数据以带有时间戳的方式进行存储，在故障追溯时，根据时间戳从时间序列报文存储单元中获取电力调度自动化系统中所有变化的数据。本发明能够获取故障前后半小时内的全网断面数据并存储，降低了故障追溯的难度，提升了调度人员快速查找故障根源的能力。
附图说明
[0075]
图1是本发明基于电力调度自动化业务的故障追溯系统功能结构示意图；
[0076]
图2是本发明基于电力调度自动化业务的故障追溯方法流程图；
[0077]
图3是本发明基于电力调度自动化业务的故障追溯方法具体流程图。
具体实施方式
[0078]
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
[0079]
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
[0080]
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0081]
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0082]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0083]
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0084]
实施例1
[0085]
如图1所示，一种基于电力调度自动化业务的故障追溯系统，包括：
[0086]
数据存储模块1、数据获取模块2、故障追溯控制模块3和显示模块4；数据存储模块1、数据获取模块2、故障追溯控制模块3、显示模块4顺序连接；
[0087]
其中：
[0088]
所述数据存储模块1包括历史数据存储单元11和时间序列报文存储单元12；
[0089]
所述历史数据存储单元11用于存储故障发生时的调度自动化系统中的数据，包括故障追溯时需要的电网运行方式、图形及起始断面数据，以及用来在追溯时告警的历史告警数据；
[0090]
所述时间序列报文存储单元12用于存储历史变化的报文解析数据，该历史变化数据带有时间戳；
[0091]
所述数据获取模块2包括历史告警数据获取单元21和历史变化数据获取单元22；
[0092]
所述历史告警数据获取单元21用于获取所述历史数据存储单元11中的历史告警数据；
[0093]
所述历史变化数据获取单元22用于获取时间序列报文存储单元12中的历史变化数据；
[0094]
所述故障追溯控制模块3用于将数据获取模块2获取的数据进行条件检索、分析实现故障溯源，然后通过显示模块4以图形或者告警的形式展示；
[0095]
所述显示模块4包括告警显示单元41和图形展示单元42；
[0096]
所述告警显示单元41用于显示故障追溯控制模块3中的故障溯源结果，且该结果采用的数据源于历史数据存储单元11中的历史告警数据；
[0097]
所述图形展示单元42用于显示故障追溯控制模块3中的故障溯源结果，且该结果采用的数据源于历史变化数据获取单元22中的变化数据。
[0098]
实施例2
[0099]
如图1所示，一种基于电力调度自动化业务的故障追溯系统，包括：
[0100]
数据存储模块1、数据获取模块2、故障追溯控制模块3和显示模块4；数据存储模块1、数据获取模块2、故障追溯控制模块3、显示模块4顺序连接；
[0101]
其中：
[0102]
所述数据存储模块1包括历史数据存储单元11和时间序列报文存储单元12；
[0103]
所述历史数据存储单元11用于存储故障发生时的调度自动化系统中的数据，包括故障追溯时需要的电网运行方式、图形及起始断面数据，以及用来在追溯时告警的历史告警数据；
[0104]
所述时间序列报文存储单元12用于存储历史变化的报文解析数据，该历史变化数据带有时间戳；
[0105]
所述数据获取模块2包括历史告警数据获取单元21和历史变化数据获取单元22；
[0106]
所述历史告警数据获取单元21用于获取所述历史数据存储单元11中的历史告警数据；
[0107]
所述历史变化数据获取单元22用于获取时间序列报文存储单元12中的历史变化数据；
[0108]
所述故障追溯控制模块3用于将数据获取模块2获取的数据进行条件检索、分析实现故障溯源，然后通过显示模块4以图形或者告警的形式展示；
[0109]
所述显示模块4包括告警显示单元41和图形展示单元42；
[0110]
所述告警显示单元41用于显示故障追溯控制模块3中的故障溯源结果，且该结果采用的数据源于历史数据存储单元11中的历史告警数据；
[0111]
所述图形展示单元42用于显示故障追溯控制模块3中的故障溯源结果，且该结果采用的数据源于历史变化数据获取单元22中的变化数据。
[0112]
历史变化的报文解析数据为故障发生前后的半小时内电力调度系统发生变化的数据。
[0113]
实施例3
[0114]
如图1～3所示，一种基于电力调度自动化业务的故障追溯系统，包括：
[0115]
数据存储模块1、数据获取模块2、故障追溯控制模块3和显示模块4；数据存储模块1、数据获取模块2、故障追溯控制模块3、显示模块4顺序连接；
[0116]
其中：
[0117]
所述数据存储模块1包括历史数据存储单元11和时间序列报文存储单元12；
[0118]
所述历史数据存储单元11用于存储故障发生时的调度自动化系统中的数据，包括故障追溯时需要的电网运行方式、图形及起始断面数据，以及用来在追溯时告警的历史告警数据；
[0119]
所述时间序列报文存储单元12用于存储历史变化的报文解析数据，该历史变化数据带有时间戳；
[0120]
所述数据获取模块2包括历史告警数据获取单元21和历史变化数据获取单元22；
[0121]
所述历史告警数据获取单元21用于获取所述历史数据存储单元11中的历史告警数据；
[0122]
所述历史变化数据获取单元22用于获取时间序列报文存储单元12中的历史变化数据；
[0123]
所述故障追溯控制模块3用于将数据获取模块2获取的数据进行条件检索、分析实现故障溯源，然后通过显示模块4以图形或者告警的形式展示；
[0124]
所述显示模块4包括告警显示单元41和图形展示单元42；
[0125]
所述告警显示单元41用于显示故障追溯控制模块3中的故障溯源结果，且该结果采用的数据源于历史数据存储单元11中的历史告警数据；
[0126]
所述图形展示单元42用于显示故障追溯控制模块3中的故障溯源结果，且该结果采用的数据源于历史变化数据获取单元22中的变化数据。
[0127]
历史变化的报文解析数据为故障发生前后的半小时内电力调度系统发生变化的数据。
[0128]
故障追溯控制模块3实现故障溯源的具体方法包括如下步骤：
[0129]
步骤1：根据数据获取模块2获取的数据，建立具有时空特性的电网故障异常传播模型，求得各个观测点故障特征与故障传播时间；
[0130]
步骤2：获取电网中的运行数据，根据granger因果关系确定适用于故障诊断的观测点，并提取这些观测点的故障特征与故障传播时间；
[0131]
步骤3：与电网故障异常传播模型进行对比，从而确定系统故障类型及故障位置，实现故障溯源。
[0132]
实施例4
[0133]
如图1～3所示，一种基于电力调度自动化业务的故障追溯系统，包括：
[0134]
数据存储模块1、数据获取模块2、故障追溯控制模块3和显示模块4；数据存储模块1、数据获取模块2、故障追溯控制模块3、显示模块4顺序连接；
[0135]
其中：
[0136]
所述数据存储模块1包括历史数据存储单元11和时间序列报文存储单元12；
[0137]
所述历史数据存储单元11用于存储故障发生时的调度自动化系统中的数据，包括故障追溯时需要的电网运行方式、图形及起始断面数据，以及用来在追溯时告警的历史告警数据；
[0138]
所述时间序列报文存储单元12用于存储历史变化的报文解析数据，该历史变化数据带有时间戳；
[0139]
所述数据获取模块2包括历史告警数据获取单元21和历史变化数据获取单元22；
[0140]
所述历史告警数据获取单元21用于获取所述历史数据存储单元11中的历史告警数据；
[0141]
所述历史变化数据获取单元22用于获取时间序列报文存储单元12中的历史变化数据；
[0142]
所述故障追溯控制模块3用于将数据获取模块2获取的数据进行条件检索、分析实现故障溯源，然后通过显示模块4以图形或者告警的形式展示；
[0143]
所述显示模块4包括告警显示单元41和图形展示单元42；
[0144]
所述告警显示单元41用于显示故障追溯控制模块3中的故障溯源结果，且该结果采用的数据源于历史数据存储单元11中的历史告警数据；
[0145]
所述图形展示单元42用于显示故障追溯控制模块3中的故障溯源结果，且该结果采用的数据源于历史变化数据获取单元22中的变化数据。
[0146]
历史变化的报文解析数据为故障发生前后的半小时内电力调度系统发生变化的数据。
[0147]
故障追溯控制模块3实现故障溯源的具体方法包括如下步骤：
[0148]
步骤1：根据数据获取模块2获取的数据，建立具有时空特性的电网故障异常传播模型，求得各个观测点故障特征与故障传播时间；
[0149]
步骤2：获取电网中的运行数据，根据granger因果关系确定适用于故障诊断的观测点，并提取这些观测点的故障特征与故障传播时间；
[0150]
步骤3：与电网故障异常传播模型进行对比，从而确定系统故障类型及故障位置，实现故障溯源。
[0151]
所述的电网故障异常传播模型的具体构建方法如下：
[0152]
在电力调度数据网不同位置设置q个观测点，建立电力调度数据网正常运行时p观测点信号传播模型；
[0153]zp
(t
p
)＝s
p,p-1
×zp-1
(t
p-1
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0154]
其中，z
p
(t
p
)表示第p个观测点处信号；p＝1,2,......,q；q为观测点总数；t
p
和t
p-1
分别表示p观测点和p-1观测点事件变量；s
p,p-1
表示从p-1观测点信号z
p-1
(t
p-1
)传播至p观测点信号z
p
(t
p
)间的转移函数；s
p,p-1
＝f(g
p,p-1
,t
p
)，其中g
p,p-1
由两观测点间的系统结构决定；
[0155]
当电力调度数据网发生故障时，p观测点信号传播模型表示为：
[0156][0157]
其中，为系统正常运行时p观测点信号，为系统在h点发生第k类故障时p观测点处的信号，其中，k＝1,2,...,nf表示系统故障种类，h为故障位置，h＝1,2,...,ng；s
p,h
表示从故障位置h到观测点p的信号转移函数；为系统在h点发生k类故障时的故障源信号；为p观测点时间变量；为故障源信号从h点传播到p观测点的演变故障信号，为s
p,h
和的函数，为信号运算，即系统发生故障后p观测点的信号是由不含故障信号部分与演变故障信号二者通过信号运算得到。
[0158]
根据granger因果关系确定适用于故障诊断的观测点的具体方法为：
[0159]
根据建立的故障传播模型，得到不同观测点信号z
p1
(t
p1
)、z
p2
(t
p2
)，p1≠p2，p1，p2∈{1,2,...,q}，判断z
p1
(t
p1
)和z
p2
(t
p2
)之间是否存在granger因果关系；通过对不同观测点间因果关系的判定，确定适合用于故障诊断的观测点，具体步骤如下：
[0160]
步骤2.1：设观测点信号z
p1
(t
p1
)，z
p2
(t
p2
)的采样数据集如下，{z
p1
(d
1-q
),...,z
p1
(d0),z
p1
(d1),z
p1
(d2),...,z
p1
(dv),...z
p1
(dw)}，{z
p2
(d
1-q
),...,z
p2
(d0),z
p2
(d1),z
p2
(d2),...,z
p2
(dv),...z
p2
(dw)}，采样周期为t，当前采样时刻为{d1,d2,...,dv,...,dw}，容量为w，过去采样时刻为{d
1-q
,...,d0},容量为q；
[0161]
构造p2观测点信号采样值z
p2
(dv)的无约束回归方程为，
[0162][0163]
其中，z
′
p2
(dv)为p2观测点信号采样值z
p2
(dv)的无约束回归估计值；z
p1
(d
v-m
)为z
p1
(dv)的第m个滞后项；z
p2
(d
v-n
)为z
p2
(dv)的第n个滞后项；m和n为滞后项数；ε
t
为白噪声；αm为z
p1
(dv)的系数估计值；βn为z
p2
(dv)的系数估计值；公式(3)中含有p1观测点信号采样值z
p1
(dv)的滞后项z
p1
(d
v-m
)，是p2观测点信号采样值z
p2
(dv)的无约束回归方程；
[0164]
计算公式(3)回归方程残差平方和r
sur
，为
[0165][0166]
构造p2观测点信号采样值z
p2
(dv)的受约束回归方程为，
[0167]
[0168]
其中，z
″
p2
(dv)为p2观测点的受约束回归估计值；公式(5)中不包含p1观测点信号采样值z
p1
(dv)的滞后项z
p1
(d
v-m
)，是p2观测点信号采样值z
p2
(dv)的受约束回归方程；
[0169]
计算公式(5)回归方程残差平方和r
sr
，为
[0170][0171]
构造p1观测点信号与p2观测点信号之间的granger因果关系统计量g
p1,p2
，为
[0172][0173]
步骤2.2：假定p1＝px，px＝1，观测点是故障源或故障源附近的观测点；设定阈值ga；
[0174]
步骤2.3：计算p1观测点信号z
p1
(t
p1
)与其他所有观测点信号z
py
(t
py
)之间的granger因果关系统计量g
p1,py
，py＝1,2,...,q，py≠px；如果所有的g
p1,py
≥ga，则p1观测点信号是引起其他观测点信号变化的原因，p1观测点是适合提取信号故障特征用于故障诊断的观测点，否则不是，进行下一步骤；
[0175]
步骤2.4：假定p1＝px 1，px＝1,2,...,q；重复步骤2.3，检测所有观测点是否是适合提取信号故障特征用于故障诊断的观测点。
[0176]
所述故障类型有：远动装置104协议假在线、报文丢失、主站遥控失败、站端远动装置频繁切换。
[0177]
与电网故障异常传播模型进行对比，从而确定系统故障类型及故障位置，实现故障溯源；具体步骤如下：
[0178]
步骤3.1：获取步骤1中求得的各个观测点故障特征f与故障传播时间t；
[0179]
步骤3.2：获取步骤2中提取的这些观测点的故障特征fa与故障传播时间ta；
[0180]
步骤3.3：将步骤3.2获取的故障特征f与步骤3.1获取的故障特征fa进行比对，使用欧氏距离来计算故障特征f和fa之间的相似度；
[0181]
特征f和fa有l维样本，f＝(f1,f2,...,f
l
)和fa＝(f
a1
,f
a2
,...,f
al
)；
[0182][0183]
设置阈值dk，若d
ed
≤dk，则说明故障特征f和fa之间相似；
[0184]
步骤3.4：步骤3.2获取的故障传播时间t与步骤3.1获取的故障传播时间ta进行比对；
[0185]
t
ed
＝|t-ta|
ꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0186]
设置时间阈值tk，若t
ed
≤tk，则说明故障传播时间特征t和ta之间误差小；
[0187]
步骤3.5：当某个观测点的fa、ta都不超过其对应的阈值，则认为该观测点为故障位置，并根据故障特征f获取其故障类型，实现故障溯源。
[0188]
实施例5
[0189]
如图1～3所示，一种基于电力调度自动化业务的故障追溯方法，采用上述任意一项所述的基于电力调度自动化业务的故障追溯系统，包括如下步骤：
[0190]
s1：故障追溯控制模块3获取到用户需要追溯的故障发生时间，并将故障追溯时间
发送给数据获取模块2；
[0191]
s2：数据获取模块2根据收到的故障追溯时间，从数据存储模块1中获取数据并反馈给故障追溯控制模块3；
[0192]
s3：故障追溯控制模块3接收到所述数据获取模块2反馈的数据后，进行故障溯源处理后，将获取数据及故障溯源处理结果发送给显示模块4进行显示。
[0193]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。