本發(fā)明專利技術(shù)公開了基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法及系統(tǒng)，涉及電力自動化技術(shù)領(lǐng)域，包括：實時監(jiān)測高壓電能的流動路線和變壓器的網(wǎng)絡(luò)性能，通過計算每個異常侵入的危害指數(shù)和持續(xù)時間，得到第一網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)；同時，通過計算變壓器的網(wǎng)絡(luò)丟包率、帶寬占用率和相鄰變壓器網(wǎng)絡(luò)流量的衰減率，得到第二網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)；將這兩個指數(shù)結(jié)合，得到綜合網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)，用于判斷智能變電站網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)故障，并定位故障來源；若第一網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)超標(biāo)，指示異常網(wǎng)絡(luò)侵入；若某變壓器連續(xù)兩個周期網(wǎng)絡(luò)評估異常，指示該變壓器處網(wǎng)絡(luò)異常；實現(xiàn)了對智能變電站網(wǎng)絡(luò)的全面監(jiān)測與故障精準(zhǔn)定位，提高了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和安全性。
1、隨著智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，智能變電站作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵節(jié)點，其網(wǎng)絡(luò)的安全性和穩(wěn)定性對于整個電網(wǎng)的可靠運(yùn)行至關(guān)重要；智能變電站通過集成先進(jìn)的傳感技術(shù)、通信技術(shù)和信息技術(shù)，實現(xiàn)了對電能流動、設(shè)備狀態(tài)及網(wǎng)絡(luò)性能的實時監(jiān)測與控制；然而，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大和復(fù)雜度的增加，智能變電站網(wǎng)絡(luò)面臨的潛在風(fēng)險和挑戰(zhàn)也日益凸顯；
2、智能變電站網(wǎng)絡(luò)作為連接各種智能設(shè)備和系統(tǒng)的重要橋梁，面臨著來自外部和內(nèi)部的多種侵入風(fēng)險；網(wǎng)絡(luò)攻擊者可能利用系統(tǒng)漏洞或不當(dāng)配置，對變電站網(wǎng)絡(luò)發(fā)起惡意攻擊，導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露、系統(tǒng)癱瘓甚至電力中斷等嚴(yán)重后果；因此，實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)侵入情況，準(zhǔn)確評估異常侵入的危害指數(shù)，成為保障智能變電站網(wǎng)絡(luò)安全的重要手段；
3、智能變電站中的變壓器作為電能傳輸和轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵設(shè)備，其網(wǎng)絡(luò)性能的穩(wěn)定直接影響整個變電站乃至電網(wǎng)的運(yùn)行效率；然而，在實際運(yùn)行過程中，由于設(shè)備老化、負(fù)載變化、通信干擾等多種因素，變壓器的網(wǎng)絡(luò)性能可能會出現(xiàn)波動，表現(xiàn)為丟包率增加、帶寬占用率高、相鄰變壓器間網(wǎng)絡(luò)流量衰減等現(xiàn)象；這些性能波動如果不及時發(fā)現(xiàn)和處理，可能會逐步累積并引發(fā)更嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)故障；
4、傳統(tǒng)的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷方法主要依賴于人工巡查和定期檢測，存在效率低、響應(yīng)慢、易受人為因素干擾等缺點；同時，傳統(tǒng)方法往往難以實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)侵入和變壓器網(wǎng)絡(luò)性能波動的全面監(jiān)測和精準(zhǔn)定位，無法滿足智能電網(wǎng)對實時性、準(zhǔn)確性和智能化的要求。
>技術(shù)實現(xiàn)思路1、(一)解決的技術(shù)問題
2、針對
技術(shù)介紹
中的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法及系統(tǒng)，實時監(jiān)測高壓電能流動路線及變壓器網(wǎng)絡(luò)性能，計算異常侵入危害指數(shù)與持續(xù)時間得到第一網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)，通過報文發(fā)送接收數(shù)量、帶寬占用率及網(wǎng)絡(luò)流量衰減率計算第二網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)，結(jié)合兩者判斷并定位網(wǎng)絡(luò)故障；從而解決了
技術(shù)介紹
中記載的技術(shù)問題。
3、(二)技術(shù)方案
4、為實現(xiàn)以上目的，本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
5、基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法及系統(tǒng)，包括：
6、當(dāng)高壓電進(jìn)入智能變電站時，實時監(jiān)測高壓電能的流動路線并記錄流動路線中所經(jīng)過的若干變壓器；設(shè)置監(jiān)測周期，在每個監(jiān)測周期內(nèi)實時監(jiān)測智能變電站網(wǎng)絡(luò)以及變壓器的網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)；
7、基于當(dāng)前監(jiān)測周期檢測到的網(wǎng)絡(luò)侵入數(shù)據(jù)以及歷史監(jiān)測周期的網(wǎng)絡(luò)侵入記錄數(shù)據(jù)計算當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)智能變電站網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的每個異常侵入類型的危害指數(shù)hai，將每個異常侵入的危害指數(shù)hai與對應(yīng)的持續(xù)時間ti結(jié)合得到當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)智能變電站網(wǎng)絡(luò)的第一網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)fnei；
8、通過每個監(jiān)測周期內(nèi)報文的發(fā)送與接收數(shù)量計算故障分析隊列中每個變壓器的網(wǎng)絡(luò)丟包率wlpj；通過檢測故障分析隊列中每個變壓器對應(yīng)的路由器上的網(wǎng)絡(luò)流量計算每個變壓器所占用的帶寬占用率buj以及相鄰變壓器網(wǎng)絡(luò)流量的衰減率tarj,j+1；將上述數(shù)據(jù)結(jié)合得到當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)智能變電站網(wǎng)絡(luò)的第二網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)snei；
9、將當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)智能變電站網(wǎng)絡(luò)的第一網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)fnei以及第二網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)snei結(jié)合，得到綜合網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)nei；根據(jù)綜合網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)nei與綜合網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)閾值nei0的關(guān)系判斷當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)智能變電站網(wǎng)絡(luò)是否出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障；若判斷出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，則根據(jù)第一網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)fnei、第二網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)snei與對應(yīng)閾值的關(guān)系進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)故障來源的定位。
10、具體的，當(dāng)智能變電站接收到有高壓電能進(jìn)入的信號時，開啟每個變壓器中的電能感應(yīng)器，監(jiān)測高壓電能的流動路線，并將流動路線中所經(jīng)過的變壓器按照高壓電能進(jìn)入的先后順序存儲在故障分析隊列中；設(shè)置監(jiān)測周期，周期間隔為t，在每個監(jiān)測周期內(nèi)監(jiān)測智能變電站網(wǎng)絡(luò)是否存在異常侵入信號，以及故障分析隊列中所有變壓器的網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)，包括每個變壓器發(fā)送端與接收端上goose或sv報文的數(shù)量以及每個變壓器所對應(yīng)路由器中的總流量。
11、具體的，當(dāng)在某一監(jiān)測周期內(nèi)網(wǎng)絡(luò)分析工具檢測到當(dāng)前智能變電站網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)異常侵入信號時，從歷史監(jiān)測周期的網(wǎng)絡(luò)侵入記錄表中統(tǒng)計出當(dāng)前異常的類型在過去的監(jiān)測周期中發(fā)生的總次數(shù)ci，并通過網(wǎng)絡(luò)流量分析工具獲取當(dāng)前周期內(nèi)的異常流量數(shù)據(jù)li；
12、將每個異常侵入在過去的監(jiān)測周期中發(fā)生的總次數(shù)ci與每個異常侵入的異常流量數(shù)據(jù)li結(jié)合，得到每個異常侵入的危害指數(shù)hai，表達(dá)式為：其中，mi表示每個異常侵入的異常信號總數(shù)，li表示未監(jiān)測到異常侵入時的網(wǎng)絡(luò)流量數(shù)據(jù)，i表示第i個異常侵入。
13、進(jìn)一步的，獲取每個監(jiān)測周期內(nèi)每個異常侵入的持續(xù)時間數(shù)據(jù)t′t，并與計算出的每個類型的異常侵入的危害指數(shù)hai結(jié)合，得到當(dāng)前監(jiān)測周期智能變電站網(wǎng)絡(luò)的第一網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)fnei，表達(dá)式為：
14、
15、其中，n表示當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)所檢測到的異常侵入總次數(shù)，監(jiān)測周期內(nèi)相同類型的異常侵入算作不同的異常侵入次數(shù)。
16、具體的，在故障分析隊列中每個變壓器的發(fā)送端，記錄每個監(jiān)測周期內(nèi)goose或sv報文的數(shù)量在故障分析隊列中每個變壓器的接收端，記錄在同一個監(jiān)測周期內(nèi)成功接收到的報文數(shù)量則當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)每個變壓器網(wǎng)絡(luò)的丟包率wlpj，表達(dá)式為：
17、具體的，使用網(wǎng)絡(luò)分析工具獲取監(jiān)測周期內(nèi)故障分析隊列中每個變壓器所對應(yīng)路由器中的總流量fj，根據(jù)表達(dá)式計算每個變壓器所對應(yīng)路由器在當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)的平均帶寬占用；將所有變壓器所對應(yīng)路由器在當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)的平均帶寬占用結(jié)合，得到每個變壓器所對應(yīng)路由器在當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)的帶寬占用率其中m為故障分析隊列中變壓器的個數(shù)；
18、通過表達(dá)式計算當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)相鄰變壓器網(wǎng)絡(luò)流量的衰減率tarj,j+1。
19、進(jìn)一步的，將計算得到的當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)每個變壓器網(wǎng)絡(luò)的丟包率wlpj、每個變壓器所對應(yīng)路由器在當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)的帶寬占用率buj以及相鄰變壓器網(wǎng)絡(luò)流量的衰減率tarj,j+1結(jié)合，得到當(dāng)前周期內(nèi)每個變壓器的網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)sneij，再將故障分析隊列中所有變壓器的網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)結(jié)合，得到當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)智能變電站網(wǎng)絡(luò)的第二網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)snei，表達(dá)式為：
20、
21、其中，α1、α2、α3分別為丟包率wlpj、帶寬占用率buj、網(wǎng)絡(luò)流量衰減率tarj,j+1的預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)，且α1>α3>α2，α1+α2+α3＝1，sneij＝1-α1*wlpj+α2*buj+α3*tarj,j+1。
22、進(jìn)一步的，將當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)智能變電站網(wǎng)絡(luò)的第一網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)fnei以及第二網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)snei結(jié)合，得到當(dāng)前監(jiān)測周期內(nèi)智能變電站網(wǎng)絡(luò)的綜合網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)nei，表達(dá)式為：
23、
24、其中，β1、β2分別為第一網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)fnei、第二網(wǎng)絡(luò)評估指數(shù)snei的預(yù)設(shè)比例系數(shù)，且0<本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
3.如權(quán)利要求2所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
4.如權(quán)利要求3所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
5.如權(quán)利要求4所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
6.如權(quán)利要求5所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
7.如權(quán)利要求6所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
8.如權(quán)利要求7所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
9.如權(quán)利要求8所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
10.基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：
【技術(shù)特征摘要】
1.基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：包括：
2.如權(quán)利要求1所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
3.如權(quán)利要求2所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
4.如權(quán)利要求3所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
5.如權(quán)利要求4所述的基于數(shù)據(jù)分析的智能變電站網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法，其特征在于：
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張見，黃俠，傅林，魏小梅，李璇，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)安徽省電力有限公司宿州供電公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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