一種電力用戶重大故障風險指數預測裝置及預測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電力故障預測技術領域，尤其涉及一種電力用戶重大故障風險指數預 測裝置及預測方法。
【背景技術】
[0002] 電力系統中的電力用戶，發生重大故障時，會對電力系統帶來大規模負荷損失以 及較大的電網穩定性沖擊，用戶容量越大，其故障和停電對電網造成的沖擊和損失就越大， 因此，對電力用戶關口的電氣參數及氣象環境參數進行實時監測，并根據監測參數對電力 用戶重大故障風險進行預測，根據預測結果對電網應急措施進行安排，能夠有效避免電力 用戶重大故障對電網帶來的沖擊和影響，顯著提高電力系統可靠性和經濟性。
【發明內容】
[0003] 本發明就是針對上述問題，提供一種精確度高、預測效率高的電力用戶重大故障 風險指數預測裝置及預測方法。
[0004] 為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，本發明包括信號采集單元、A/D轉換 單元、中央處理單元、4G通信傳輸單元和人機交互信息顯示單元，其結構要點信號采集單元 的輸出端口與A/D轉換單元的輸入端口相連，A/D轉換單元的輸出端口與中央處理單元的 數據輸入端口相連，中央處理單元的信息輸出端口分別與4G通信傳輸單元的信息輸入端 口、人機交互信息顯示單元的信息輸入端口相連。
[0005] 作為一種優選方案，本發明所述信號采集單元包括電壓傳感器、電流傳感器、降雨 量傳感器、振動傳感器、氣壓傳感器，電壓傳感器信號輸出端口、電流傳感器信號輸出端口、 降雨量傳感器信號輸出端口、振動傳感器信號輸出端口、氣壓傳感器信號輸出端口分別與 A/D轉換單元的輸入端口相連。
[0006] 作為另一種優選方案，本發明所述電壓傳感器米用DH51D6V0. 4B型號，電流傳感 器采用DHC03B型號，降雨量傳感器采用BL~YW900型號雷達液位計，振動傳感器采用 STA9200A型號，氣壓傳感器采用LC~QA1型號。
[0007] 其次，本發明所述A/D轉換單元采用TLC2543串行A/D轉換器，中央處理單元采用 型號為STC89C51的單片機，4G通信傳輸單元采用ME3760型號的LTE模塊，人機交互信息顯 示單元采用HG1286402C型號的液晶顯示模塊；
[0008] 電壓傳感器信號輸出端口、電流傳感器信號輸出端口、降雨量傳感器信號輸出端 口、振動傳感器信號輸出端口、氣壓傳感器信號輸出端口分別經過信號轉換電路后對應連 接到A/D轉換器TLC2543的輸入端AIN0~AIN4,A/D轉換器TLC2543的輸出端E0C、I/O、 IN、OUT、CS分別對應連接到單片機STC89C51芯片的P0. 0-P0. 4引腳，單片機STC89C51芯 片的P1. 0~P1. 7與液晶顯示模塊的D0~D7對應連接，單片機STC89C51芯片的P2. 0~ P1. 4與液晶顯示模塊的1?、1^、〇31、〇324~相對應連接，31^89〇51芯片的1?〇、1')0引腳與 4G通信模塊ME3760的DATA、DATA1端對應相連，4G通信模塊的ATN1端與天線相連。
[0009]另外，本發明所述信號轉換電路采用TLC4501芯片。（設置信號轉換電路，保證信 號采集的頻帶寬度、轉換速率和電壓增益，同時降低輸入失調電壓和電流以及溫度漂移）
[0010] 一種電力用戶重大故障風險指數預測方法，包括如下步驟：
[0011] 步驟1 :采集電力用戶的電壓、電流、降雨量、振動次數、環境大氣壓參數，將電力 用戶的電壓、電流、降雨量、振動次數、環境大氣壓作為輸入量；
[0012] 步驟2 :建立可靠性模型
[0013] 可靠度Rs(x)模型為：
_4] :⑴
[0015] RXIJ早牛八i幣默u?丄山
[0016] 步驟4:計算可靠度的上下限值
[0017]n = 5,可靠度上限為：
[。_
⑵
[0019] 其下限模型為：
[0021] 步驟5:計算判斷停止條件為：
[0020] ⑶
[0022] U)
[0023] 式中，￡等于0.02。（e為計算精度，經長期試驗，取0.02達到很好的預測效果）
[0024] 步驟6:計算配電力用戶重大故障風險指數值：He=R(x)
[0025] 步驟7:將配電力用戶重大故障風險指數值：He=R(x)的預測結果通過液晶模塊 顯示并通過4G傳輸模塊發送至遠方調度終端，以便維修人員及時進行檢修。
[0026] 本發明有益效果。
[0027] 本發明利用直接測量電力用戶的電壓、電流、降雨量、振動次數、環境大氣壓作為 輸入量，并最終利用A/D轉換單元、CPU中央處理單元、人機交互信息顯示單元和4G傳輸模 塊實現電力用戶重大風險指數的監測。這種方法避免傳統方法建立模型和選取參數時造成 的誤差，并且具有輸入量提取簡單，精確度高，準確度好，預測效率高的特點。
[0028] 對電力用戶重大故障風險做出預測，能夠預防電網重大事故，改善電力品質，提高 用電可靠性，同時預測過程滿足實時性要求，提高數據采集及處理的效率，提高電力用戶重 大故障風險預測的速度和精度，實現了以較高精度和較短響應時間的優勢對配電網電力用 戶的重大故障進行預測。
【附圖說明】
[0029] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步說明。本發明保護范圍不僅局限 于以下內容的表述。
[0030] 圖1是本發明電路原理框圖。
[0031] 圖2是本發明電路原理圖。
【具體實施方式】
[0032] 如圖所示，本發明電力用戶重大故障風險指數預測方法，包括如下步驟，包括如下 步驟：
[0033] 步驟1:采集電力用戶的電壓、電流、降雨量、振動次數、環境大氣壓參數，將電力 用戶的電壓、電流、降雨量、振動次數、環境大氣壓作為輸入量：s= (10. 98, 339. 12, 10. 13， 21. 90, 1. 00, 3. 57)；
[0034] 步驟2:建立可靠性模型
[0035] 由n個子系統組成的生產系統，只有系統中的所有子系統都發生故障時，整個系 統才故障。這樣的系統屬于并聯系統。
[0036] 可靠度艮(X)
模型為：
[_] - (1)
[0038]故障率入i為常數〇? 13，
[0039] 并聯系統，子系統數量直接影響系統可靠度。
[0040] 步驟4:計算可靠度的上下限值
[0041]n= 5,可靠度上限為： _
.'(2)
[0043]n為子系統個數，qi為引起系統故障的子系統的故障率；v是這種子系統的數量。 系統可靠度下限氏就是系統能正常運行的各種狀態的概率之和。
[0044] 其下限模型為：
[0045] (3)
[0046] 步驟5:計算判斷停止條件為：
[0047] (4)
[0048]式中，e等于 〇.〇2。
[0049] 步驟6:計算配電力用戶重大故障風險指數值：He=R(x)
[0050] 步驟7:將配電力用戶重大故障風險指數值：He=R(x)的預測結果通過液晶模塊 顯示并通過4G傳輸模塊發送至遠方調度終端，以便維修人員及時進行檢修。
[0051] 可以理解的是，以上關于本發明的具體描述，僅用于說明本發明而并非受限于本 發明實施例所描述的技術方案，本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行 修改或等同替換，以達到相同的技術效果；只要滿足使用需要，都在本發明的保護范圍之 內。
【主權項】
1. 一種電力用戶重大故障風險指數預測裝置，包括信號采集單元、A/D轉換單元、中央 處理單元、4G通信傳輸單元和人機交互信息顯示單元，其特征在于信號采集單元的輸出端 口與A/D轉換單元的輸入端口相連，A/D轉換單元的輸出端口與中央處理單元的數據輸入 端口相連，中央處理單元的信息輸出端口分別與4G通信傳輸單元的信息輸入端口、人機交 互信息顯示單元的信息輸入端口相連。2. 根據權利要求1所述一種電力用戶重大故障風險指數預測裝置，其特征在于所述信 號采集單元包括電壓傳感器、電流傳感器、降雨量傳感器、振動傳感器、氣壓傳感器，電壓傳 感器信號輸出端口、電流傳感器信號輸出端口、降雨量傳感器信號輸出端口、振動傳感器信 號輸出端口、氣壓傳感器信號輸出端口分別與A/D轉換單元的輸入端口相連。3. 根據權利要求2所述一種電力用戶重大故障風險指數預測裝置，其特征在于所述電 壓傳感器采用D冊1D6V0. 4B型號，電流傳感器采用DHC03B型號，降雨量傳感器采用化~ YW900型號雷達液位計，振動傳感器采用STA9200A型號，氣壓傳感器采用LC~QAl型號。4. 根據權利要求3所述一種電力用戶重大故障風險指數預測裝置，其特征在于所述A/ D轉換單元采用化C2543串行A/D轉換器，中央處理單元采用型號為STC89C51的單片機，4G 通信傳輸單元采用ME3760型號的LTE模塊，人機交互信息顯示單元采用HG1286402C型號 的液晶顯示模塊； 電壓傳感器信號輸出端口、電流傳感器信號輸出端口、降雨量傳感器信號輸出端口、振 動傳感器信號輸出端口、氣壓傳感器信號輸出端口分別經過信號轉換電路后對應連接到A/ D轉換器11X2543的輸入端AINO~AIM,A/D轉換器11X2543的輸出端EOC、I/O、IN、OUT、CS 分別對應連接到單片機STC89C51芯片的PO.O-PO. 4引腳，單片機STC89C51芯片的PI. 0~ Pl. 7與液晶顯示模塊的DO~D7對應連接，單片機STC89C51芯片的P2. 0~Pl. 4與液晶顯 示模塊的RS、RW、CS1、CS2、EN相對應連接，STC89C51芯片的RXD、TXD弓I腳與4G通信模塊 ME3760的DATA、DATAl端對應相連，4G通信模塊的ATNl端與天線相連。5. 根據權利要求4所述一種電力用戶重大故障風險指數預測裝置，其特征在于所述信 號轉換電路采用TLC4501芯片。6. -種電力用戶重大故障風險指數預測方法，其特征在于包括如下步驟： 步驟1 ;采集電力用戶的電壓、電流、降雨量、振動次數、環境大氣壓參數，將電力用戶 的電壓、電流、降雨量、振動次數、環境大氣壓作為輸入量； 步驟2 ;建立可靠性模型 可靠度氏(X)模型為：燈） 故障率Ai為常數0.13， 步驟4 ;計算可靠度的上下限值 n= 5,可靠度上限為：㈱ 其下限模型為：㈱ 步驟5 ;計算判斷停止條件為：(4) 式中，￡等于0.02。 步驟6 ;計算配電力用戶重大故障風險指數值出e=R(X) 步驟7 ;將配電力用戶重大故障風險指數值；He=R(X)的預測結果通過液晶模塊顯示 并通過4G傳輸模塊發送至遠方調度終端，W便維修人員及時進行檢修。
【專利摘要】一種電力用戶重大故障風險指數預測裝置及預測方法屬于電力故障預測技術領域，尤其涉及一種電力用戶重大故障風險指數預測裝置及預測方法。本發明提供一種精確度高、預測效率高的電力用戶重大故障風險指數預測裝置及預測方法。本發明包括信號采集單元、A/D轉換單元、中央處理單元、4G通信傳輸單元和人機交互信息顯示單元，其結構要點信號采集單元的輸出端口與A/D轉換單元的輸入端口相連，A/D轉換單元的輸出端口與中央處理單元的數據輸入端口相連，中央處理單元的信息輸出端口分別與4G通信傳輸單元的信息輸入端口、人機交互信息顯示單元的信息輸入端口相連。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號】CN105203153
【申請號】CN201410302037
【發明人】齊偉夫, 王海波, 潘泳超, 丁木, 孫佳琪, 趙碩
【申請人】國家電網公司, 國網遼寧省電力有限公司沈陽供電公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2014年6月27日