基于大数据的输电线路故障预警模型设计
摘要:随着电力系统信息化程度增强,输电线路的状态监测也由原来的人工巡
检逐步转入到在线状态监测,同时大量的监测设备投入使用,为了对产生的海量
数据在短时间内进行收集和处理,对数据的分析和处理实现状态监测和预警。
关键词:大数据;输电线路;预警模型设计
电力在人们生产生活中发挥着至关重要的作用,因此,一旦出现大规模停电
事故,往往会对人们的生活造成严重的影响,电力线路故障的原因通常在于电网
某一环节出错,但具有一定的线路的关联性特征,所以常常出现“以点带面”的大
面积停电事故。国家对此现象应进行调控,在电价经济维持原有水平的同时,合
理的运用先进的智能化技术,实现对输电线路的故障预警工作,降低线路故障发
生的概率,提高供电可靠性。
一、慨况
输电线路是整个电力系统的重要组成部分,肩负着电能远距离输送的任务。
输电线路在国民经济中占的地位越来越重要,电网停电故障将会给社会生产和人
民生活,造成重大的经济损失。由于输电线路分布非常广泛,因此会受到气候条
件、人为活动等多种因素的影响。输电线路一旦出现故障,轻则导致少部分用户
停电,重则引发大面积停电事件,甚至诱发社会不稳定因素。造成这些因素有:
第一是树障故障。输电线路最大的“敌人”就是线路通道内高大的树木,在恶劣天
气情况下,输电线路对树木放电,造成线路跳闸、树木枯死,甚至引发山火等情
况。第二是雷击故障。输电线路大多安装于野外或山区,难免会受到雷电影响。
而天气因素和环境因素在运维中属于不可控因素,因此,如何降低输电线路遭受
雷电破坏是一个难题,也是企业今后研究的一个方向。当输电线路遭到雷击时,
同塔多回线路所受影响最大,往往会造成一整个片区停电。第三是人为因素引发
的故障。人为活动造成外力破坏输电线路也时有发生。有时是施工大型机具触碰
线路,刮伤、刮断导线;有时是杆塔被挖成孤岛后,杆塔受力不均,扭曲变形或
者倒塌;有时是车辆碰撞杆塔;有时是偷盗杆塔塔材等,造成输电线路故障,引
发大面积停电事件。而这类故障的抢修恢复时间较长,给社会发展带来较大的影
响。通过故障预警模型设计对输电线路故障问题进行研究。
二、线路故障预警建模设计
故障预警是一种信息反馈机制,即在故障发生之前对其进行预测预报。本文
构建的输电线路故障预警模型是指通过故障发生的先行指标和发展趋势,度量未
来故障风险强弱程度,当某种状态超过预警阈值时,发出预警信号并通知工作人
员提前制订防范措施。
1.线路故障特征数据。输电线路故障主要包含雷击、覆冰、鸟害、污闪、山
火故障等,针对不同故障类型,模型所采集的特征数据不同。除电气特征量外,
故障特征中还包含气象数据,即使是同一气象参数,不同的线路故障原因,相关
气象参数的数值范围不尽相同。以空气湿度为例,发生雷击故障时的空气湿度大
多为 54%~60%;发生污闪时的空气湿度很高,污秽的电阻率降低从而导致发生污
闪;发生山火故障时的空气湿度则很低,空气干燥更易使可燃物达到着火点。在实
际运行时,不同输电线路故障所采集的特征数据不同,各监测点每天需要存储并
传输的实时数据为百万单位级,每一类特征数据所包含的信息价值单一,构建的
故障预测往往仅依赖于某一类数据,而难以实现海量数据的价值利用。针对整体
数据存在信息单一、实时数据海量及利用率低等问题,故需要选择合理的数据学