大数据的电力计量装置故障智能化诊断技术

大数据的电力计量装置故障智能化诊断技术

王新凯 张劲松

国网新疆电力有限公司昌吉供电公司 新疆昌吉 831100

摘要：电力计量装置故障对电力营销服务造成极大影响，为提高电力计量装置运行水平，采用大数据技术开展智能化诊断工作，能够有助于故障的预防与处理。下面本文对大数据背景下电力计量装置故障智能化诊断技术展开探讨。

关键词：大数据；电力计量；计量装置；智能化；故障诊断

引言

我国终端的数据接入量和采集量不断增长，每天采集器采集的数据就高达28.8亿，高强度的运行为现场带来了大量故障，使用人员维护起来十分困难。因此需要研究出有效的电力计量装置故障诊断方法，通过该方法帮助企业优化系统流程，提高电网的运行效率，节约维护时候花费的工作成本。

1电力计量装置故障诊断方法

在我国，目前广泛使用的电力计量装置故障诊断方法，主要表现为诊断信号、诊断数据模型加上多年来的实践经验来完成诊断工作。现阶段诊断的过程大都依赖于人工操作，不具智能化，所以工作量较大且工作效率较低。因此，随着科学技术的快速发展，智能化技术发展迅速。随着人工智能化诊断技术的不断完善和优化，该技术越来越成熟的应用于检测电力系统计量装置的故障中。但是在实际的收集电力数据阶段，计量装置非常容易出现各式各样的故障，随着采集数据量的不断增长，传统的数据库很难在短时间内对存在的故障进行判断，导致工作效率非常低，无法满足当下用户的需求。而通常情况下，工作人员对电力计量装置故障进行分析时，基本都是按照多年来的实践经验，加上对现场故障的掌握情况来进行故障诊断工作。虽然能更好地解决故障问题，但所需成本较高，工作效率也比较低。因此，在大数据的基础上，新的电力计量装置故障智能化诊断技术出现，能够很好地解决上述问题，能在短时间内找到故障问题的原因，提高工作效率，满足电力用户的实际需求。

2电能计量装置常见故障

1. 显示故障。为了更好地显示数据，电能计量装置都会配备LED显示屏，该显示屏背光性能良好，但在应用过程中也容易出现故障，常见的有不显示、背光功能失灵、显示不全以及屏幕闪烁等。出现这些故障的原因一般也分为两种，一是LED显示屏生产质量不合格，电路焊接质量低；二是长期在高温状态下运行，显示效果受到影响。第二，电能计量装置的计量精度故障。分析电能计量装置的精度故障，总结出常见的计量精度故障有三种：一是在额定电压电流的状态，脉冲灯不闪不显示；二是同样的额定电压电流状态，脉冲灯闪烁却没有脉冲输出；三是轻载的状态，脉冲呈现不规律情况，或没有生成线性误差。如果在电能表的使用过程中出现了以上情况，说明其计量精度出现了问题，相关的维修人员要即刻对其进行检查，确认损坏情况；与此同时也要对回路进行检查，确认排除虚焊问题，再根据故障点具体分析，制定出合理的解决对策。

3大数据的电力计量装置故障智能化诊断技术分析

3.1电力计量装置故障智能化诊断知识库建立

建立的电力计量装置故障智能化诊断知识库除了具备储存电力计量装置数据的能力之外，还要具备删除、修改和查询的功能。将诊断和监测的结果存入诊断知识库，同时知识库还要记录大量故障问题，并进行定期更新，方便更准确地诊断出结果。电力计量装置故障智能化诊断知识库包括两部分：异常特征模型和专家规则库，每部分都拥有自己的管理机制。异常特征模型的管理机制有3个模块，分别为建立模块、修改模块、删除模块，专家规则库同样包括3个模块：导入模块、导出模块和变更模块。电力计量装置故障智能化诊断知识库的所有界面要使用web才能实现统一管理，知识库在得到数据后，要主动与异常特征模型和专家规则库进行对比，灵活地进行分类。在每次诊断中，故障智能化诊断知识库就要建立一个异常特征模型库，选取电力计量装置中的异常故障特征，根据得到的特征建立故障模型。由于知识库中的异常特征模型库很难包含全部的异常记录，所以为了更加高效地诊断出异常故障特征，要进行定期修改和维护。通常一个电力计量装置故障智能化诊断知识库内部会拥有大量的异常特征模型库，为了防止所占空间过大，要周期性地对一些不适用于实际应用的异常特征模型库进行删除，保证智能诊断知识库有充足的空间。

3.2用电检测

现在，电力的利用越来越广泛。但电气探测进程仍存在许多问题，不仅对电力设备产生重大影响，还对电力公司的发展带来了重大障碍。一些偷电行为不仅使企业承担了许多经济损失，而且增加了检测难度和风险。电气被盗检测的自动化系统的应用不仅增加了远程监视系统，还设置了警报装置。只要发现电气被盗，警报装置就会发出警报。通过警报，与远程监控设备相结合，工作人员可在时间内找到电被盗，并在时间内处理以避免这种非法行为引起的损失。

3.3多维分析

按照异常数据多维度进行分析。第一，计量设备的基础属性维度(厂家、生产批次、生产时间等)。验证异常数据是否存在同一厂家、同一生产批次、同一检测时间段的共同点。第二，运行时间维度。检验计量装置自投运以来，同一类型异常数据的发生频率、不同类型异常数据的对比。通过与同批次/同厂家/同类型计量装置异常数据发生概率作对比，分析该计量装置是否存在相关问题，发现并排除在时间流中的“假偶发”现象。第三，空间维度。检验同一地区、同一线路、同一台区中同一类型计量装置的异常数据发生概率。通过对比不同地域间的同一类型计量装置的异常数据发生概率，判定某地域是否出现相关的运行管理问题。第四，环境维度。检验同一天气、同一温度、同一空气污染指数的条件下，异常数据发生的概率。通过对比不同环境中同一类型计量装置的异常数据发生概率，在某一环境条件下，发现异常问题的高发性。

3.5关口表视频监控系统设计

远程录波装置安装在关口表附近，采用高精度采样模块获取现场电压电流时域波形，同时记录所诊断的关口表脉冲数量，并将这些数据通过高速以太网等通道返回主站。检测到故障后，启动视频监控系统，摄像头延伸到关口表，并时时检测故障并回传数据。借助主站强大计算能力，提供典型非线性负荷特性的电能计量算法及电能计量装置故障状态分析模型。

3.6多样化故障预警技术

在动态监控电力计量装置期间，相关工作人员要合理利用故障智能化诊断模型，来检测计量装置的工作情况，极大地降低了计量装置的故障率。如果计量装置不能正常工作即出现了故障，系统就会及时打开摄像头，对电力计量装置的运行情况进行拍照，并将相关的图片传输到主站计算机系统，然后技术人员对相关的信息进行综合分析并找到合理的解决方案。除此之外，智能化故障诊断技术中还存在各式各样的预警类型，其中有文语转换、预警短信等等类型，还可以根据实际的需要进行制作。对于文语转换技术来说，它可以识别不同的语言类型以及音色等，且合成语音的效率高，有效提高了预警技术的可操作性；短信预警就是以手机短信的方式，将故障预警信息发送到绑定的手机上，起到及时提醒的作用；而对于其他定制的预警技术而言，就是根据使用者的实际需要并划定监测范围，合理的部署客户的责任区，不同的责任区对故障预警信息进行分类发送。

结语

综上所述，电力计量装置在电力计量系统中发挥着至关重要的作用，同时它也是保证电力企业工作效率的首要前提。因此，电力企业应当高度重视电力计量装置检测技术的实施效果，充分发挥大数据优势，切实提高电力计量装置检测水平，降低故障发生概率。

参考文献

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