對(duì)大數(shù)據(jù)的配網(wǎng)告警信號(hào)的重點(diǎn)信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別

摘 要：大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，配網(wǎng)告警信號(hào)中出現(xiàn)了大量的重點(diǎn)信號(hào)，嚴(yán)重影響了配網(wǎng)的安全運(yùn)行和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如何在海量的信號(hào)中識(shí)別出重點(diǎn)信號(hào)，則需要對(duì)大數(shù)據(jù)的配網(wǎng)告警信號(hào)的重點(diǎn)信號(hào)的識(shí)別方法進(jìn)行研究，以通過(guò)合理科學(xué)的識(shí)別，提高識(shí)別結(jié)果的真實(shí)性和可信度。基于此，以下詳細(xì)介紹了重點(diǎn)信號(hào)的識(shí)別方法，通過(guò)自動(dòng)識(shí)別，提高故障識(shí)別的效率和精準(zhǔn)度，保障配網(wǎng)系統(tǒng)中告警信號(hào)的重點(diǎn)信號(hào)發(fā)揮出巨大的作用。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);配網(wǎng)告警信號(hào);重點(diǎn)信號(hào);識(shí)別方法

一、配網(wǎng)系統(tǒng)中告警信號(hào)識(shí)別的現(xiàn)狀

配網(wǎng)系統(tǒng)中告警信號(hào)發(fā)揮的作用主要是通過(guò)對(duì)重點(diǎn)信號(hào)的識(shí)別，進(jìn)而能夠?qū)ε渚W(wǎng)系統(tǒng)發(fā)揮繼電保護(hù)的功效，同時(shí)借助重點(diǎn)信號(hào)，對(duì)某一部位的故障進(jìn)行全面的檢測(cè)和識(shí)別。通過(guò)第一時(shí)間的識(shí)別，提高檢測(cè)的效率，減少不良故障的發(fā)生。因此如何對(duì)告警信號(hào)中的重點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，并且識(shí)別的結(jié)果具有可靠性和精準(zhǔn)性，已經(jīng)成為當(dāng)前的關(guān)鍵性問(wèn)題。一般情況下告警信號(hào)在發(fā)出時(shí)其能量較低，幅值較小，主要存在相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)中，但是在這種情況下，配網(wǎng)系統(tǒng)中存在的大量噪音將會(huì)這掩蓋告警信號(hào)中發(fā)出的信號(hào)。同時(shí)，配網(wǎng)系統(tǒng)中的告警信息呈現(xiàn)了不規(guī)則存在的現(xiàn)象，在識(shí)別過(guò)程中很難對(duì)告警信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別。這些都是故障信號(hào)不能有效識(shí)別的重要原因，特別是很難對(duì)重點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，從而大大降低和影響了配網(wǎng)中發(fā)生的故障和對(duì)故障進(jìn)行的有效檢測(cè)。目前來(lái)看，配網(wǎng)告警信號(hào)中重點(diǎn)信號(hào)的識(shí)別方法存在識(shí)別精準(zhǔn)度較低和識(shí)別效率較差等問(wèn)題，需要對(duì)重點(diǎn)信號(hào)的識(shí)別方法進(jìn)行深入的分析和探究，這樣才能提高識(shí)別的精準(zhǔn)度，才能篩選出有價(jià)值的重點(diǎn)信號(hào)，維護(hù)配網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

二、配網(wǎng)系統(tǒng)告警信號(hào)分解和識(shí)別

配網(wǎng)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，系統(tǒng)能夠通過(guò)告警信號(hào)對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行識(shí)別。這些信號(hào)中不僅僅是重點(diǎn)信號(hào)，還包含一些非基頻暫態(tài)信號(hào)。受到位置、時(shí)間和故障點(diǎn)過(guò)度電阻等方面的影響，其告警信號(hào)暫態(tài)分量也會(huì)順勢(shì)發(fā)生一定的變化。再利用時(shí)頻分析工具以對(duì)發(fā)生的故障進(jìn)行檢測(cè)，例如：故障發(fā)生的部位和時(shí)間等，發(fā)出故障信號(hào)后能夠直接啟動(dòng)保護(hù)裝置，系統(tǒng)再對(duì)告警信號(hào)進(jìn)行深入的分析。另外，對(duì)大數(shù)據(jù)下的配電告警信號(hào)重點(diǎn)信號(hào)的識(shí)別也可以通過(guò)EMD時(shí)頻分析方法獲取重點(diǎn)信號(hào)。首先，在對(duì)EMD進(jìn)行分解后，能夠得到告警信號(hào)的本征模態(tài)分量，在對(duì)Hilbert發(fā)生的變化進(jìn)行了解，進(jìn)而得出邊際譜和Hilbert譜。其中邊際譜在分析后能夠得出真實(shí)的頻率;Hilbert譜在發(fā)生變化時(shí)，能夠得出告警信號(hào)的特征信息和發(fā)生故障的時(shí)間，這對(duì)準(zhǔn)確識(shí)別出配網(wǎng)告警信號(hào)中的重點(diǎn)信號(hào)提供了有利條件。由此可見(jiàn)，EMD時(shí)頻分析方法在分解后，能夠顯著提高識(shí)別的效率，通過(guò)篩選以識(shí)別告警信號(hào)中存在的重點(diǎn)信號(hào)。

三、大數(shù)據(jù)背景下配網(wǎng)告警信號(hào)中重點(diǎn)信號(hào)的識(shí)別方法

根據(jù)時(shí)域能量分布以對(duì)告警信號(hào)所發(fā)生的變化特征等進(jìn)行全面的分析，一方面，通過(guò)利用時(shí)域信息測(cè)度的方法以掌握告警信號(hào)中能力發(fā)布的情況或者得出一定的標(biāo)準(zhǔn)差值。另一方面，再根據(jù)得出的標(biāo)準(zhǔn)差值對(duì)配網(wǎng)告警信號(hào)中的關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行有效的識(shí)別。其識(shí)別的方法如下所示：

“N”為每個(gè)工頻周期內(nèi)電流采集數(shù)據(jù)點(diǎn)的總數(shù)，其需要保障配網(wǎng)系統(tǒng)的固定采樣頻率，以對(duì)總數(shù)進(jìn)行總結(jié)。“N/2”為配網(wǎng)告警信號(hào)在識(shí)別過(guò)程中的重點(diǎn)信號(hào)在識(shí)別中所需的數(shù)據(jù)窗寬度值，其寬度主要是電流采集數(shù)據(jù)點(diǎn)的一半。系統(tǒng)再利用采樣數(shù)據(jù)窗對(duì)發(fā)生的故障告警信號(hào)或者采集到的一些有用數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。“xi”為采樣數(shù)據(jù)窗在采集之后所得出的序列值，設(shè)I為1，2，.....N/2。想要得出序列值，首先可以對(duì)采樣數(shù)據(jù)窗中兩個(gè)相鄰的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，在計(jì)算出兩者之間的差值后，應(yīng)用到序列的分析中，從而得出序列值。為了保障各數(shù)據(jù)點(diǎn)存在的能量發(fā)揮作用，則需要對(duì)存在的數(shù)據(jù)進(jìn)行平方的處理，站在能量角度分析，通過(guò)探究各數(shù)據(jù)點(diǎn)，保障電流行波中的數(shù)據(jù)點(diǎn)不小于0。通過(guò)分析能夠?qū)Πl(fā)生的概率值進(jìn)行模型的制作，在制作時(shí)應(yīng)該保障該模型的實(shí)際意義。

設(shè)X為{Xi}，其通過(guò)平方處理后，表達(dá)方式為：

x=x2i（i=1，2，....，N/2-1）（12）

再利用這個(gè)公式推算出概率值，通過(guò)構(gòu)建概率分布模型，以提供更多的參考和依據(jù)。其中概率分布模式公式為：p=pi=x2i/∑N/2-1i=1X2i，其中P主要代表概率分布向量，pi主要代表分布向量。通過(guò)該公式能夠得出信號(hào)序列的能量分布的情況。

信息熵測(cè)度統(tǒng)計(jì)的結(jié)果主要以H為代表，H是通過(guò)概率分布向量pi得出的。其中H的計(jì)算公式主要以：H=-k∑N/2-1i=1pilnpi進(jìn)行代表。其中K主要表示常數(shù)，K=log2e，為了保障信息熵與物理熵相同，需要對(duì)常數(shù)進(jìn)行表示，通過(guò)移動(dòng)采樣數(shù)據(jù)窗以對(duì)不同電流序列中的信息熵測(cè)度值進(jìn)行表示。ε主要代表識(shí)別閾值，S是能量信息熵測(cè)度標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行表示，根據(jù)S反映采樣數(shù)據(jù)窗在移動(dòng)過(guò)程中能量的分布，找出變化的情況，在計(jì)算后，其得出的信息熵測(cè)度值標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)該小于識(shí)別閾值ε時(shí)，從而對(duì)配網(wǎng)告警信號(hào)中的重點(diǎn)信號(hào)予以判斷，這能夠有效的對(duì)配網(wǎng)告警信號(hào)中的重點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行有效的識(shí)別，其計(jì)算公式為：

S=1M-1∑MI=1Hi=1-1M∑Mi=1Hi2

四、結(jié)語(yǔ)

大數(shù)據(jù)背景下，配網(wǎng)系統(tǒng)中存在著諸多的不確定性因素，其受到時(shí)間和非線性的影響，并不能對(duì)模型進(jìn)行準(zhǔn)確確定。在對(duì)配網(wǎng)中的故障點(diǎn)進(jìn)行判斷后，能夠?qū)ε渚W(wǎng)系統(tǒng)中存在的告警信號(hào)進(jìn)行有效的識(shí)別，在對(duì)重點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行提取后，能夠提高配網(wǎng)故障點(diǎn)的精準(zhǔn)度。面對(duì)當(dāng)前配網(wǎng)告警信號(hào)中存在的不足，如識(shí)別效率較低和識(shí)別精度不準(zhǔn)確的問(wèn)題，在大數(shù)據(jù)背景下的配網(wǎng)告警信號(hào)中存在的重點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)的識(shí)別，這不僅能夠?qū)Υ嬖诘膯?wèn)題進(jìn)行彌補(bǔ)，還能夠通過(guò)對(duì)識(shí)別方法進(jìn)行優(yōu)化，以全面保障配網(wǎng)系統(tǒng)的安全性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：焦洋（1986-），男，漢族，山東聊城人，中國(guó)石油大學(xué)（華東）碩士研究生，主要研究方向?yàn)榇髷?shù)據(jù)分析挖掘和智能電網(wǎng)監(jiān)控運(yùn)行分析建模研究。