馬金付

（江蘇斯?fàn)柊钍邢薰?，江蘇 連云港 222000）

0 引 言

輸變電設(shè)備的日常應(yīng)用存在較高的不穩(wěn)定性，同時(shí)與關(guān)聯(lián)裝置的運(yùn)行聯(lián)系緊密，致使日常電力調(diào)度工作變得煩瑣、復(fù)雜[1]。為避免出現(xiàn)關(guān)聯(lián)性的電力事故，提升整體的工作效率，一般會(huì)在運(yùn)行的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)定向在線監(jiān)測(cè)，針對(duì)變電設(shè)備自身狀態(tài)、運(yùn)行頻率、單向調(diào)度狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲取對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)信息，以此來(lái)進(jìn)一步分析監(jiān)測(cè)的結(jié)果。文獻(xiàn)[2]和文獻(xiàn)[3]設(shè)定傳統(tǒng)SVM-Clara模型輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)方法、傳統(tǒng)智能感知輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)方法，上述類型的監(jiān)測(cè)形式多為單向的，在實(shí)際執(zhí)行的過(guò)程中可以同時(shí)覆蓋較大區(qū)域的輸變電設(shè)備，針對(duì)實(shí)際的運(yùn)行情況，采集異常數(shù)據(jù)，同時(shí)分析設(shè)備具有的應(yīng)用情況[4]。

但是這種監(jiān)測(cè)方法的靈活性并不高，計(jì)算得出的監(jiān)測(cè)結(jié)果也并不精準(zhǔn)，為此對(duì)基于小波分析的輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。小波分析與監(jiān)測(cè)模式的融合，實(shí)際上是擴(kuò)大了對(duì)輸變電設(shè)備檢測(cè)與定向識(shí)別，多方面提升整體的監(jiān)測(cè)針對(duì)性，促使相關(guān)裝置在運(yùn)行的過(guò)程處于更加穩(wěn)定的狀態(tài)，通過(guò)波段的變動(dòng)來(lái)判斷設(shè)備的應(yīng)用實(shí)況，形成循環(huán)式的監(jiān)測(cè)形式，為日常的電力調(diào)度及分配工作提供真實(shí)的參考依據(jù)[2]。

1 構(gòu)建輸變電設(shè)備小波分析在線監(jiān)測(cè)方法

1.1 隨機(jī)分布監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)布設(shè)

傳統(tǒng)的輸變電設(shè)備裝置在線監(jiān)測(cè)的結(jié)構(gòu)通常是單向的，雖然可以完成日常的監(jiān)測(cè)工作，但是整體監(jiān)測(cè)的體系并不靈活，在復(fù)雜的電力環(huán)境下存在一定的不穩(wěn)定性，因此為避免監(jiān)測(cè)事故的發(fā)生，需要采用隨機(jī)分布的方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)布設(shè)[4]。

綜合小波技術(shù)，先在輸變電設(shè)備的周期進(jìn)行可識(shí)別處理，安裝動(dòng)態(tài)化的感應(yīng)裝置，營(yíng)造一個(gè)穩(wěn)定的監(jiān)測(cè)空間，并在輸變電設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行布設(shè)[5]。運(yùn)行終端設(shè)置傳感器，獲取運(yùn)行過(guò)程中的監(jiān)測(cè)信號(hào)，并對(duì)出現(xiàn)異常的發(fā)生時(shí)刻以及節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記，并測(cè)算出節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)跳變比為

式中：U表示節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)跳變比；S表示解析監(jiān)測(cè)范圍；α表示監(jiān)測(cè)次數(shù)；π表示預(yù)設(shè)單向監(jiān)測(cè)距離；w表示瞬時(shí)監(jiān)測(cè)偏差；q表示監(jiān)測(cè)次數(shù)。綜合上述測(cè)定，最終能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)跳變比。將其設(shè)定為實(shí)際的監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，與小波變動(dòng)波段的標(biāo)準(zhǔn)保持一致，按照自適應(yīng)分布模式，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)位置的細(xì)微調(diào)整，為后續(xù)的監(jiān)測(cè)工作奠定基礎(chǔ)[6]。

1.2 周期監(jiān)測(cè)信號(hào)捕捉及解析

根據(jù)上述設(shè)定的在線監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，依據(jù)監(jiān)測(cè)需求及標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整，設(shè)定具體的監(jiān)測(cè)周期，并捕捉監(jiān)測(cè)信號(hào)，進(jìn)行多方向?qū)蛹?jí)解析[7]。結(jié)合小波分析技術(shù)，先對(duì)輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，并調(diào)整相關(guān)的監(jiān)測(cè)控制指標(biāo)參數(shù)，如表1所示。

表1 輸變電設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)參數(shù)設(shè)定表

結(jié)合表1，完成對(duì)輸變電設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)參數(shù)的設(shè)定。在此基礎(chǔ)之上，結(jié)合小波信號(hào)的變動(dòng)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)目標(biāo)式的標(biāo)記和數(shù)據(jù)信息的采集，與初始的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比校正，將所捕捉的信號(hào)歸類整合，隨后分化解析。設(shè)定在線監(jiān)測(cè)的轉(zhuǎn)換解析信號(hào)，確定初始的監(jiān)測(cè)相位之后，引進(jìn)加窗函數(shù)，在合理的監(jiān)測(cè)偏差范圍之內(nèi)，依據(jù)輸變電設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)狀，分析出其內(nèi)部的運(yùn)行實(shí)況，完成對(duì)應(yīng)的解析處理，營(yíng)造更加穩(wěn)定、安全的在線監(jiān)測(cè)環(huán)境。

1.3 小波變換在線監(jiān)測(cè)模型設(shè)計(jì)

利用上述對(duì)在線監(jiān)測(cè)信號(hào)的解析，獲取相關(guān)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及信息，通過(guò)小波變換技術(shù)，構(gòu)建在線監(jiān)測(cè)模型。首先，依據(jù)監(jiān)測(cè)的位置和需求，調(diào)整監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的布設(shè)位置，構(gòu)建循環(huán)式的監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，具體如圖1所示。

針對(duì)圖1，實(shí)現(xiàn)對(duì)小波變換在線監(jiān)測(cè)模型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。遵循上述流程，利用小波轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)3個(gè)監(jiān)測(cè)段，識(shí)別具體的監(jiān)測(cè)情況完成對(duì)小波變換在線波段監(jiān)測(cè)情況的分析和研究。利用模型測(cè)定出小波監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)換誤檢率為

圖1 小波變換在線監(jiān)測(cè)模型結(jié)構(gòu)

式中：T表示小波監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)換誤檢率；?表示轉(zhuǎn)換監(jiān)測(cè)區(qū)域；ι表示電壓變動(dòng)比；ω表示小波相關(guān)系數(shù)；z1和z2分別表示運(yùn)行監(jiān)測(cè)距離和停滯監(jiān)測(cè)距離。綜合上述測(cè)試數(shù)據(jù)，獲取最終的在線監(jiān)測(cè)結(jié)果，優(yōu)化該模型的整體應(yīng)用能力。

1.4 流形波段標(biāo)定實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)處理

流形波段實(shí)際上是在線監(jiān)測(cè)的一種異常情況，可以先在輸變電設(shè)備內(nèi)部設(shè)定感應(yīng)器，針對(duì)劃定的運(yùn)行波段，在標(biāo)定的監(jiān)測(cè)空間內(nèi)部通過(guò)設(shè)備運(yùn)行的規(guī)律及特征對(duì)各個(gè)位置段作出標(biāo)記，形成流形波段分析結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

根據(jù)圖2，完成對(duì)流形波段的分析和監(jiān)測(cè)結(jié)果的同步，針對(duì)實(shí)際監(jiān)測(cè)需求的變動(dòng)，不斷調(diào)整監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的布設(shè)位置，形成多個(gè)動(dòng)態(tài)化的監(jiān)測(cè)區(qū)域，融合小波監(jiān)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化在線監(jiān)測(cè)處理。

圖2 流形波段分析圖示

2 方法測(cè)試

本次主要是對(duì)基于小波分析的輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)方法的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行分析和驗(yàn)證。針對(duì)實(shí)際的檢測(cè)需求及標(biāo)準(zhǔn)，選定A電力站內(nèi)部的輸變電設(shè)備作為測(cè)試目標(biāo)，將測(cè)試的區(qū)域劃分為4部分，設(shè)定傳統(tǒng)SVM-Clara模型輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)組、傳統(tǒng)智能感知輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)組以及本文所設(shè)計(jì)的小波分析輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)組，測(cè)試得出的結(jié)果以對(duì)比的形式展開(kāi)分析，最終進(jìn)行具體驗(yàn)證。接下來(lái)，進(jìn)行相關(guān)測(cè)試環(huán)境的搭建。

2.1 測(cè)試準(zhǔn)備

首先，對(duì)A電力站的輸變電裝置及設(shè)備進(jìn)行識(shí)別掃描，獲取基礎(chǔ)性的應(yīng)用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、信息。設(shè)定CPU Core 2 Duo 4.4 GHz作為測(cè)試的環(huán)境，在控制系統(tǒng)之中設(shè)定1個(gè)感應(yīng)裝置，主要是針對(duì)電壓及電流的變動(dòng)作出實(shí)時(shí)感應(yīng)。在此基礎(chǔ)之上，還需要明確實(shí)際的具體的監(jiān)測(cè)范圍，并在該區(qū)域之內(nèi)布設(shè)一定數(shù)量的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間均是獨(dú)立運(yùn)行的，且在啟動(dòng)之前必須關(guān)聯(lián)，構(gòu)建1個(gè)穩(wěn)定的多維、多層級(jí)監(jiān)測(cè)空間。在選定的4個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域中設(shè)定電網(wǎng)設(shè)備，并將小波識(shí)別裝置安裝在控制程序之中。設(shè)定3個(gè)監(jiān)測(cè)周期，每1個(gè)周期的運(yùn)行監(jiān)測(cè)時(shí)間為4 h。依據(jù)實(shí)際的檢測(cè)需求，再加上獲取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，測(cè)算出基礎(chǔ)的小波分辨率為

式中：A表示初始小波分辨率；g表示可識(shí)別控制范圍；?表示定向監(jiān)測(cè)距離；φ表示加窗函數(shù)；c表示監(jiān)測(cè)頻率。綜合上述測(cè)試得出的促使小波分辨率作為在線監(jiān)測(cè)模型的初始監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，將其設(shè)定在監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的總控程序內(nèi)部，營(yíng)造一個(gè)智能化的監(jiān)測(cè)空間，實(shí)現(xiàn)測(cè)試環(huán)境的搭建。

2.2 測(cè)試過(guò)程及結(jié)果分析

在上述搭建的測(cè)試環(huán)境之中，結(jié)合小波分析技術(shù)，對(duì)A電力站輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)效果進(jìn)行研究。利用布設(shè)的監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)獲取基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)信息，整合匯總之后，利用小波感應(yīng)裝置進(jìn)行對(duì)輸變電設(shè)備的應(yīng)用情況進(jìn)行識(shí)別，測(cè)定出各個(gè)周期的監(jiān)測(cè)耗時(shí)。

與此同時(shí)，通過(guò)感應(yīng)裝置獲取的小波振幅進(jìn)行分析，分別對(duì)單振幅和雙振幅進(jìn)行分析，測(cè)算出最終的監(jiān)測(cè)相角差為

結(jié)合表3，完成對(duì)測(cè)試結(jié)果的驗(yàn)證。相較于傳統(tǒng)SVM-Clara模型輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)組、傳統(tǒng)智能感知輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)組，本文所設(shè)計(jì)的小波分析輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)組最終得出的監(jiān)測(cè)耗時(shí)較好的控制在了1.3 s以下，說(shuō)明在對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)過(guò)程中小波分析細(xì)化對(duì)應(yīng)的監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，通過(guò)雙向測(cè)算的方式獲取監(jiān)測(cè)結(jié)果更加真實(shí)、可靠，監(jiān)測(cè)速度快、誤差小，具有實(shí)際的應(yīng)用意義。

3 結(jié) 論

與傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)形式相比，本文通過(guò)小波分析技術(shù)將監(jiān)測(cè)的實(shí)際區(qū)域作出逆向劃分，通過(guò)小波進(jìn)行動(dòng)態(tài)化掃描，同時(shí)構(gòu)建更加靈活、多變的監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)。在復(fù)雜的電力調(diào)度環(huán)境下，依據(jù)運(yùn)行的需求及變動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，獲取各個(gè)區(qū)域的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和信息，逐步營(yíng)造更加穩(wěn)定、安全的監(jiān)測(cè)環(huán)境，給輸變電設(shè)備日常的運(yùn)行保駕護(hù)航。

表3 測(cè)試結(jié)果對(duì)比分析表 單位：s