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，同時與關(guān)聯(lián)裝置的運行聯(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，一般會在運行的過程中實現(xiàn)定向在線監(jiān)測，針對變電設(shè)備自身狀態(tài)、運行頻率、單向調(diào)度狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，獲取對應(yīng)的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)信息，以此來進(jìn)一步分析監(jiān)測的結(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)測方法、傳統(tǒng)智能感知輸變電設(shè)備在線監(jiān)測方法，上述類型的監(jiān)測形式多為單向的，在實際執(zhí)行的過程中可以同時覆蓋較大區(qū)域的輸變電設(shè)備，針對實際的運行情況，采集異常數(shù)據(jù)，同時分析設(shè)備具有的應(yīng)用情況[4]。

但是這種監(jiān)測方法的靈活性并不高，計算得出的監(jiān)測結(jié)果也并不精準(zhǔn)，為此對基于小波分析的輸變電設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測方法進(jìn)行分析和設(shè)計。小波分析與監(jiān)測模式的融合，實際上是擴大了對輸變電設(shè)備檢測與定向識別，多方面提升整體的監(jiān)測針對性，促使相關(guān)裝置在運行的過程處于更加穩(wěn)定的狀態(tài)，通過波段的變動來判斷設(shè)備的應(yīng)用實況，形成循環(huán)式的監(jiān)測形式，為日常的電力調(diào)度及分配工作提供真實的參考依據(jù)[2]。

1 構(gòu)建輸變電設(shè)備小波分析在線監(jiān)測方法

1.1 隨機分布監(jiān)測節(jié)點布設(shè)

傳統(tǒng)的輸變電設(shè)備裝置在線監(jiān)測的結(jié)構(gòu)通常是單向的，雖然可以完成日常的監(jiān)測工作，但是整體監(jiān)測的體系并不靈活，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)測事故的發(fā)生，需要采用隨機分布的方式進(jìn)行監(jiān)測節(jié)點布設(shè)[4]。

綜合小波技術(shù)，先在輸變電設(shè)備的周期進(jìn)行可識別處理，安裝動態(tài)化的感應(yīng)裝置，營造一個穩(wěn)定的監(jiān)測空間，并在輸變電設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行布設(shè)[5]。運行終端設(shè)置傳感器，獲取運行過程中的監(jiān)測信號，并對出現(xiàn)異常的發(fā)生時刻以及節(jié)點進(jìn)行標(biāo)記，并測算出節(jié)點的監(jiān)測跳變比為

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

1.2 周期監(jiān)測信號捕捉及解析

根據(jù)上述設(shè)定的在線監(jiān)測節(jié)點，依據(jù)監(jiān)測需求及標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)整，設(shè)定具體的監(jiān)測周期，并捕捉監(jiān)測信號，進(jìn)行多方向?qū)蛹壗馕鯷7]。結(jié)合小波分析技術(shù)，先對輸變電設(shè)備的運行狀況進(jìn)行分析，并調(diào)整相關(guān)的監(jiān)測控制指標(biāo)參數(shù)，如表1所示。

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

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

1.3 小波變換在線監(jiān)測模型設(shè)計

利用上述對在線監(jiān)測信號的解析，獲取相關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù)及信息，通過小波變換技術(shù)，構(gòu)建在線監(jiān)測模型。首先，依據(jù)監(jiān)測的位置和需求，調(diào)整監(jiān)測節(jié)點的布設(shè)位置，構(gòu)建循環(huán)式的監(jiān)測結(jié)構(gòu)，具體如圖1所示。

針對圖1，實現(xiàn)對小波變換在線監(jiān)測模型結(jié)構(gòu)的設(shè)計。遵循上述流程，利用小波轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，設(shè)計3個監(jiān)測段，識別具體的監(jiān)測情況完成對小波變換在線波段監(jiān)測情況的分析和研究。利用模型測定出小波監(jiān)測轉(zhuǎn)換誤檢率為

圖1 小波變換在線監(jiān)測模型結(jié)構(gòu)

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

1.4 流形波段標(biāo)定實現(xiàn)監(jiān)測處理

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

根據(jù)圖2，完成對流形波段的分析和監(jiān)測結(jié)果的同步，針對實際監(jiān)測需求的變動，不斷調(diào)整監(jiān)測節(jié)點的布設(shè)位置，形成多個動態(tài)化的監(jiān)測區(qū)域，融合小波監(jiān)測模型，實現(xiàn)動態(tài)化在線監(jiān)測處理。

圖2 流形波段分析圖示

2 方法測試

本次主要是對基于小波分析的輸變電設(shè)備運行狀態(tài)在線監(jiān)測方法的實際應(yīng)用效果進(jìn)行分析和驗證。針對實際的檢測需求及標(biāo)準(zhǔn)，選定A電力站內(nèi)部的輸變電設(shè)備作為測試目標(biāo)，將測試的區(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)測組、傳統(tǒng)智能感知輸變電設(shè)備在線監(jiān)測組以及本文所設(shè)計的小波分析輸變電設(shè)備在線監(jiān)測組，測試得出的結(jié)果以對比的形式展開分析，最終進(jìn)行具體驗證。接下來，進(jìn)行相關(guān)測試環(huán)境的搭建。

2.1 測試準(zhǔn)備

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

式中：A表示初始小波分辨率；g表示可識別控制范圍；?表示定向監(jiān)測距離；φ表示加窗函數(shù)；c表示監(jiān)測頻率。綜合上述測試得出的促使小波分辨率作為在線監(jiān)測模型的初始監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，將其設(shè)定在監(jiān)測節(jié)點的總控程序內(nèi)部，營造一個智能化的監(jiān)測空間，實現(xiàn)測試環(huán)境的搭建。

2.2 測試過程及結(jié)果分析

在上述搭建的測試環(huán)境之中，結(jié)合小波分析技術(shù)，對A電力站輸變電設(shè)備在線監(jiān)測效果進(jìn)行研究。利用布設(shè)的監(jiān)測節(jié)點獲取基礎(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)行對輸變電設(shè)備的應(yīng)用情況進(jìn)行識別，測定出各個周期的監(jiān)測耗時。

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

結(jié)合表3，完成對測試結(jié)果的驗證。相較于傳統(tǒng)SVM-Clara模型輸變電設(shè)備在線監(jiān)測組、傳統(tǒng)智能感知輸變電設(shè)備在線監(jiān)測組，本文所設(shè)計的小波分析輸變電設(shè)備在線監(jiān)測組最終得出的監(jiān)測耗時較好的控制在了1.3 s以下，說明在對應(yīng)的監(jiān)測過程中小波分析細(xì)化對應(yīng)的監(jiān)測環(huán)節(jié)，通過雙向測算的方式獲取監(jiān)測結(jié)果更加真實、可靠，監(jiān)測速度快、誤差小，具有實際的應(yīng)用意義。

3 結(jié) 論

與傳統(tǒng)的監(jiān)測形式相比，本文通過小波分析技術(shù)將監(jiān)測的實際區(qū)域作出逆向劃分，通過小波進(jìn)行動態(tài)化掃描，同時構(gòu)建更加靈活、多變的監(jiān)測結(jié)構(gòu)。在復(fù)雜的電力調(diào)度環(huán)境下，依據(jù)運行的需求及變動標(biāo)準(zhǔn)，獲取各個區(qū)域的監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息，逐步營造更加穩(wěn)定、安全的監(jiān)測環(huán)境，給輸變電設(shè)備日常的運行保駕護(hù)航。

表3 測試結(jié)果對比分析表 單位：s