中文引用格式: 郝景昌,杜文勇,牛逸明,等. 基于大数据的电力智能 IoT 系统故障预测与自愈机制研究[J]. 电子技术应用,2026,52(9):73-79.
英文引用格式: Hao Jingchang,Du Wenyong,Niu Yiming,et al. Research on fault prediction and self-healing mechanisms in intelligent IoT systems for power based on big data[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(9):73-79.
引言
分布式相量测量单元(D-PMU)因其能够提供实时的电压、电流幅值、相角和频率数据,被广泛应用于电力系统的监测和控制[1-4]。然而,随着D-PMU数量的增加,数据缺失问题日益严重。数据缺失不仅影响电网的实时监测,还可能导致保护装置的误操作[5-7]。尽管已有研究关注传输系统中PMU数据的填补,但针对配电网中D-PMU数据填补的研究仍较少[8-11]。与传输系统相比,配电网的数据填补面临复杂性更高、与用户距离更近、影响分布式能源整合以及实时电网运行等诸多挑战[12-15]。
本文提出了一种基于自注意力机制的新型数据驱动方法,用于填补配电网中D-PMU的缺失数据。该方法通过自注意力机制捕捉时间序列数据中的长期依赖关系,能够有效处理复杂多样的配电网数据,并在故障事件中准确填补数据,从而避免保护装置的误操作。研究中提出了一种名为自注意力时间序列填补(SAITS)的模型,该模型通过联合优化训练策略,结合掩码预测任务和观测值重建任务,利用对角掩码自注意力机制提高填补精度。通过与传统方法的对比,验证了SAITS模型在填补准确性和可靠性方面的优越性。此外,本文还通过模拟故障条件下的时间序列数据,进一步评估了模型在不同缺失数据场景下的鲁棒性,为配电网的安全运行提供了有力支持。
值得注意的是,电力智能IoT系统中的自愈机制是指系统在检测到故障或异常后,能够自动执行隔离、重构和恢复操作,以最小化供电中断的能力。这一机制的实现高度依赖于实时、准确的数据支撑。若D-PMU数据在故障发生的关键时刻出现缺失,将直接影响自愈控制的决策质量,甚至导致误动作。因此,高质量的数据填补不仅是提升监测精度的手段,更是保障自愈机制可靠运行的前提条件。
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作者信息:
郝景昌1,杜文勇1,牛逸明1,赵海帮1,杨智彤1,张小武2
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2.北京中电普华信息技术有限公司,北京 100000)

