一種基于大數(shù)據(jù)的設(shè)備狀態(tài)診斷方法

唐思華 許可 張劍 肖麗

摘 要：隨著電網(wǎng)智能化的發(fā)展，電力信息系統(tǒng)變得更為復(fù)雜，其數(shù)據(jù)也隨之增大。如何對運(yùn)檢數(shù)據(jù)進(jìn)行深層挖掘分析以及高級應(yīng)用，是我們面臨的新的挑戰(zhàn)。文章闡述了電力大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)以及配網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)診斷的現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上提出了大數(shù)據(jù)技術(shù)適應(yīng)于運(yùn)檢業(yè)務(wù)的高級應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù) 狀態(tài)診斷 方法

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0002-02

隨著人民群眾物質(zhì)生活水平的不斷提高，用電的需求也越來越大。配電網(wǎng)作為電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，其工作實(shí)施的好壞直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修是配電網(wǎng)正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，狀態(tài)檢修及運(yùn)行維護(hù)直接影響到電網(wǎng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定性，直接影響到電力用戶的正常用電，直接影響到供電企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。隨著運(yùn)行維護(hù)水平提高，配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修逐漸成為日常工作的重要組成部分，并對保障電網(wǎng)正常運(yùn)行有著重要意義。

但是從目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，我國配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修及運(yùn)行維護(hù)工作還存在一些不足之處；尤其是受用電條件、各地配電網(wǎng)設(shè)備的質(zhì)量及運(yùn)行條件的影響，導(dǎo)致配網(wǎng)設(shè)備維護(hù)條件存在差異。在對地區(qū)電力設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修時(shí)，檢修人員要能夠根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏τ脩舻木唧w情況來調(diào)整檢修計(jì)劃來提高檢修效率；但是現(xiàn)場設(shè)備的情況復(fù)雜多變，工作人員對設(shè)備狀態(tài)診斷不精確，對設(shè)備狀況的判定標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，往往會降低檢修效率。因此，迫切需要一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)診斷，將設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評估、狀態(tài)評價(jià)信息以及對應(yīng)的檢修決策信息清晰、直觀地展示出來，輔助現(xiàn)場人員進(jìn)行狀態(tài)檢修作業(yè)，實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的檢修策略。

1 配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)診斷面臨的問題

目前配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)診斷面臨的問題是主要有以下幾點(diǎn)：

（1）配電設(shè)備種類多、型號多、判斷規(guī)則多，可借用的分析數(shù)據(jù)較少。（2）配電人員專業(yè)技能和技術(shù)水平不一，需要靠檢修人員經(jīng)驗(yàn)判斷設(shè)備問題時(shí)，準(zhǔn)確性較低，對故障檢修效率也有一定的影響。（3）受用電條件的影響，配網(wǎng)設(shè)備維護(hù)條件存在差異。

我國疆域遼闊，不同地區(qū)的地理?xiàng)l件及自然環(huán)境有著明顯差異，再加上電力用戶的種類不同，這就直接導(dǎo)致各地配電網(wǎng)設(shè)備的質(zhì)量及運(yùn)行條件的差異性。在對地區(qū)電力設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修時(shí)，必須要與電力主干道設(shè)備上的電力設(shè)備檢修具體區(qū)分開來，檢修人員要能夠根據(jù)當(dāng)?shù)仉娏τ脩舻木唧w情況來調(diào)整檢修計(jì)劃，以此來提高檢修效率。

2 系統(tǒng)解決方案

運(yùn)檢可視化移動應(yīng)用系統(tǒng)從設(shè)備履歷和時(shí)時(shí)信息入手，嚴(yán)格按照先進(jìn)的設(shè)備檢測規(guī)范，結(jié)合設(shè)備類型、設(shè)備型號等信息，應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對配電設(shè)備進(jìn)行一對一的狀態(tài)診斷分析，并提供設(shè)備信息、運(yùn)行信息、風(fēng)險(xiǎn)信息的展示。系統(tǒng)從分析預(yù)警、狀態(tài)檢測、接口數(shù)據(jù)接入3個(gè)層面展示，見圖1。

3 基于大數(shù)據(jù)分析的配電設(shè)備狀態(tài)診斷

（1）研究基于大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)分析和預(yù)測模型分析設(shè)備關(guān)鍵狀態(tài)、服役環(huán)境狀態(tài)、電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)與電力設(shè)備負(fù)載能力的相關(guān)關(guān)系分析，挖掘與設(shè)備負(fù)載能力密切關(guān)聯(lián)的核心狀態(tài)參量，建立不同服役環(huán)境、不同設(shè)備老化狀態(tài)、不同設(shè)備缺陷情況下的設(shè)備負(fù)載能力短期、中期、長期多尺度動態(tài)評估及預(yù)測模型，研究配電設(shè)備過負(fù)荷運(yùn)行及與設(shè)備健康狀態(tài)和壽命的相關(guān)關(guān)系，提出設(shè)備實(shí)時(shí)動態(tài)增容調(diào)控策略與設(shè)備負(fù)載安全裕度的動態(tài)校核方法。

（2）研究基于復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系分析的設(shè)備低電壓以及設(shè)備故障預(yù)測方法，重點(diǎn)研究狀態(tài)參量與實(shí)時(shí)電壓，實(shí)時(shí)電流關(guān)聯(lián)關(guān)系，部件故障與設(shè)備故障之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系及演化規(guī)律，基于融合電網(wǎng)信息、設(shè)備信息和環(huán)境信息等異構(gòu)數(shù)據(jù)的設(shè)備故障分層預(yù)測方法，實(shí)現(xiàn)設(shè)備故障類型、部位和嚴(yán)重程度的診斷和預(yù)測，實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)分析多維信息的圖形化展示。

（3）基于關(guān)聯(lián)分析、統(tǒng)計(jì)分析、深度學(xué)習(xí)、聚類分析等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，研究配電設(shè)備狀態(tài)信息的層疊關(guān)系及內(nèi)涵機(jī)理，結(jié)合設(shè)備屬性、特殊工況等個(gè)性化因素，探索設(shè)備狀態(tài)的差異化狀態(tài)評價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)備異常狀態(tài)的分層次快速評估，在此基礎(chǔ)上對現(xiàn)有的評價(jià)體系進(jìn)行優(yōu)化，利用關(guān)聯(lián)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)等方法對參數(shù)和權(quán)重進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)基于設(shè)備個(gè)性規(guī)律的狀態(tài)動態(tài)評價(jià)和預(yù)測。

（4）針對電網(wǎng)復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境與動態(tài)隨機(jī)負(fù)載條件下的配電設(shè)備，構(gòu)建復(fù)雜運(yùn)行工況下基于多變時(shí)空狀態(tài)分析的配電設(shè)備故障率關(guān)聯(lián)和風(fēng)險(xiǎn)評估模型，提出大規(guī)模電網(wǎng)實(shí)際環(huán)境的區(qū)域化外網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)等值快速評估方法，實(shí)現(xiàn)可定制的配電設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)信息的快速篩選，并根據(jù)大數(shù)據(jù)分析，相關(guān)分析的結(jié)果，提供精準(zhǔn)的解決思路和方法。

4 系統(tǒng)平臺的應(yīng)用功能

4.1 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備的精準(zhǔn)定位，通過屏幕視窗提醒或響鈴告警的方式提醒相關(guān)人員，并展示待處理問題持續(xù)的時(shí)間，系統(tǒng)提供異常信息及處理結(jié)果的記錄功能并進(jìn)行存儲，作為運(yùn)行巡視、檢測、檢修、大修的依據(jù)。

4.2 設(shè)備檢修工作展示

系統(tǒng)綜合外部系統(tǒng)提供的設(shè)備臺賬以及運(yùn)行數(shù)據(jù)，在本頁進(jìn)行展示設(shè)備的缺陷信息、故障信息、隱患信息的查看，同時(shí)可以開展新增、處理等工作。

4.3 設(shè)備狀態(tài)診斷

（1）供電質(zhì)量分析。

系統(tǒng)綜合外部系統(tǒng)提供的線路、斷路器、變壓器的低電壓基礎(chǔ)信息，運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過低電壓類型、低電壓統(tǒng)計(jì)、低電壓詳情3個(gè)模塊展示設(shè)備的供電質(zhì)量信息。在這些模塊中，涉及的功能主要有：一次斷線故障、負(fù)荷沖擊、三相不平衡、低電壓區(qū)域、低電壓類型所占百分比、低電壓事件單位占比、容載比分布、設(shè)備的信息、風(fēng)險(xiǎn)時(shí)刻數(shù)據(jù)、風(fēng)險(xiǎn)分析等，以圖表、數(shù)字結(jié)合的方式從不同的維度對設(shè)備供電質(zhì)量進(jìn)行分析。

（2）設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

本模塊提供設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)信息、巡視過程中的缺陷、隱患、監(jiān)測異常信息的匯總、查看，并按照不同維度以圖表、列表的形式進(jìn)行展示，同時(shí)提供事務(wù)處理操作。

5 結(jié)語

通過對設(shè)備運(yùn)行大數(shù)據(jù)的深度挖掘、應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)診斷。根據(jù)診斷結(jié)果進(jìn)行設(shè)備低電壓預(yù)告警、加強(qiáng)負(fù)荷預(yù)測，提高對設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)分析以及配電設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域管理，適應(yīng)統(tǒng)一堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展的需求，為社會提供更加優(yōu)質(zhì)電源。

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