基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的輸變電設(shè)備故障診斷方法分析

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（國(guó)網(wǎng)四川省電力公司丹棱縣供電分公司，四川 眉山 620200）

0 引 言

綜合性較強(qiáng)是故障診斷的特征，主要是查詢?cè)O(shè)備運(yùn)行中的故障源。工作人員需檢查輸變電系統(tǒng)中設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，并根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)判斷故障發(fā)生的位置。因此，工作人員在查詢故障信息時(shí)耗時(shí)較長(zhǎng)，影響電網(wǎng)的恢復(fù)運(yùn)行[1]。通過(guò)大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)診斷輸變電設(shè)備故障，可大大提升工作人員的工作效率和質(zhì)量。因此，研究基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)輸變電設(shè)備故障診斷方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 輸變電設(shè)備故障診斷的重要性

故障診斷是按照設(shè)備運(yùn)行和故障后停電信息情況處理故障源。通過(guò)故障診斷可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的正常檢測(cè)維修工作和超負(fù)荷工作。通過(guò)使用先進(jìn)技術(shù)，及時(shí)研究和處理設(shè)備的各種數(shù)據(jù)，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常狀況和故障問(wèn)題[2]。通過(guò)及時(shí)掌握設(shè)備發(fā)生故障的位置、故障程度以及造成故障的因素等信息，可第一時(shí)間合理制定有針對(duì)性的檢測(cè)維修方案，從而降低故障損失，提升設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益。

2 基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的輸變電設(shè)備故障診斷狀況

在輸變電設(shè)備運(yùn)行中，若未及時(shí)檢修和養(yǎng)護(hù)設(shè)備，將引發(fā)安全事故，影響用戶的正常用電。雖然供電企業(yè)逐漸加大了診斷輸變電設(shè)備故障的力度，但是輸變電設(shè)備的檢修過(guò)程依然存在不足。第一，技術(shù)人員在實(shí)際工作中未嚴(yán)格根據(jù)規(guī)章制度進(jìn)行檢修，且部分工作人員檢修水平較低，易漏檢和錯(cuò)撿，導(dǎo)致安全隱患未被發(fā)現(xiàn)。第二，隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，部分大型供電企業(yè)為提升輸變電設(shè)備故障診斷的能力，在收集和整理設(shè)備故障信息的過(guò)程中應(yīng)用了大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。然而，由于維修人員缺乏數(shù)據(jù)挖掘方面的專業(yè)技術(shù)和知識(shí)，勢(shì)必將影響設(shè)備的故障診斷效果。另外，在診斷輸變電故障方面，供電企業(yè)仍處于嘗試使用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的階段，僅在一定程度上發(fā)揮了穩(wěn)定性作用。第三，供電企業(yè)在大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)方面投入較少，且監(jiān)測(cè)系統(tǒng)陳舊，無(wú)法充分發(fā)揮該技術(shù)的作用[3]。

3 基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的輸變電設(shè)備故障診斷方法

3.1 在線診斷設(shè)備故障

輸配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息含有非常復(fù)雜和不確定的內(nèi)容，故在應(yīng)用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)過(guò)程中，需重視挖掘流程方面的應(yīng)用，保障數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。工作人員需清楚和正確認(rèn)識(shí)輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，收集基礎(chǔ)信息和設(shè)備缺陷信息。大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的內(nèi)容之一是關(guān)聯(lián)規(guī)則，主要作用是及時(shí)統(tǒng)計(jì)和分析自身潛在規(guī)律，從而獲取關(guān)聯(lián)規(guī)則流程。通過(guò)合理應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則，可提升大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的準(zhǔn)確度[4]。在挖掘輸變電設(shè)備數(shù)據(jù)信息、預(yù)處理設(shè)備的原始數(shù)據(jù)及收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)時(shí)，都將應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則。此外，可利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)刪減不確定的數(shù)據(jù)資料，保存確定的數(shù)據(jù)資料；根據(jù)輸配電設(shè)備的特點(diǎn)和類(lèi)型等，制定有關(guān)的關(guān)聯(lián)規(guī)則；在探索故障流程的過(guò)程中，通過(guò)關(guān)聯(lián)規(guī)則簡(jiǎn)單敘述整個(gè)流程，從而為技術(shù)人員提供方便；工作人員統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)關(guān)聯(lián)規(guī)則，形成相應(yīng)的故障診斷知識(shí)，以保障設(shè)備的故障診斷效果。

3.2 模糊模式識(shí)別診斷方法

模糊模式識(shí)別方法是通過(guò)模糊數(shù)學(xué)中的概念和原理等解決分類(lèi)識(shí)別問(wèn)題，包括隸屬度法和模糊聚類(lèi)法等。所謂的模糊模式識(shí)別是將研究對(duì)象定義為現(xiàn)實(shí)中模糊存在的現(xiàn)實(shí)，并將這些模糊的現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的信息，然后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理實(shí)現(xiàn)模糊識(shí)別的目的。例如，過(guò)電壓等具有延伸性，且不確定的概念存在于輸電線路系統(tǒng)中。模糊模式識(shí)別故障的方法正是由于在輸電線路中存在的模糊性而被具體應(yīng)用。傳統(tǒng)的行波測(cè)距方法存在無(wú)法明確的方面，如不固定的母線接線、不確定輸電線路的影響參數(shù)等，影響對(duì)母線的實(shí)際反射，降低了系統(tǒng)可靠性[5]。為最大限度地減少無(wú)法確定的因素，可將模糊模式識(shí)別技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)行波測(cè)距方法。通過(guò)分段檢測(cè)輸電線路，并根據(jù)每段線路的實(shí)際情況設(shè)置不同的模式。通過(guò)識(shí)別各個(gè)分段線路上的故障模式，可準(zhǔn)確找到發(fā)生故障的位置。如果多種候選模式應(yīng)用到同一分段中，可將隸屬函數(shù)按照模糊理論定義確定故障的模式屬性。

3.3 故障樹(shù)分析診斷方法

故障樹(shù)分析法主要通過(guò)自上而下的方法分析導(dǎo)致設(shè)備和系統(tǒng)故障的直接或間接原因。在診斷輸電線路的過(guò)程中，最不希望發(fā)生頂層故障，需將造成故障的所有原因從下向上分別列出，產(chǎn)生故障樹(shù)現(xiàn)象。通過(guò)詳細(xì)說(shuō)明事件間的各種聯(lián)系，從而成功應(yīng)用定性和定量分析法進(jìn)行分析。故障分析的關(guān)鍵為故障樹(shù)的定性分析，可在最短時(shí)間分析系統(tǒng)的故障模式。在診斷故障方法中主要使用定量分析，按照已給定的事件發(fā)生率計(jì)算頂層事件的發(fā)生率，即通過(guò)故障模式和影響分析法準(zhǔn)確分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、故障對(duì)系統(tǒng)造成的影響，同時(shí)及時(shí)消除潛在的故障模式。具體應(yīng)用到診斷輸電線路過(guò)程中時(shí)，需制定標(biāo)準(zhǔn)的FMEA表格，主要分為4個(gè)流程：（1）及時(shí)確定輸電線路運(yùn)行中可能出現(xiàn)的故障模式；（2）科學(xué)評(píng)估每種故障模式造成的影響；（3）準(zhǔn)確評(píng)估故障模式發(fā)生的原因和概率；（4）根據(jù)故障模式合理制定解決措施。

4 結(jié) 論

通過(guò)大量推廣和使用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可加快工作人員采集和處理數(shù)據(jù)的工作速度。當(dāng)前，人們不斷增加的電力需求量促使輸配電設(shè)備的運(yùn)行工作量加大，導(dǎo)致故障問(wèn)題頻頻發(fā)生。因此，供電企業(yè)需重視大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研究，不斷完善和改進(jìn)技術(shù)，保障輸配電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，為保障用戶的正常用電，需及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決輸配電設(shè)備運(yùn)行中發(fā)生的故障，從而提升工作人員的工作質(zhì)量和工作效果。