基于大數(shù)據(jù)標簽技術(shù)的變壓器告警信息分析

侯艷真 謝雅佶 張蓉蓉 王璐璐

摘? 要：在電網(wǎng)規(guī)模日益擴大和結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜的環(huán)境下，傳統(tǒng)存儲的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)集成及整合分析方式已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)應(yīng)用的需求。本文通過引入數(shù)據(jù)標簽技術(shù)，梳理電力數(shù)據(jù)標簽的特點，分析故障標簽的生成，并以變壓器為例，分析電力數(shù)據(jù)標簽技術(shù)在電力設(shè)備狀態(tài)檢修方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)標簽技術(shù);變壓器;告警信息

隨著電網(wǎng)規(guī)模日益擴大和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，告警信息數(shù)據(jù)量更是井噴式增長，且存在多元、高維、異構(gòu)的問題，并且不同電廠和調(diào)度中心之間無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時共享，為數(shù)據(jù)的管理、分析和利用帶來新的挑戰(zhàn)。尤其是當電網(wǎng)發(fā)生異?；蚬收蠒r，海量報警信息以快速變化的形式直接呈現(xiàn)給調(diào)度運行人員，由于信息量巨大，真正重要的報警信息容易被忽略，無法起到報警應(yīng)有的作用。

在此背景下，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)分析方式已經(jīng)無法滿足電力行業(yè)的需求，需引入新的技術(shù)來解決目前的技術(shù)瓶頸，建立完整的面向大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理方式與體系以提升電網(wǎng)及設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控智能分析的效率，從而實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控與管理業(yè)務(wù)更新與變革。

1.數(shù)據(jù)標簽的概念

數(shù)據(jù)標簽是利用簡明扼要的數(shù)據(jù)內(nèi)容描述對象的技術(shù)手段。從本質(zhì)上來說，是在將長文本內(nèi)容提取成精煉、有效信息的基礎(chǔ)上，增添了對數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計、抽象的一種方法，具有短文本、語義化、可重復(fù)標記等特點。隨著數(shù)據(jù)分析及大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)標簽被賦予越來越豐富的內(nèi)涵，用途也越來越廣泛。例如通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，對因檢修產(chǎn)生的告警信息打上檢修標簽，對因人為操作造成的告警信息打上伴生標簽，對因越限回歸正常的告警信息打上無效越限標簽等，為后續(xù)開展數(shù)據(jù)分析提供依據(jù)。基于該類標簽的數(shù)據(jù)信息，可以減少或降低關(guān)注度，實現(xiàn)告警信息無效數(shù)據(jù)的過濾，辨識后的有限信息量可大大減少，解決了干擾、冗余信息量大的問題，減輕運行人員的工作量，同時也可以運用大數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)溯源技術(shù)記錄數(shù)據(jù)的來源和傳播過程，為后期基于標簽進一步開展數(shù)據(jù)挖掘和分析決策提供輔助支持。

2.電力數(shù)據(jù)標簽體系

電力設(shè)備形成電力大數(shù)據(jù)標簽化的維度包括：（1）基本信息。包括設(shè)備基本臺賬信息、電力設(shè)備編碼信息等（2）運行信息。包括設(shè)備運行限值管理、設(shè)備異常告警信息、潮流分布信息、設(shè)備操作變變位信息等。（3）狀態(tài)信息。包括設(shè)備試驗數(shù)據(jù)定期更新、設(shè)備異常時間記錄、設(shè)備故障類型和設(shè)備缺陷頻次統(tǒng)計、歷史設(shè)備狀態(tài)評價信息等。電力設(shè)備標簽體系架構(gòu)包含電網(wǎng)調(diào)控領(lǐng)域的數(shù)據(jù)源采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、標簽分類和形成數(shù)據(jù)標簽中心4個層次，如圖1所示。

其中，電力系統(tǒng)運行所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)分散在電網(wǎng)不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，需要將電力系統(tǒng)中的監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)度管理系統(tǒng)和輸變電在線監(jiān)測中的數(shù)據(jù)實現(xiàn)統(tǒng)一接入和不同系統(tǒng)間的邏輯關(guān)聯(lián)。針對電力設(shè)備基本信息、狀態(tài)信息、運行信息3個維度的特征進行分析形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標簽，對這些離散的多維標簽匯總并存儲至數(shù)據(jù)標簽中心。針對某一電力設(shè)備的多源數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)標簽化，形成精確適配的電力設(shè)備標簽體系，當此設(shè)備發(fā)生異常告警信息時，大數(shù)據(jù)標簽中心進行主動推薦，為調(diào)控操作人員實現(xiàn)靈活的信息關(guān)聯(lián)并提供歷史數(shù)據(jù)參考。

3.應(yīng)用案例分析

為進一步說明電力設(shè)備大數(shù)據(jù)標簽體系在實際生產(chǎn)中的實用性能，以某變電站1號主變壓器為例，以告警設(shè)備分析體系為核心，進行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，具體如圖2所示。

針對該變壓器從投運開始的運行數(shù)據(jù)，從告警次數(shù)、告警時間間隔、告警或故障嚴重程度以及設(shè)備的一些基本信息出發(fā)（時間和故障維度），根據(jù)電力數(shù)據(jù)的特點，形成該變壓器的2021年7月份某次變壓器告警的大數(shù)據(jù)標簽體系，如圖3所示。

設(shè)備于2021年7月9日發(fā)生油溫高告警，告警發(fā)生當日，環(huán)境溫度35℃，變壓器負載率最高激增至最高78%，負載率平均值超過同期平均值1.5倍，但未達到重載標準，查驗得知，同站另一臺變壓器正在進行停電檢修，次日進行變壓器油色譜分析顯示正常。經(jīng)深度標簽化數(shù)據(jù)挖掘可知，該設(shè)備日后在負載率升高較快，即5h內(nèi)增長15% ～30% 時，易引發(fā)缺陷暴露，但油溫異常升高類型的故障概率小于等于0.02%。因為經(jīng)機器學(xué)習統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)不是所有氣溫高于35℃時都會出現(xiàn)變壓器發(fā)生油溫異常情況，故在變壓器檢修周期內(nèi)氣溫高、負荷率高導(dǎo)致的變壓器油溫異常告警可以歸為無效越限標簽類，不需要進行過多關(guān)注?？梢姶髷?shù)據(jù)標簽體系可隨時間推移不斷擴充豐富。

4.結(jié)束語

通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)和人工智能工具，將電力大數(shù)據(jù)標簽技術(shù)應(yīng)用于設(shè)備狀態(tài)分析，基于實時告警和專業(yè)業(yè)務(wù)邏輯推導(dǎo)，搭建大數(shù)據(jù)標簽體系的深度應(yīng)用框架，將電力設(shè)備數(shù)據(jù)標簽體系置于大數(shù)據(jù)中心和調(diào)控業(yè)務(wù)平臺之間，規(guī)劃其基本功能和業(yè)務(wù)應(yīng)用，設(shè)備監(jiān)控狀態(tài)分析將由傳統(tǒng)的“分類告警分析”轉(zhuǎn)變?yōu)椤靶畔㈥P(guān)聯(lián)設(shè)備分析”的技術(shù)路線和由傳統(tǒng)的“統(tǒng)計分析”轉(zhuǎn)變?yōu)椤摆厔蒿L險預(yù)警分析”的技術(shù)路線。

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作者簡介：

侯艷真，1984年10月出生，女，河南洛陽人，碩士研究生，講師，研究方向為電力系統(tǒng)繼電保護。