一種基于大數據的設備狀態診斷方法

唐思華 許可 張劍 肖麗

摘 要：隨著電網智能化的發展，電力信息系統變得更為復雜，其數據也隨之增大。如何對運檢數據進行深層挖掘分析以及高級應用，是我們面臨的新的挑戰。文章闡述了電力大數據的特點以及配網設備的狀態診斷的現狀，并在此基礎上提出了大數據技術適應于運檢業務的高級應用。

關鍵詞：大數據 狀態診斷 方法

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

隨著人民群眾物質生活水平的不斷提高，用電的需求也越來越大。配電網作為電力系統的重要環節，其工作實施的好壞直接關系到電力系統的正常運行。配網設備狀態檢修是配電網正常運行的重要基礎，狀態檢修及運行維護直接影響到電網運行的安全穩定性，直接影響到電力用戶的正常用電，直接影響到供電企業經濟效益的實現。隨著運行維護水平提高，配網設備狀態檢修逐漸成為日常工作的重要組成部分，并對保障電網正常運行有著重要意義。

但是從目前的發展狀況來看，我國配網設備狀態檢修及運行維護工作還存在一些不足之處；尤其是受用電條件、各地配電網設備的質量及運行條件的影響，導致配網設備維護條件存在差異。在對地區電力設備進行狀態檢修時，檢修人員要能夠根據當地電力用戶的具體情況來調整檢修計劃來提高檢修效率；但是現場設備的情況復雜多變，工作人員對設備狀態診斷不精確，對設備狀況的判定標準不統一，往往會降低檢修效率。因此，迫切需要一個應用系統對設備進行狀態診斷，將設備風險評估、狀態評價信息以及對應的檢修決策信息清晰、直觀地展示出來，輔助現場人員進行狀態檢修作業，實現低成本、高效率的檢修策略。

1 配網設備狀態診斷面臨的問題

目前配網設備狀態診斷面臨的問題是主要有以下幾點：

（1）配電設備種類多、型號多、判斷規則多，可借用的分析數據較少。（2）配電人員專業技能和技術水平不一，需要靠檢修人員經驗判斷設備問題時，準確性較低，對故障檢修效率也有一定的影響。（3）受用電條件的影響，配網設備維護條件存在差異。

我國疆域遼闊，不同地區的地理條件及自然環境有著明顯差異，再加上電力用戶的種類不同，這就直接導致各地配電網設備的質量及運行條件的差異性。在對地區電力設備進行狀態檢修時，必須要與電力主干道設備上的電力設備檢修具體區分開來，檢修人員要能夠根據當地電力用戶的具體情況來調整檢修計劃，以此來提高檢修效率。

2 系統解決方案

運檢可視化移動應用系統從設備履歷和時時信息入手，嚴格按照先進的設備檢測規范，結合設備類型、設備型號等信息，應用大數據分析技術，對配電設備進行一對一的狀態診斷分析，并提供設備信息、運行信息、風險信息的展示。系統從分析預警、狀態檢測、接口數據接入3個層面展示，見圖1。

3 基于大數據分析的配電設備狀態診斷

（1）研究基于大數據統計分析、相關分析和預測模型分析設備關鍵狀態、服役環境狀態、電網運行狀態與電力設備負載能力的相關關系分析，挖掘與設備負載能力密切關聯的核心狀態參量，建立不同服役環境、不同設備老化狀態、不同設備缺陷情況下的設備負載能力短期、中期、長期多尺度動態評估及預測模型，研究配電設備過負荷運行及與設備健康狀態和壽命的相關關系，提出設備實時動態增容調控策略與設備負載安全裕度的動態校核方法。

（2）研究基于復雜關聯關系分析的設備低電壓以及設備故障預測方法，重點研究狀態參量與實時電壓，實時電流關聯關系，部件故障與設備故障之間的關聯關系及演化規律，基于融合電網信息、設備信息和環境信息等異構數據的設備故障分層預測方法，實現設備故障類型、部位和嚴重程度的診斷和預測，實現綜合數據分析多維信息的圖形化展示。

（3）基于關聯分析、統計分析、深度學習、聚類分析等數據挖掘技術，研究配電設備狀態信息的層疊關系及內涵機理，結合設備屬性、特殊工況等個性化因素，探索設備狀態的差異化狀態評價模型，實現設備異常狀態的分層次快速評估，在此基礎上對現有的評價體系進行優化，利用關聯分析與機器學習等方法對參數和權重進行動態調整，實現基于設備個性規律的狀態動態評價和預測。

（4）針對電網復雜運行環境與動態隨機負載條件下的配電設備，構建復雜運行工況下基于多變時空狀態分析的配電設備故障率關聯和風險評估模型，提出大規模電網實際環境的區域化外網風險等值快速評估方法，實現可定制的配電設備風險信息的快速篩選，并根據大數據分析，相關分析的結果，提供精準的解決思路和方法。

4 系統平臺的應用功能

4.1 設備狀態監測

系統進行設備的精準定位，通過屏幕視窗提醒或響鈴告警的方式提醒相關人員，并展示待處理問題持續的時間，系統提供異常信息及處理結果的記錄功能并進行存儲，作為運行巡視、檢測、檢修、大修的依據。

4.2 設備檢修工作展示

系統綜合外部系統提供的設備臺賬以及運行數據，在本頁進行展示設備的缺陷信息、故障信息、隱患信息的查看，同時可以開展新增、處理等工作。

4.3 設備狀態診斷

（1）供電質量分析。

系統綜合外部系統提供的線路、斷路器、變壓器的低電壓基礎信息，運用大數據技術，通過低電壓類型、低電壓統計、低電壓詳情3個模塊展示設備的供電質量信息。在這些模塊中，涉及的功能主要有：一次斷線故障、負荷沖擊、三相不平衡、低電壓區域、低電壓類型所占百分比、低電壓事件單位占比、容載比分布、設備的信息、風險時刻數據、風險分析等，以圖表、數字結合的方式從不同的維度對設備供電質量進行分析。

（2）設備風險預警。

本模塊提供設備風險信息、巡視過程中的缺陷、隱患、監測異常信息的匯總、查看，并按照不同維度以圖表、列表的形式進行展示，同時提供事務處理操作。

5 結語

通過對設備運行大數據的深度挖掘、應用，實現配網設備狀態診斷。根據診斷結果進行設備低電壓預告警、加強負荷預測，提高對設備的風險分析以及配電設備的風險區域管理，適應統一堅強智能電網發展的需求，為社會提供更加優質電源。

參考文獻

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