基于CIM的輸變電設備低溫條件下全天候運行狀態監測

楊建國　李寧　楊佳睿　馬玉慧　崔春暉

摘要：根據輸變電設備運行狀態監測需求，提出了一種基于CIM的輸變電設備低溫條件下全天候運行狀態監測方法。該方法首先建立輸變電設備低溫條件下運行狀態評估函數，然后利用AHP確定權重系數，選出具有代表性的狀態變量，并將其帶入評估函數中，將計算結果以CIM格式進行展示及傳輸，以此實現基于CIM的輸變電設備低溫條件下全天候運行狀態監測。通過對比實驗，證明了該方法比傳統方法檢測效率更高，更具實用性。

關鍵詞：CIM;輸變電設備;AHP;權重系數

0 引言

隨著電力工業的快速發展，各級電力企業都具備一套獨特的設備運行狀態監測方法，例如使用輸變電設備管理系統、數據采集與監測系統、配電管理系統等對設備運行狀態進行監測，每個系統由多個監測模型組成，各個模型間相互配合，共同完成對輸變電設備的全天候運行狀態監測[1-2]。而將CIM應用到輸變電設備低溫條件下的全天候運行狀態監測中，則形成了一種新的監測方法，使輸變電設備運行數據在各個電力系統與模型之間能進行有效交換，還能夠在低溫條件下傳遞具體的輸變電設備動態運行數據，以此實現輸變電設備低溫條件下的全天候運行狀態監測。

1 基于CIM的輸變電設備低溫條件下全天候運行狀態監測方法

輸變電設備內部結構復雜，設備運行狀態正常與否受到眾多因素的影響，尤其是在低溫條件下，提高了輸變電設備出現運行故障的概率，為此設計了一種低溫條件下輸變電設備的全天候運行狀態監測方法[3]。該方法首先建立了一個輸變電設備低溫條件下的運行狀態評估函數，用來評估輸變電設備在低溫條件下的運行狀態，然后利用AHP建立評估函數的權重系數，并對其進行計算，最后將計算結果以CIM數據格式進行顯示，以此實現基于CIM的輸變電設備低溫條件下全天候運行狀態監測。通過對輸變電設備低溫條件下的全天候運行狀態進行監測，并對其進行故障評價，可確保輸變電設備的可靠運行，進而保證電力系統的安全穩定運行。

1.1? ? 建立輸變電設備低溫條件下運行狀態評估函數

輸變電設備運行狀態數據具有結構相似性，可以假設所有的輸變電設備運行狀態數據都處在一個高維的線性空間，且輸變電設備在該高維線性空間中線性可分。將輸變電設備運行狀態數據通過一個特殊的特征函數投影到一個高維的狀態特征空間，表征為高維空間中的一個向量，該向量能夠描述原始數據的主要特征，以此提高數據維度，達到輸變電設備低溫條件下運行狀態評估的目的[4]。輸變電設備實際運行過程中存在M個狀態變量，如果從運行狀態的變化情況中提取N個新的狀態變量（N

1.2? ? 確定權重系數

在建立輸變電設備低溫條件下運行狀態評估函數后，需要確定各個狀態變量的權重系數。此次利用AHP確定評估函數中狀態變量的權重系數，求得權重集B，實現輸變電設備低溫條件下運行狀態評估函數計算的合理化。權重系數是挑選用于評估輸變電設備低溫條件下運行狀態數據的依據，在應用AHP判定設備運行數據權重系數時，首先要對數據進行條理化、層次化分析，將復雜數據分解為元素的組成部分，同時將數據中各個元素按照其屬性分成若干層次。

對于輸變電設備低溫條件下運行狀態的監測來說，最高層為目標層，表示輸變電設備運行正常狀態;中間層表示輸變電設備主要部件存在運行故障;最底層表示輸變電設備在低溫條件下出現嚴重的運行故障[5]。層次的數量與輸變電設備運行程度和監測詳細程度有關，層次數量的建立不受限制，層次數量越多，選取的狀態變量越準確，最終的監測結果精度越高。為了簡化輸變電設備運行狀態監測操作，此次設定3層權重系數評定層次，每一層次中各個數據所支配的元素為9個，在同一層權重比較中，將運行數據的指標進行兩兩對比，根據相對重要性的判斷引入合適的系數值，從而形成權重系數矩陣：

1.3? ? 輸變電設備低溫條件下運行狀態監測的實現

上文通過構建輸變電設備低溫條件下的狀態參量指標體系，將狀態變量的評價劃分為3個層次，分別為輸變電設備運行狀態、設備部件性能狀態、狀態向量的取值。為了能更直觀地顯示輸變電設備運行狀態，需要建立一個模糊評語集，分別對應著輸變電設備低溫條件下正常、注意、異常、故障4種運行狀態。

2 對比實驗

2.1? ? 實驗準備

上述分析在理論上證明了本設計方法的有效性，下面用本文設計方法與傳統方法進行對比實驗，驗證其實用性。用兩種方法同時對輸變電設備低溫條件下的全天候運行狀態進行監測，對比這兩種方法的監測效率。

2.2? ? 實驗結果與分析

根據實驗準備內容，進行對比實驗，繪制出如圖1所示的實驗對比圖。

由圖1可知，隨著實驗次數的增加，本文設計方法對低溫條件下的輸變電設備全天候運行狀態監測效率遠高于傳統方法，由此證明了本文設計方法的實用性。

3 結語

本文將CIM應用到輸變電設備低溫條件下的全天候運行狀態監測中，形成了一種新的設備運行狀態監測方法。由于筆者能力和此次研究時間有限，且該方法尚未得到大量實際操作的驗證，可能存在一些不足之處，今后還需要對該方法進行改進和創新，進一步提高基于CIM的輸變電設備低溫條件下全天候運行狀態監測方法的應用價值，為輸變電設備的穩定運行提供有效保障。

[參考文獻]

[1] 賈京葦，侯慧娟，杜修明，等.基于Markov決策過程的輸變電設備最佳檢修決策[J].高電壓技術，2017，43（7）：2323-2330.

[2] 胡軍，尹立群，李振，等.基于大數據挖掘技術的輸變電設備故障診斷方法[J].高電壓技術，2017，43（11）：3690-3697.

[3] 董艷唯，滿玉巖，王磊，等.基于大數據技術的輸變電設備狀態評估及風險評估研究[J].電氣應用，2017，36（22）：78-83.

[4] 周桂平，羅桓桓，葛維春，等.基于智能電網調度控制系統的輸變電設備狀態監測設計與應用[J].電力信息與通信技術，2018，16（4）：59-63.

[5] 尹喜陽，陳文康，曲思衡，等.物聯網技術在輸變電設備狀態監測中的應用[J].價值工程，2018，37（11）：194-195.

收稿日期：2020-03-30

作者簡介：楊建國（1974—），男，寧夏吳忠人，助理工程師，研究方向：電氣設備運維檢修。