基于CIM的輸變電設(shè)備低溫條件下全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)

楊建國　李寧　楊佳睿　馬玉慧　崔春暉

摘要：根據(jù)輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)需求，提出了一種基于CIM的輸變電設(shè)備低溫條件下全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法。該方法首先建立輸變電設(shè)備低溫條件下運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估函數(shù)，然后利用AHP確定權(quán)重系數(shù)，選出具有代表性的狀態(tài)變量，并將其帶入評(píng)估函數(shù)中，將計(jì)算結(jié)果以CIM格式進(jìn)行展示及傳輸，以此實(shí)現(xiàn)基于CIM的輸變電設(shè)備低溫條件下全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，證明了該方法比傳統(tǒng)方法檢測(cè)效率更高，更具實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：CIM;輸變電設(shè)備;AHP;權(quán)重系數(shù)

0 引言

隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展，各級(jí)電力企業(yè)都具備一套獨(dú)特的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，例如使用輸變電設(shè)備管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、配電管理系統(tǒng)等對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，每個(gè)系統(tǒng)由多個(gè)監(jiān)測(cè)模型組成，各個(gè)模型間相互配合，共同完成對(duì)輸變電設(shè)備的全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)[1-2]。而將CIM應(yīng)用到輸變電設(shè)備低溫條件下的全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)中，則形成了一種新的監(jiān)測(cè)方法，使輸變電設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)在各個(gè)電力系統(tǒng)與模型之間能進(jìn)行有效交換，還能夠在低溫條件下傳遞具體的輸變電設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)，以此實(shí)現(xiàn)輸變電設(shè)備低溫條件下的全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

1 基于CIM的輸變電設(shè)備低溫條件下全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法

輸變電設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)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(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障的概率，為此設(shè)計(jì)了一種低溫條件下輸變電設(shè)備的全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法[3]。該方法首先建立了一個(gè)輸變電設(shè)備低溫條件下的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估函數(shù)，用來評(píng)估輸變電設(shè)備在低溫條件下的運(yùn)行狀態(tài)，然后利用AHP建立評(píng)估函數(shù)的權(quán)重系數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，最后將計(jì)算結(jié)果以CIM數(shù)據(jù)格式進(jìn)行顯示，以此實(shí)現(xiàn)基于CIM的輸變電設(shè)備低溫條件下全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。通過對(duì)輸變電設(shè)備低溫條件下的全天候運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行故障評(píng)價(jià)，可確保輸變電設(shè)備的可靠運(yùn)行，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.1? ? 建立輸變電設(shè)備低溫條件下運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估函數(shù)

輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)具有結(jié)構(gòu)相似性，可以假設(shè)所有的輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)都處在一個(gè)高維的線性空間，且輸變電設(shè)備在該高維線性空間中線性可分。將輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)通過一個(gè)特殊的特征函數(shù)投影到一個(gè)高維的狀態(tài)特征空間，表征為高維空間中的一個(gè)向量，該向量能夠描述原始數(shù)據(jù)的主要特征，以此提高數(shù)據(jù)維度，達(dá)到輸變電設(shè)備低溫條件下運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估的目的[4]。輸變電設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過程中存在M個(gè)狀態(tài)變量，如果從運(yùn)行狀態(tài)的變化情況中提取N個(gè)新的狀態(tài)變量（N

1.2? ? 確定權(quán)重系數(shù)

在建立輸變電設(shè)備低溫條件下運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估函數(shù)后，需要確定各個(gè)狀態(tài)變量的權(quán)重系數(shù)。此次利用AHP確定評(píng)估函數(shù)中狀態(tài)變量的權(quán)重系數(shù)，求得權(quán)重集B，實(shí)現(xiàn)輸變電設(shè)備低溫條件下運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估函數(shù)計(jì)算的合理化。權(quán)重系數(shù)是挑選用于評(píng)估輸變電設(shè)備低溫條件下運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的依據(jù)，在應(yīng)用AHP判定設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)權(quán)重系數(shù)時(shí)，首先要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行條理化、層次化分析，將復(fù)雜數(shù)據(jù)分解為元素的組成部分，同時(shí)將數(shù)據(jù)中各個(gè)元素按照其屬性分成若干層次。

對(duì)于輸變電設(shè)備低溫條件下運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)來說，最高層為目標(biāo)層，表示輸變電設(shè)備運(yùn)行正常狀態(tài);中間層表示輸變電設(shè)備主要部件存在運(yùn)行故障;最底層表示輸變電設(shè)備在低溫條件下出現(xiàn)嚴(yán)重的運(yùn)行故障[5]。層次的數(shù)量與輸變電設(shè)備運(yùn)行程度和監(jiān)測(cè)詳細(xì)程度有關(guān)，層次數(shù)量的建立不受限制，層次數(shù)量越多，選取的狀態(tài)變量越準(zhǔn)確，最終的監(jiān)測(cè)結(jié)果精度越高。為了簡(jiǎn)化輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)操作，此次設(shè)定3層權(quán)重系數(shù)評(píng)定層次，每一層次中各個(gè)數(shù)據(jù)所支配的元素為9個(gè)，在同一層權(quán)重比較中，將運(yùn)行數(shù)據(jù)的指標(biāo)進(jìn)行兩兩對(duì)比，根據(jù)相對(duì)重要性的判斷引入合適的系數(shù)值，從而形成權(quán)重系數(shù)矩陣：

1.3? ? 輸變電設(shè)備低溫條件下運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)現(xiàn)

上文通過構(gòu)建輸變電設(shè)備低溫條件下的狀態(tài)參量指標(biāo)體系，將狀態(tài)變量的評(píng)價(jià)劃分為3個(gè)層次，分別為輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備部件性能狀態(tài)、狀態(tài)向量的取值。為了能更直觀地顯示輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，需要建立一個(gè)模糊評(píng)語集，分別對(duì)應(yīng)著輸變電設(shè)備低溫條件下正常、注意、異常、故障4種運(yùn)行狀態(tài)。

2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

2.1? ? 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

上述分析在理論上證明了本設(shè)計(jì)方法的有效性，下面用本文設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證其實(shí)用性。用兩種方法同時(shí)對(duì)輸變電設(shè)備低溫條件下的全天候運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)比這兩種方法的監(jiān)測(cè)效率。

2.2? ? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備內(nèi)容，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，繪制出如圖1所示的實(shí)驗(yàn)對(duì)比圖。

由圖1可知，隨著實(shí)驗(yàn)次數(shù)的增加，本文設(shè)計(jì)方法對(duì)低溫條件下的輸變電設(shè)備全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方法，由此證明了本文設(shè)計(jì)方法的實(shí)用性。

3 結(jié)語

本文將CIM應(yīng)用到輸變電設(shè)備低溫條件下的全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)中，形成了一種新的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法。由于筆者能力和此次研究時(shí)間有限，且該方法尚未得到大量實(shí)際操作的驗(yàn)證，可能存在一些不足之處，今后還需要對(duì)該方法進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新，進(jìn)一步提高基于CIM的輸變電設(shè)備低溫條件下全天候運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法的應(yīng)用價(jià)值，為輸變電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供有效保障。

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收稿日期：2020-03-30

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