設(shè)備管理技術(shù)-大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺(tái)

[全]設(shè)備管理技術(shù)-大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺(tái)目前，各大電網(wǎng)公司主要依托生產(chǎn)管理系統(tǒng)(powerproductionmanagementsystem，PMS)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行信息化管理。PMS能夠提供設(shè)備管理所需的大部分信息，包括設(shè)備臺(tái)賬、缺陷、狀態(tài)評(píng)價(jià)、檢修試驗(yàn)、在線監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)。但是，從加強(qiáng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的全方位管控的角度來(lái)看，目前PMS提供的有效信息還十分有限，對(duì)狀態(tài)變化和面臨風(fēng)險(xiǎn)的敏感度也還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，且管理效率和效果均不高。近年來(lái)，因質(zhì)量問題導(dǎo)致的設(shè)備故障時(shí)有發(fā)生，同時(shí)受全球氣候變化影響雷暴、飆線風(fēng)等極端天氣呈多發(fā)趨勢(shì)，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行影響日益突出。因此，亟待一種能夠結(jié)合調(diào)度、氣象、視頻監(jiān)控等實(shí)時(shí)系統(tǒng)提供的信息，并增加高級(jí)智能診斷及輔助分析功能，以更好滿足運(yùn)檢部門的工作需要的管理平臺(tái)。問題拆分包括：數(shù)據(jù)處理模塊，用于獲取多平臺(tái)數(shù)據(jù)，并對(duì)多平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并展示處理后的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析模塊，用于進(jìn)行大數(shù)據(jù)集成、存儲(chǔ)、檢索以及數(shù)據(jù)挖掘分析；評(píng)估模塊，用于生成基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備評(píng)估模型，并根據(jù)配電設(shè)備評(píng)估模型對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果生成相應(yīng)的處理策略。本發(fā)明能夠滿足集約化發(fā)展、精益化管理的業(yè)務(wù)需求，提高設(shè)備多源信息交互融合能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電設(shè)備的全景實(shí)時(shí)感知、多維智能監(jiān)測(cè)和控制，提前防范設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高對(duì)突發(fā)事件的反應(yīng)速度，使設(shè)備的全壽命周期管理透明化、高效化。問題解決目的在于提出一種基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺(tái)，該平臺(tái)能夠滿足集約化發(fā)展、精益化管理的業(yè)務(wù)需求，提高設(shè)備多源信息交互融合能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電設(shè)備的全景實(shí)時(shí)感知、多維智能監(jiān)測(cè)和控制，提前防范設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，提高對(duì)突發(fā)事件的反應(yīng)速度，使設(shè)備的全壽命周期管理透明化、高效化。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺(tái)，包括：數(shù)據(jù)處理模塊，用于獲取多平臺(tái)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述多平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并展示處理后的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析模塊，用于進(jìn)行大數(shù)據(jù)集成、存儲(chǔ)、檢索以及數(shù)據(jù)挖掘分析；評(píng)估模塊，用于生成基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備評(píng)估模型，并根據(jù)所述配電設(shè)備評(píng)估模型對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行評(píng)價(jià)，并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果生成相應(yīng)的處理策略。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺(tái)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：在一些示例中，所述多平臺(tái)數(shù)據(jù)至少包括：生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、空間地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、氣象系統(tǒng)數(shù)據(jù)和視頻監(jiān)控平臺(tái)數(shù)據(jù)。在一些示例中，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對(duì)獲取到的多平臺(tái)數(shù)據(jù)預(yù)處理和清洗，包括：根據(jù)所述多平臺(tái)數(shù)據(jù)所述的業(yè)務(wù)系統(tǒng)、類型、結(jié)構(gòu)、大小，打上統(tǒng)一規(guī)范的標(biāo)記，用于標(biāo)識(shí)該數(shù)據(jù)的來(lái)源和種類，同時(shí)，結(jié)合預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)規(guī)則庫(kù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的標(biāo)記，將相應(yīng)的規(guī)則與數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，封裝完成的數(shù)據(jù)可識(shí)別、可控制并帶有相應(yīng)清洗規(guī)則，可以送到數(shù)據(jù)清洗階段進(jìn)行清洗工作。在一些示例中，所述數(shù)據(jù)分析模塊包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，其中，所述感知層用于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集；所述網(wǎng)絡(luò)層用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；所述應(yīng)用層進(jìn)一步包括服務(wù)層、業(yè)務(wù)層、展現(xiàn)層、及一個(gè)工具集，所述服務(wù)層用于提供數(shù)據(jù)的挖掘分析能力，所述業(yè)務(wù)層用于實(shí)現(xiàn)具體產(chǎn)品的業(yè)務(wù)需求，所述展現(xiàn)層用于提供交互界面，所述工具集用于提供安裝部署工具、數(shù)據(jù)挖掘工具、業(yè)務(wù)建模工具、代碼生成工具。在一些示例中，所述感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間進(jìn)行交互，所述交互包括消息流和數(shù)據(jù)流，通過(guò)所述消息流來(lái)控制數(shù)據(jù)流的處理。在一些示例中，所述配電設(shè)備評(píng)估模型至少包括：變壓器類設(shè)備故障預(yù)測(cè)模型、開關(guān)和組合電器類設(shè)備狀態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)和故障概率動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)模型、基于復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系的輸電線路故障預(yù)測(cè)模型。在一些示例中，所述評(píng)估模塊用于采用融合多因素的狀態(tài)評(píng)價(jià)分析算法，包括：1)分析決策問題，構(gòu)造出系統(tǒng)的命題集，即系統(tǒng)的識(shí)別框架Ω＝{A1，A2，……，Ak}；2)針對(duì)目標(biāo)信息系統(tǒng)，構(gòu)造基于識(shí)別框架的證據(jù)體Ei(i＝1，2，……，m)；3)根據(jù)所收集到的各證據(jù)體的資料—全局全量數(shù)據(jù)，結(jié)合識(shí)別框架中各命題集合的特點(diǎn)，確定出各證據(jù)體的基本可信度分配mi(Aj)，j＝1，2，……，K，表示不同狀態(tài)信息對(duì)設(shè)備狀態(tài)的反應(yīng)能力；4)根據(jù)基本可信度分配mi(Aj)，分別計(jì)算單證據(jù)體作用下識(shí)別框架中各命題的信度區(qū)間[Beli,Pli]；5)利用D-S合成規(guī)則計(jì)算所有證據(jù)體聯(lián)合作用下的基本可信度分配m(Aj)和信度區(qū)間[Bel,Pl]；6)根據(jù)具體問題構(gòu)造相應(yīng)的決策規(guī)則；7)根據(jù)該決策規(guī)則得出決策結(jié)論。在一些示例中，所述評(píng)估模塊對(duì)對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括：A)按照配電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)導(dǎo)則中的相關(guān)要求，對(duì)應(yīng)導(dǎo)則中的各個(gè)狀態(tài)量閾值逐一掃描數(shù)據(jù)，當(dāng)任意一個(gè)數(shù)據(jù)超過(guò)導(dǎo)則中限定的閾值時(shí)，將該數(shù)據(jù)標(biāo)記為異常值，與原始數(shù)據(jù)分離；B)將數(shù)據(jù)變換為多元時(shí)間序列，計(jì)算出各一維時(shí)間序列的互協(xié)方差函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)，從而得到傳遞函數(shù)分子、分母多項(xiàng)式的階數(shù)及延遲參數(shù)，然后擬合傳遞函數(shù)模型，最后根據(jù)模型殘差序列的ACF檢驗(yàn)來(lái)判定干擾時(shí)刻及產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)；C)基于增量遞推的最小二乘回歸參數(shù)估計(jì)和廣義似然比變化點(diǎn)檢測(cè)，采用增量機(jī)制確定數(shù)據(jù)序列回歸模型參數(shù)和分割點(diǎn),實(shí)時(shí)提取數(shù)據(jù)趨勢(shì)特征，將趨勢(shì)改變的數(shù)據(jù)標(biāo)記為異常數(shù)據(jù)。在一些示例中，其中，配線路在不同天氣條件下的故障率為將時(shí)間折合成單位為年時(shí)故障發(fā)生的次數(shù)，以1個(gè)日歷年為單位時(shí)故障率的平均值λ可以表示為：其中，N為正常天氣的期望持續(xù)時(shí)間，S為惡劣天氣的期望持續(xù)時(shí)間。表示正常天氣時(shí)元件故障率的期望值，'為惡劣天氣時(shí)元件故障率的期望值；變壓器的故障率及累積概率分布函數(shù)可表示為：其中，模型假設(shè)在不同的溫度下參數(shù)β和C都保持不變，使用兩狀態(tài)天氣模型來(lái)描述變壓器的偶然失效模式故障率，其表達(dá)式為：其中，為變壓器偶然失效的統(tǒng)計(jì)平均值，N為正常天氣的持續(xù)時(shí)間，S為惡劣天氣的持續(xù)時(shí)間，F(xiàn)為發(fā)生在惡劣天氣的故障的比例，w為變壓器當(dāng)前所處的天氣狀況，正常天氣w＝0，惡劣天氣w＝1。在一些示例中，所述評(píng)估模塊還用于根據(jù)設(shè)備狀態(tài)和系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行設(shè)備重要度評(píng)估，包括：a)根據(jù)大數(shù)據(jù)狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果、運(yùn)行信息、微氣象數(shù)據(jù)，利用PHM模型計(jì)算系統(tǒng)元件考慮大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)故障概率；b)使用枚舉法選擇系統(tǒng)狀態(tài)，枚舉至3階故障，形成預(yù)想故障事件，并計(jì)算故障事件發(fā)生的概率；c)對(duì)選取的系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行靜態(tài)安全分析，利用最優(yōu)潮流計(jì)算系統(tǒng)狀態(tài)是否滿足充裕性，如需切負(fù)荷那么該系統(tǒng)狀態(tài)為緊急狀態(tài)，進(jìn)入步驟d)，如不需切負(fù)荷則該系統(tǒng)狀態(tài)為警戒狀態(tài)或健康狀態(tài)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行N-1校驗(yàn)，如果滿足安全準(zhǔn)則，則為健康狀態(tài)，返回步驟b)，否則為警戒狀態(tài)，進(jìn)入步驟d)；d)計(jì)算該系統(tǒng)狀態(tài)下的緊急指數(shù)或警戒指數(shù)，利用風(fēng)險(xiǎn)追蹤模型計(jì)算該狀態(tài)下各個(gè)故障元件的貢獻(xiàn)值；e)返回步驟b)直到遍歷預(yù)想故障集的所有故障事件；f)計(jì)算系統(tǒng)總緊急指數(shù)和總警戒指數(shù)，并計(jì)算元件緊急重要度指標(biāo)和警戒重要度指標(biāo)，根據(jù)重要度指標(biāo)排序，確定系統(tǒng)薄弱設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺(tái)，通過(guò)多維度的可視化展現(xiàn)功能，最大限度復(fù)用已經(jīng)建立的各種配電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和檢修管理資源，利用數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備綜合分析，針對(duì)輸、變電設(shè)備開展?fàn)顟B(tài)評(píng)價(jià)、故障診斷、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、壽命預(yù)測(cè)及檢修決策工作，輔助以技術(shù)監(jiān)督和智能報(bào)表管理，為運(yùn)維部門提