一種變壓器狀態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)可疑值的篩查處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)中電力變壓器設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷的研究、應(yīng)用技術(shù)領(lǐng) 域，特別涉及一種變壓器狀態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)可疑值的篩查處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國內(nèi)外在線監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)投入運(yùn)行， 可對及時掌握變電站關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高設(shè)備安全運(yùn)行水平起到了積極作用。其中， 技術(shù)比較成熟、應(yīng)用比較廣泛的監(jiān)測技術(shù)電力變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測技術(shù)；并且應(yīng) 用該技術(shù)已在電力行業(yè)中取得了多起成功案例。
[0003] 油中溶解氣體監(jiān)測在電網(wǎng)企業(yè)中的應(yīng)用流程是：首先，分布在省級電網(wǎng)下各變電 站的在線監(jiān)測裝置在每日7時采集、檢測變壓器油中溶解氣體的濃度；并在每日9時將檢測 結(jié)果發(fā)送至監(jiān)測預(yù)警中心；其次，通過省級電網(wǎng)的監(jiān)測預(yù)警中心同時并行歸集、處理數(shù)百套 以上油中溶解氣體監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)。再次，通過油中溶解氣體監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化情況判斷設(shè) 備狀態(tài)、制定設(shè)備預(yù)警及運(yùn)維策略。油中溶解氣體監(jiān)測裝置可檢測表征變壓狀態(tài)的H 2、CH4、 C2H6、C2H4、C2H 2、C0、0)2等多種氣體濃度，變壓器處于正常狀態(tài)下的被監(jiān)測數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布 (高斯分布），其變化曲線即是由監(jiān)測數(shù)據(jù)樣本均值為中心值，分別向大小兩側(cè)逐漸均勻變 化（波動）。鑒于此，各省級電網(wǎng)的監(jiān)測預(yù)警中心系確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定的第一道防御體系， 其作用極為重要。
[0004] 然而，一方面受限于電子元件老化、外部環(huán)境干擾、載氣欠壓、傳感器失效等影響 因素，導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)時常因出現(xiàn)偏差（甚至達(dá)到預(yù)警值）而產(chǎn)生可疑值；進(jìn)而因?qū)梢芍档?分析而造成誤判斷，阻礙監(jiān)測預(yù)警發(fā)揮應(yīng)有的效能。
[0005] 另一方面，監(jiān)測預(yù)警中心須同時并發(fā)處理多種類型的海量監(jiān)測數(shù)據(jù)及其產(chǎn)生報(bào)警 事件，但受限于分析判定監(jiān)測數(shù)據(jù)是否存在偏差還缺少充分依據(jù)，導(dǎo)致排查異常值仍需通 過離線測試分析，劇增了試驗(yàn)人員的工作強(qiáng)度。
[0006] 鑒于上述問題，當(dāng)前尚不能利用這些實(shí)時數(shù)據(jù)間存在的內(nèi)在聯(lián)系確認(rèn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確 度，亦無法高效地過濾潛在的干擾數(shù)據(jù)或誤診斷數(shù)據(jù)，進(jìn)而增加了運(yùn)維監(jiān)測預(yù)警中心的難 度，影響充分利用監(jiān)測數(shù)據(jù)指導(dǎo)運(yùn)維電網(wǎng)設(shè)備，不利于鞏固電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行水平。究其 根本原因，即是監(jiān)測數(shù)據(jù)中包含部分測量偏差的可疑值，而且尚無可自動準(zhǔn)確篩查此類可 疑值的有效果，從而導(dǎo)致對監(jiān)測數(shù)據(jù)的誤判斷和誤報(bào)警。因此，迫切需要研制一種經(jīng)濟(jì)實(shí) 用，且適用于實(shí)時處理大數(shù)據(jù)量的油中溶解氣體狀態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)可疑值的一致性檢驗(yàn)篩查方 法，并實(shí)現(xiàn)對海量并發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)報(bào)警的實(shí)時、有效處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的為解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供了一種通過對電力變壓器設(shè)備的 監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，進(jìn)而篩查電力變壓器狀態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)中可疑值的方篩選處理法， 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0008] -種變壓器狀態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)可疑值的篩查處理方法，其特征在于：通過顯著性差異 分析檢驗(yàn)各套監(jiān)測裝置上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)置信區(qū)間過濾可疑值，其具體方法步驟 如下：
[0009] (1)通過分布于省級電網(wǎng)企業(yè)所轄各變電站各處的油中溶解氣體監(jiān)測裝置采集各 臺變壓器的監(jiān)測數(shù)據(jù)；
[0010] (2)油中溶解氣體監(jiān)測裝置將采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)過工控機(jī)、監(jiān)測數(shù)據(jù)前置子系 統(tǒng)交換機(jī)、監(jiān)測數(shù)據(jù)前置子系統(tǒng)服務(wù)器、主站系統(tǒng)平臺路由器、主站系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)服務(wù)器；
[0011] (3)在主站系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)服務(wù)器中對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，提取在某一時間段 內(nèi)的單套油中溶解氣體的一類監(jiān)測數(shù)據(jù)為X 1, x2, X3，…，Xn，，其當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)X1處于高斯分 布時，計(jì)算監(jiān)測數(shù)據(jù)的樣本均值是歹、樣本標(biāo)準(zhǔn)差是σ ;
[0012] (4)將監(jiān)測數(shù)據(jù)X1按數(shù)值大小依次排列成統(tǒng)計(jì)數(shù)集X (i)，其中若存在數(shù)值大小相 同的監(jiān)測數(shù)據(jù)則隨機(jī)排列，即：X(1)彡X(2)彡…彡X(n)，最小值是X(l)、最大值是X(n)，然 后分別計(jì)算監(jiān)測數(shù)據(jù)的最小值和最大值樣本偏離值μ，再進(jìn)行比較監(jiān)測數(shù)據(jù)的最小值和最 大值樣本偏離值μ，以初步判斷偏離值大的監(jiān)測數(shù)據(jù)&可疑值；
[0013] (5)根據(jù)初步判斷的可疑值求解置信區(qū)間統(tǒng)計(jì)值與顯著性水平α經(jīng)驗(yàn)值比較，是 否大于顯著性水平α經(jīng)驗(yàn)值，若大于則判定X(I)或Χ(η)置信水平低、可疑，應(yīng)予以刪除其 間的測值，反之，若小于則判定測值可用；所述置信區(qū)間統(tǒng)計(jì)值大小通過g= μ/σ進(jìn)行求 解，其中，μ為最大值樣本偏離值；
[0014] (6)結(jié)合格魯布斯法對工程應(yīng)用時監(jiān)測數(shù)據(jù)歷史樣本的一致性檢驗(yàn)，針對其置信 區(qū)間統(tǒng)計(jì)值求解出顯著性水平α經(jīng)驗(yàn)值，進(jìn)而求解其置信水平l-α ;最終判定可疑值；
[0015] (7)依據(jù)篩選后的監(jiān)測數(shù)據(jù)樣本分析、診斷被監(jiān)測變壓器的狀態(tài)。
[0016] 優(yōu)選地，通過分布于省級電網(wǎng)企業(yè)所轄各變電站內(nèi)的油中溶解氣體監(jiān)測裝置采集 各臺變壓器的監(jiān)測數(shù)據(jù)后，通過電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)或無線GPRS網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測數(shù)據(jù)逐級發(fā)送至 主站系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行篩查處理。
[0017] 優(yōu)選地，所述步驟（6)通過一致性檢驗(yàn)的方法篩查、排除各類油中溶解氣體狀態(tài) 預(yù)警數(shù)據(jù)中的可疑值；準(zhǔn)確地識別典型異常值表征，規(guī)避可疑值對正常分析監(jiān)測預(yù)警數(shù)據(jù) 的干擾及其引起的誤判，并進(jìn)行可靠的故障診斷。本發(fā)明中的異常值是指超出設(shè)備正常狀 態(tài)下測值的監(jiān)測數(shù)據(jù)，或者超出既定預(yù)警值的監(jiān)測數(shù)據(jù)（測值）；而可疑值是指可能因干擾 而導(dǎo)致測量偏差，并明顯變化的監(jiān)測數(shù)據(jù)（測值）。
[0018] 綜上所述，，本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0019] 第一，通過顯著性差異分析方法檢驗(yàn)各數(shù)據(jù)間的高斯分布情況，進(jìn)而利用置信區(qū) 間篩查可疑值，從而提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量；
[0020] 第二，獨(dú)創(chuàng)了監(jiān)測數(shù)據(jù)測值的特征聚類分析方法，有效解決了過濾傳感器失效等 可疑值的關(guān)鍵難題，其效果明顯優(yōu)于針對單一參量的可疑值過濾方法；
[0021] 第三，率先實(shí)現(xiàn)了對海量并發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)及其報(bào)警事件的處理機(jī)制，克服了監(jiān)測預(yù) 警中心監(jiān)測結(jié)果客觀程度低的不利局面，有效避免了傳統(tǒng)方式下需要進(jìn)行人工離線測試比 對分析的復(fù)雜流程。
【附圖說明】
[0022] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施實(shí)例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要的附圖做簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明 的一些實(shí)例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性的前提下，還可以根據(jù)這些附 圖獲得其他的附圖。
[0023] 圖1是本發(fā)明一種變壓器狀態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)可疑值的篩查處理方法的流程圖。
[0024] 圖2是本發(fā)明一種變壓器狀態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)可疑值的篩查處理方法最佳實(shí)施例的預(yù) 警系統(tǒng)原理示意圖。
[0025] 附圖中，1-監(jiān)測裝置，2-工控機(jī)，3-監(jiān)測數(shù)據(jù)前置子系統(tǒng)交換機(jī)，4-監(jiān)測數(shù)據(jù)前置 子系統(tǒng)服務(wù)器，5-主站平臺路由器，6-主站數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，7-Web應(yīng)用服務(wù)器，8-操作員站， 9 -工程師站。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诎l(fā) 明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施 例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0027] 如圖1所示，一種變壓器狀態(tài)預(yù)警數(shù)據(jù)可疑值的篩查處理方法，通過顯著性差異 分析檢驗(yàn)各套相互獨(dú)立，且將呈高斯分布的監(jiān)測裝置上傳監(jiān)測數(shù)據(jù)（測值），進(jìn)而根據(jù)置信 區(qū)間過濾異常數(shù)據(jù)，在一組測量數(shù)據(jù)中，如果個別數(shù)據(jù)偏離平均值很遠(yuǎn)，這些數(shù)據(jù)是有顯著 性差異的可疑值，進(jìn)一步篩查處理將可疑值從此組測量數(shù)據(jù)中剔除，而不參與平均值的計(jì) 算，即得到可疑值，其具體方法步驟如下：
[0028] (1)通過分布于省級電網(wǎng)企業(yè)所轄各變電站各處的油中溶解氣體監(jiān)測裝置采集各 臺變壓器的監(jiān)測數(shù)據(jù)；
[0029] (2)油中溶解氣體監(jiān)測裝置將采集到的監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)過工控機(jī)、監(jiān)測數(shù)據(jù)前置子系 統(tǒng)交換機(jī)、監(jiān)測數(shù)據(jù)前置子系統(tǒng)服務(wù)器、主站系統(tǒng)平臺路由器、主站系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)服務(wù)器； 即通過分布于省級電網(wǎng)企業(yè)所轄各變電站內(nèi)的油中溶解氣體監(jiān)測裝置采集各臺變壓器的 監(jiān)測數(shù)據(jù)后，通過電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)或無線GPRS網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測數(shù)據(jù)逐級發(fā)送至主站系統(tǒng)平臺 數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行篩查處理。在本發(fā)明中，通過狀態(tài)預(yù)警處理系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測和傳輸變壓器預(yù) 警數(shù)據(jù)，所述狀態(tài)預(yù)警處理系統(tǒng)包括若干路并行連接的前置采集單元，以及若干路并行的 前置采集單元輸出的數(shù)據(jù)通過雙絞線傳輸至主站系統(tǒng)平臺路由器5進(jìn)行匯集處理，所述主 站系統(tǒng)平臺路由器5再通過雙絞線上傳至主站系統(tǒng)平臺數(shù)據(jù)服務(wù)器6,所述主站系統(tǒng)平臺 數(shù)據(jù)服務(wù)器6還分別與Web應(yīng)用服務(wù)器7、操作員站8和工程師站9進(jìn)行通信連接；所述若 干路并行的前置采集單元輸出的數(shù)據(jù)通過雙絞線傳輸至主站平臺路由器5進(jìn)行匯集處理， 所述主站平臺路由器5再通過雙絞線上傳至主站數(shù)據(jù)庫服務(wù)器6,所述主站數(shù)據(jù)庫服務(wù)器6 還分別與Web應(yīng)用服務(wù)器7、操作員站8和工程師站9進(jìn)行通信連接。所述前置采集單元包 括監(jiān)測裝置1、工控機(jī)2、若干路多通道輸入口單通道輸出口的監(jiān)測數(shù)據(jù)前置子系統(tǒng)交換機(jī) 3和監(jiān)測數(shù)據(jù)前置子系統(tǒng)服務(wù)器4,其中，監(jiān)