本發(fā)明屬于技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，對能源的巨大需求促進了電力工業(yè)的飛速發(fā)展，使得電力系統(tǒng)向大容量、超高壓和跨區(qū)域方向發(fā)展。然而，隨著系統(tǒng)容量的增大和電網(wǎng)規(guī)模的擴大，電力設(shè)備故障給人們的生產(chǎn)和生活所帶來的影響越來越大。為了安全生產(chǎn)，電力設(shè)備的檢修是不可避免的。狀態(tài)檢修pdm(predictivediagnosismaintenance)是電力發(fā)展進程中電力設(shè)備檢修方式的必然選擇。這種檢修方式改變了長期以來定期檢修制度中存在的“檢修不足”或“檢修過?！彼鶐淼脑O(shè)備運行效率低和經(jīng)濟效益差等問題，不僅可節(jié)約大量的設(shè)備維修費用和資源，而且能有效的提高設(shè)備安全運行的可靠性，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

在實施設(shè)備狀態(tài)檢修的過程中，為了保證得到即時、準確、可靠的設(shè)備狀態(tài)，確保狀態(tài)檢修工作能夠改善傳統(tǒng)定期檢修的缺陷，有必要建立一套設(shè)備狀態(tài)評價指標體系，并且使用科學(xué)評價方法對設(shè)備狀態(tài)進行綜合評價，對狀態(tài)檢修中間各個環(huán)節(jié)所遇到的問題提出應(yīng)對措施，并最終達到提高供電企業(yè)服務(wù)質(zhì)量，提高配網(wǎng)可靠性，增加售電量、合理指出成本等效果。

大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展及其在不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，必將對我國電力產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展，特別是智能電網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展產(chǎn)生極其重大而深遠的影響。引入大數(shù)據(jù)技術(shù)對于推動電力行業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營模式的轉(zhuǎn)變和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。此外，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的故障診斷方法可以利用海量的過程數(shù)據(jù)，解決以前的監(jiān)控方法所不能解決的生產(chǎn)過程和設(shè)備的故障診斷、優(yōu)化配置和評價的問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)將成為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要技術(shù)支撐，在電力系統(tǒng)智能調(diào)度領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。如能充分利用這些基于電網(wǎng)實際的數(shù)據(jù)，對其進行深入分析，便可以提供大量的高附加值服務(wù)。這些增值服務(wù)將有利于電網(wǎng)安全檢測與控制（包括大災(zāi)難預(yù)警與處理、供電與電力調(diào)度決策支持和更準確的用電量預(yù)測），客戶用電行為分析與客戶細分，電力企業(yè)精細化運營管理等等，實現(xiàn)更科學(xué)的需求側(cè)管理。

因此，將大數(shù)據(jù)技術(shù)與狀態(tài)評估技術(shù)有效的結(jié)合起來，運用在配網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的評估上，有著廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)，采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，并將其與狀態(tài)評估技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、在線監(jiān)測技術(shù)結(jié)合起來，通過對配網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的健康狀態(tài)評估，及時準確地在各個關(guān)鍵階段對10kv配網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的健康狀態(tài)及可靠性進行綜合評估，根據(jù)評估結(jié)果及時檢測和維修，保證配網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備安全、可靠的運行，使電網(wǎng)系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定的工作。

本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、狀態(tài)評估模塊、算法驗證模塊、知識庫模塊、評價管理模塊以及系統(tǒng)管理模塊；

所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括外部系統(tǒng)同步子模塊和實時采集子模塊；所述外部系統(tǒng)同步子模塊，用于與外部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，實時獲取外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并傳輸給數(shù)據(jù)管理模塊；所述實時采集子模塊，用于通過采集設(shè)備采集待評估配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，并傳輸給數(shù)據(jù)管理模塊；

所述的狀態(tài)評估模塊包括算法管理子模塊、算法配置子模塊、結(jié)果顯示子模塊、維修決策子模塊；所述算法管理子模塊，用于對算法的參數(shù)進行選擇、編輯、修改；所述算法配置子模塊，用于用戶選擇相應(yīng)算法；所述結(jié)果顯示子模塊，用于顯示狀態(tài)評估的結(jié)果；所述維修決策子模塊，用于通過狀態(tài)評估的結(jié)果對決策是否維修進行判斷并維修；

所述算法驗證模塊，在選擇相應(yīng)算法后，選定待評估配網(wǎng)設(shè)備，得到狀態(tài)評估結(jié)果，通過該狀態(tài)評估結(jié)果驗證算法是否合理；

所述知識庫模塊包括樣本庫和典型案例庫；所述知識庫，用于為狀態(tài)評估模塊和評價管理模塊提供判斷依據(jù)，其知識來源于試驗標準、缺陷消除、經(jīng)驗數(shù)據(jù)和專家知識等；

所述的系統(tǒng)管理模塊包括設(shè)備管理子模塊、監(jiān)控管理子模塊和日志；所述設(shè)備管理子模塊，用于對采集設(shè)備的參數(shù)、運行狀態(tài)進行管理；所述監(jiān)控管理子模塊，用于對監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備運行狀況、通信情況、服務(wù)器負荷等進行監(jiān)控，并及時予以提示或圖形化告警；所述日志，用于記錄所述配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)中的評估結(jié)果以及歷史數(shù)據(jù)；

所述評價管理模塊，包括評價集子模塊和評估算法子模塊；所述評價集子模塊，用于記錄待評估配網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)；所述評估算法子模塊，用于根據(jù)待評估配網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)量計算各狀態(tài)量的得分，根據(jù)狀態(tài)量的得分確定在評價集中的狀態(tài)等級，待評估配網(wǎng)設(shè)備的綜合評價得分為各個狀態(tài)量得分的加權(quán)值。

進一步的，所述評價集子模塊中的評價集v={正常、注意、異常、嚴重}，其中，嚴重為0~60分，異常為60~75分，注意為75~90分，正常為90~100；

正常表示待評估配網(wǎng)設(shè)備各個狀態(tài)量均未發(fā)生劣化，或一般狀態(tài)量輕微劣化，可以正常運行；注意表示待評估配網(wǎng)設(shè)備的幾個狀態(tài)量不符合標準，而劣化狀態(tài)量總數(shù)不超過預(yù)警值，不影響設(shè)備運行；異常是指待評估配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)量接近或達到規(guī)程中的異常值，顯示設(shè)備將要或者已經(jīng)出現(xiàn)故障，但是在短期內(nèi)不會發(fā)生事故的情況，此時，應(yīng)減小設(shè)備檢修的周期；嚴重表示待評估配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)量嚴重超出異常值或嚴重異常，設(shè)備在運行中隨時可能發(fā)生事故，此時，設(shè)備應(yīng)該立即停電進行檢修。

進一步的，所述待評估配網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)量包括靜態(tài)指標、動態(tài)指標和準動態(tài)指標；所述靜態(tài)指標包括運行年限、家族缺陷；所述動態(tài)指標包括負載率、三相不平衡率、油箱溫度、繞組接頭溫度；所述準動態(tài)指標包括接地電阻、繞組直流電阻、繞組絕緣電阻、本體完整、調(diào)壓開關(guān)性能、內(nèi)部異響、滲漏油、油箱壓力、絕緣油顏色。

進一步的，所述配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)與外部系統(tǒng)的接口方式包括文件、中間庫、webservice或socket通信等方式；對于數(shù)據(jù)量大、實時性要求不高的數(shù)據(jù)，采用文件、中間庫或webservice等方式；對于數(shù)據(jù)量小、實時性要求高的數(shù)據(jù)，采用以規(guī)約的形式進行轉(zhuǎn)發(fā)。

進一步的，所述外部系統(tǒng)包括dms系統(tǒng)、pmis系統(tǒng)、scada系統(tǒng)、電壓監(jiān)測系統(tǒng)等。

進一步的，所述配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)與采集設(shè)備通過gprs或光纖進行通信。

進一步的，所述采集設(shè)備包括溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器和風(fēng)速傳感器，對配網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備如開關(guān)、變壓器、環(huán)網(wǎng)柜等的電氣量和溫度、壓力、濕度、開關(guān)特性等非電氣量進行實時采集。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)，通過采集設(shè)備或與外部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互獲得配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，并將其與狀態(tài)評估技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、在線監(jiān)測技術(shù)結(jié)合起來，對配網(wǎng)設(shè)備的健康狀態(tài)進行評估，及時準確地在各個關(guān)鍵階段對配網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的健康狀態(tài)及可靠性進行綜合評估，根據(jù)評估結(jié)果及時檢測和維修，保證配網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備安全、可靠的運行，使電網(wǎng)系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定的工作；所述配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)通過算法驗證使狀態(tài)評估結(jié)果與實際配網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)結(jié)果相符，提高了配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)的狀態(tài)評估準確率，以便工作人員及時、準確的檢修，提高了工作效率，減少配網(wǎng)設(shè)備的進一步惡化，保證電網(wǎng)系統(tǒng)的安全。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一個實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一種基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)功能模塊示意圖；

圖2是本發(fā)明一種基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系圖。

具體實施方式

下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所提供的基于大數(shù)據(jù)分析的配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、狀態(tài)評估模塊、算法驗證模塊、知識庫模塊、評價管理模塊以及系統(tǒng)管理模塊；

所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括外部系統(tǒng)同步子模塊和實時采集子模塊；所述的狀態(tài)評估模塊包括算法管理子模塊、算法配置子模塊、結(jié)果顯示子模塊、維修決策子模塊；所述知識庫模塊包括樣本庫和典型案例庫；所述的系統(tǒng)管理模塊包括設(shè)備管理子模塊、監(jiān)控管理子模塊和日志；所述評價管理模塊，包括評價集子模塊和評估算法子模塊。

所述評價集子模塊中的評價集v={正常、注意、異常、嚴重}，其中，嚴重為0~60分，異常為60~75分，注意為75~90分，正常為90~100；

正常表示待評估配網(wǎng)設(shè)備各個狀態(tài)量均未發(fā)生劣化，或一般狀態(tài)量輕微劣化，可以正常運行；注意表示待評估配網(wǎng)設(shè)備的幾個狀態(tài)量不符合標準，而劣化狀態(tài)量總數(shù)不超過預(yù)警值，不影響設(shè)備運行；異常是指待評估配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)量接近或達到規(guī)程中的異常值，顯示設(shè)備將要或者已經(jīng)出現(xiàn)故障，但是在短期內(nèi)不會發(fā)生事故的情況，此時，應(yīng)減小設(shè)備檢修的周期；嚴重表示待評估配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)量嚴重超出異常值或嚴重異常，設(shè)備在運行中隨時可能發(fā)生事故，此時，設(shè)備應(yīng)該立即停電進行檢修。

所述待評估配網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)量包括靜態(tài)指標、動態(tài)指標和準動態(tài)指標；所述靜態(tài)指標包括運行年限、家族缺陷；所述動態(tài)指標包括負載率、三相不平衡率、油箱溫度、繞組接頭溫度；所述準動態(tài)指標包括接地電阻、繞組直流電阻、繞組絕緣電阻、本體完整、調(diào)壓開關(guān)性能、內(nèi)部異響、滲漏油、油箱壓力、絕緣油顏色。

根據(jù)南方電網(wǎng)公司和國家電網(wǎng)公司的狀態(tài)量指標，建立各狀態(tài)量的得分模型：

（1）負載率得分x1（y1為負載率）

（2）三相不平衡率得分x2（y2為三相不平衡率）

y/y接線：

δ/y接線：

（3）油箱溫度得分x3

（3.1）油溫度(y3a/oc)≥95ocx3=75

（3.2）溫升(y3b/k)≥55kx3=75

（4）繞組接頭溫度得分x4（y4為繞組接頭溫度）

（4.1）相間溫度差得分x4（y4a/k為相間溫度差）

（4.2）接頭溫度得分x4（y4b/℃為接頭溫度）

取兩者間最低得分作為該狀態(tài)量最終得分；

（5）接地電阻得分x5（y5為接地電阻）

容量100kva以下時，

容量100kva以上時，

（6）繞組直流電阻得分x6（y6為繞組直流電阻）

容量160mva以下時，

（6.1）相間直流電阻超過三相平均值的百分點得分x6（y6a為相間直流電阻超過三相平均值的百分點）

（6.2）線間直流電阻超過三相平均值的百分點得分x6（y6b為相間直流電阻超過三相平均值的百分點）

（6.3）相間直流電阻超過三相平均值的百分點得分x6（y6a為相間直流電阻超過三相平均值的百分點）

（6.4）線間直流電阻超過三相平均值的百分點得分x6（y6b為相間直流電阻超過三相平均值的百分點）

取兩者間最低得分作為該狀態(tài)量最終得分；

（7）繞組絕緣電阻與初值比較降低的百分點得分x7（y7為繞組絕緣電阻與初值比較降低的百分點）

（8）本體完整程度得分x8

發(fā)生輕微損傷，不影響正常運行x8=80；

發(fā)生重大損傷，影響正常運行x8=60；

（9）調(diào)壓開關(guān)性能得分x9

操作不順利x9=75；

（10）內(nèi)部異響得分x10

變壓器內(nèi)部有異響發(fā)生x10=60；

（11）滲漏油得分x11

輕微漏油，油位正常x11=80；

漏油較嚴重（五分鐘內(nèi)有油珠垂滴），但油位仍在允許范圍x11=70；

嚴重漏油且油位低于允許值x11=60；

（12）油箱壓力得分x12

箱體內(nèi)壓力不正常，壓力指示長期為零x12=60；

（13）絕緣油顏色得分x13

油變色，顏色較深x13=90；

（14）家族缺陷得分kf

家族內(nèi)多臺設(shè)備同類型缺陷kf=90；

（15）運行年限得分kt

大于10年kt=90；

大于20年kt=80；

大于30年kt=70。

所述配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)通過采集設(shè)備或者與外部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，獲得待評估配網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，即待評估配網(wǎng)設(shè)備的各狀態(tài)量指標，根據(jù)評價管理模塊中各狀態(tài)量得分模型獲得各狀態(tài)量的得分，對配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)中狀態(tài)評估模塊的算法進行配置，獲得各狀態(tài)量得分的加權(quán)值，即獲得待評估配網(wǎng)設(shè)備的綜合評價得分（所述配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)采用模糊算法進行狀態(tài)量得分的加權(quán)值計算），根據(jù)評價集中各狀態(tài)量的得分范圍，確定待評估配網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)為正常、注意、異?；驀乐?；檢測人員將所述配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)得出的狀態(tài)評估結(jié)果與實際設(shè)備的狀態(tài)結(jié)果對比，如果兩者相符，則不用重新對算法配置，如果兩者不相符，則重新配置算法的參數(shù)，得到不同的狀態(tài)量得分加權(quán)值，從而得到不同的狀態(tài)評估結(jié)果，通過算法驗證，使得所述配網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)評價系統(tǒng)的評價結(jié)果與實際配網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)相符，提高評估的正確率。

以上所揭露的僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或變型，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。