本發(fā)明涉及一種微電網(wǎng)設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)及其故障預(yù)警方法。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)外微電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，中國微電網(wǎng)市場巨大，“十二五”期間，智能電網(wǎng)的重點(diǎn)任務(wù)是發(fā)展大規(guī)模間歇式新能源并網(wǎng)技術(shù)，微電網(wǎng)是智能電網(wǎng)的有機(jī)組成部分，隨著國家加大對智能電網(wǎng)的投資力度，微電網(wǎng)也面臨良好的發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)十二五規(guī)劃，中國在2015年要建成30個新能源微電網(wǎng)示范工程。隨著微電網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，其管理問題越顯重要，微電網(wǎng)設(shè)備眾多，要想管理好每一個設(shè)備，不能僅從單獨(dú)的方面去管理，這樣容易造成信息缺失，管理混亂。因此，實(shí)現(xiàn)對微電網(wǎng)設(shè)備的有效管理,提高微電網(wǎng)可靠性，是微電網(wǎng)領(lǐng)域亟待解決的一大問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種微電網(wǎng)設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)及故障預(yù)警方法，以實(shí)現(xiàn)對微電網(wǎng)各設(shè)備進(jìn)行有效監(jiān)控以及預(yù)警，提高了微電網(wǎng)的可靠性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種微電網(wǎng)設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集模塊，采集微電網(wǎng)相應(yīng)設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)分析處理模塊，建立設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫，并將實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)計入設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫；

所述故障預(yù)警模塊建立設(shè)備故障預(yù)警模型，以對設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)警判定。

進(jìn)一步，微電網(wǎng)相應(yīng)設(shè)備包括：發(fā)電設(shè)備、儲能設(shè)備和負(fù)載設(shè)備；

所述屬性數(shù)據(jù)包括：

發(fā)電設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流、輻照度和發(fā)電功率數(shù)據(jù)；

儲能設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流數(shù)據(jù)；

負(fù)載設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流和負(fù)載功率數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述設(shè)備故障預(yù)警模型適于通過加權(quán)計算得出各設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值，以及還適于計算各個屬性預(yù)警值和加權(quán)預(yù)警值；

對于一設(shè)備，若實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)大于屬性預(yù)警值，則判定該設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)行預(yù)警；

若屬性預(yù)警值大于實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)，則將實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值與加權(quán)預(yù)警值進(jìn)行比較，若實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值大于加權(quán)預(yù)警值，則判定該設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)行預(yù)警。

進(jìn)一步，所述設(shè)備故障預(yù)警模型中加權(quán)算法，即其中

為實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值，i為設(shè)備編號；A_ik為相應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)，k為狀態(tài)屬性編號；W_ik為各設(shè)備對應(yīng)的狀態(tài)屬性的權(quán)重；以及

屬性預(yù)警值的公式，即M_ik＝A_0ik×η_ik；

加權(quán)預(yù)警值的公式，即

其中M_ik為各設(shè)備的屬性預(yù)警值，A_0ik為各設(shè)備出廠各狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)；η_ik為各設(shè)備的各狀態(tài)屬性的預(yù)警比例，預(yù)警比例為該屬性的安全限定百分比；以及

為各設(shè)備加權(quán)預(yù)警值，為各設(shè)備出廠加權(quán)值，為各設(shè)備加權(quán)預(yù)警比例。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種故障預(yù)警方法。

所述故障預(yù)警方法包括如下步驟：

步驟S1，建立微電網(wǎng)相應(yīng)設(shè)備的設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫；

步驟S2，將采集的各設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)，并計入設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫；

步驟S3，建立設(shè)備故障預(yù)警模型，以對各設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)警判定。

進(jìn)一步，微電網(wǎng)相應(yīng)設(shè)備包括：發(fā)電設(shè)備、儲能設(shè)備和負(fù)載設(shè)備；

所述屬性數(shù)據(jù)包括：發(fā)電設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流、輻照度和發(fā)電功率數(shù)據(jù)；儲能設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流數(shù)據(jù)；負(fù)載設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流和負(fù)載功率數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，所述設(shè)備故障預(yù)警模型適于通過加權(quán)計算得出各設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值，以及還適于計算各個屬性預(yù)警值和加權(quán)預(yù)警值；對于一設(shè)備，若實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)大于屬性預(yù)警值，則判定該設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)行預(yù)警；若屬性預(yù)警值大于實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)，則將實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值與加權(quán)預(yù)警值進(jìn)行比較，若實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值大于加權(quán)預(yù)警值，則判定該設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)行預(yù)警。

進(jìn)一步，所述設(shè)備故障預(yù)警模型中加權(quán)算法，即其中

為實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值，i為設(shè)備編號；A_ik為相應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)，k為狀態(tài)屬性編號；W_ik為各設(shè)備對應(yīng)的狀態(tài)屬性的權(quán)重；以及

屬性預(yù)警值的公式，即M_ik＝A_0ik×η_ik；

加權(quán)預(yù)警值的公式，即

其中M_ik為各設(shè)備的屬性預(yù)警值，A_0ik為各設(shè)備出廠各狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)；η_ik為各設(shè)備的各狀態(tài)屬性的預(yù)警比例，預(yù)警比例為該屬性的安全限定百分比；以及

為各設(shè)備加權(quán)預(yù)警值，為各設(shè)備出廠加權(quán)值，為各設(shè)備加權(quán)預(yù)警比例。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的微電網(wǎng)設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)及故障預(yù)警方法對微電網(wǎng)設(shè)備的整個生命周期進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對微電網(wǎng)設(shè)備的有效管理和運(yùn)用，同時根據(jù)微電網(wǎng)設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)信息結(jié)合設(shè)備的歷史狀態(tài)信息進(jìn)行分析，建立微電網(wǎng)設(shè)備的設(shè)備故障預(yù)警模型，提高了微電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的可靠性，同時，本發(fā)明不需要額外在微電網(wǎng)中增加專業(yè)裝置，降低成本，具有較廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的微電網(wǎng)設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)的原理框圖；

圖2是本發(fā)明的故障預(yù)警方法的步驟流程圖；

圖3是本發(fā)明的故障預(yù)警及報廢處理流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例1提供了一種微電網(wǎng)設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，采集微電網(wǎng)相應(yīng)設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析處理模塊，建立設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫，并將實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)計入設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫；所述故障預(yù)警模塊建立設(shè)備故障預(yù)警模型，以對設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)警判定。

其中，所述設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)包括：各設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)、預(yù)先輸入的各設(shè)備的出廠數(shù)據(jù)，例如但不限于設(shè)備編號處理，并記錄各設(shè)備生產(chǎn)廠商、產(chǎn)品名稱、規(guī)格型號、使用年限。

本微電網(wǎng)設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)還適于根據(jù)設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫中的相應(yīng)數(shù)據(jù)判斷設(shè)備的使用壽命，還能通過實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)對各設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并且根據(jù)運(yùn)行情況以及使用年限對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

具體的，微電網(wǎng)相應(yīng)設(shè)備包括：發(fā)電設(shè)備、儲能設(shè)備和負(fù)載設(shè)備；所述屬性數(shù)據(jù)例如但不限于包括：發(fā)電設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流、輻照度和發(fā)電功率數(shù)據(jù)；儲能設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流數(shù)據(jù)；負(fù)載設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流和負(fù)載功率數(shù)據(jù)。

所述設(shè)備故障預(yù)警模型適于通過加權(quán)計算得出各設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值，以及還適于計算各個屬性預(yù)警值和加權(quán)預(yù)警值；對于一設(shè)備，若實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)大于屬性預(yù)警值，則判定該設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)行預(yù)警；若屬性預(yù)警值大于實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)，則將實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值與加權(quán)預(yù)警值進(jìn)行比較，若實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值大于加權(quán)預(yù)警值，則判定該設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)行預(yù)警。

所述設(shè)備故障預(yù)警模型中加權(quán)算法，即其中

為實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值，i為設(shè)備編號；A_ik為相應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)，k為狀態(tài)屬性編號；W_ik為各設(shè)備對應(yīng)的狀態(tài)屬性的權(quán)重；以及

屬性預(yù)警值的公式，即M_ik＝A_0ik×η_ik；

加權(quán)預(yù)警值的公式，即

其中M_ik為各設(shè)備的屬性預(yù)警值，A_0ik為各設(shè)備出廠各狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)；η_ik為各設(shè)備的各狀態(tài)屬性的預(yù)警比例，預(yù)警比例為該屬性的安全限定百分比；以及為各設(shè)備加權(quán)預(yù)警值，為各設(shè)備出廠加權(quán)值，為各設(shè)備加權(quán)預(yù)警比例。

其中預(yù)警比例可以通過人工設(shè)定。

實(shí)施例2

如圖2和圖3所示，在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，本實(shí)施例2提供了一種故障預(yù)警方法，包括如下步驟：

步驟S1，建立微電網(wǎng)相應(yīng)設(shè)備的設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫；步驟S2，將采集的各設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)，并計入設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫；以及步驟S3，建立設(shè)備故障預(yù)警模型，以對各設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)警判定。

其中，本實(shí)施例2中設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫、設(shè)備故障預(yù)警模型均與實(shí)施例1相同。

微電網(wǎng)相應(yīng)設(shè)備包括：發(fā)電設(shè)備、儲能設(shè)備和負(fù)載設(shè)備；

所述屬性數(shù)據(jù)例如但不限于包括：發(fā)電設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流、輻照度和發(fā)電功率數(shù)據(jù)；儲能設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流數(shù)據(jù)；負(fù)載設(shè)備對應(yīng)的電壓、電流和負(fù)載功率數(shù)據(jù)。

所述設(shè)備故障預(yù)警模型適于通過加權(quán)計算得出各設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值，以及還適于計算各個屬性預(yù)警值和加權(quán)預(yù)警值；對于一設(shè)備，若實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)大于屬性預(yù)警值，則判定該設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)行預(yù)警；若屬性預(yù)警值大于實(shí)時狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)，則將實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值與加權(quán)預(yù)警值進(jìn)行比較，若實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值大于加權(quán)預(yù)警值，則判定該設(shè)備出現(xiàn)故障，進(jìn)行預(yù)警。

所述設(shè)備故障預(yù)警模型中加權(quán)算法，即其中

為實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值，i為設(shè)備編號；A_ik為相應(yīng)設(shè)備的狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)，k為狀態(tài)屬性編號；W_ik為各設(shè)備對應(yīng)的狀態(tài)屬性的權(quán)重；以及

屬性預(yù)警值的公式，即M_ik＝A_0ik×η_ik；

加權(quán)預(yù)警值的公式，即

其中M_ik為各設(shè)備的屬性預(yù)警值，A_0ik為各設(shè)備出廠各狀態(tài)屬性數(shù)據(jù)；η_ik為各設(shè)備的各狀態(tài)屬性的預(yù)警比例，預(yù)警比例為該屬性的安全限定百分比；以及

為各設(shè)備加權(quán)預(yù)警值，為各設(shè)備出廠加權(quán)值，為各設(shè)備加權(quán)預(yù)警比例。

下面以光伏發(fā)電設(shè)備為實(shí)例，做具體說明：

光伏發(fā)電設(shè)備的主要參數(shù)包括電壓，電流，發(fā)電效率。

在設(shè)備初期管理中，采集輸入設(shè)備電壓，電流，發(fā)電效率，使用年限等參數(shù)進(jìn)入設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫。

設(shè)定各參數(shù)的安全限定百分比及預(yù)警比例，計算得出電壓，電流，發(fā)電效率的預(yù)警值，并求出光伏發(fā)電設(shè)備的加權(quán)預(yù)警值。

在設(shè)備中期管理中，根據(jù)使用年限比較已使用工時判定設(shè)備是否達(dá)到使用年限，如果達(dá)到，則進(jìn)行報廢或處置管理，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

如若正常，則采集光伏發(fā)電設(shè)備的實(shí)時電壓，電流，輻照度等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，計算出實(shí)時發(fā)電效率。

光伏發(fā)電設(shè)備的實(shí)時電壓、電流、發(fā)電效率與其電壓，電流，發(fā)電效率的預(yù)警值進(jìn)行比較，判定是否故障。如果故障，進(jìn)行預(yù)警，并對維修和維護(hù)的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

如若正常，則運(yùn)用設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫中光伏發(fā)電設(shè)備的實(shí)時電壓，電流，發(fā)電效率計算光伏發(fā)電設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值。

比較光伏發(fā)電設(shè)備加權(quán)預(yù)警值與實(shí)時狀態(tài)加權(quán)值，判定設(shè)備是否故障。如果故障，進(jìn)行預(yù)警，并對維修和維護(hù)的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

可選的，本微電網(wǎng)設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的使用工時進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備超過使用年限后進(jìn)行報廢處理，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。

通過設(shè)備故障預(yù)警模型的預(yù)警信息可以得知設(shè)備是否需要維修，并且也可以將維修記錄輸入至設(shè)備管理數(shù)據(jù)庫中。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。