電網(wǎng)高壓斷路器多維度大數(shù)據(jù)分析智能專家系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電網(wǎng)高壓斷路器智能監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及對電網(wǎng)高壓斷路器或高壓斷路器集群(以下統(tǒng)稱斷路器)進(jìn)行實時多維度大數(shù)據(jù)智能分析，并能提供運(yùn)維決策參考的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]交流和直流電力系統(tǒng)有大量的斷路器元件，需要對其進(jìn)行實時智能監(jiān)視和控制。通常的技術(shù)措施是利用測控裝置將斷路器及其輔助機(jī)構(gòu)的位置信號傳送到遠(yuǎn)端的監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)又反過來對該斷路器進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)視和控制。
[0003]隨著信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、圖像處理技術(shù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，電力行業(yè)嘗試開展了斷路器狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，即通過實時、連續(xù)、在線監(jiān)測斷路器設(shè)備本體的機(jī)械裝置運(yùn)行信息，分析、評價斷路器的故障隱患，從而指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)行部門開展有針對性的維護(hù)和防范。然而，當(dāng)前傳感器技術(shù)帶來的數(shù)據(jù)質(zhì)量還不足以達(dá)到推廣應(yīng)用，使各級運(yùn)行、管理人員全面把握轄區(qū)斷路器的運(yùn)行狀態(tài)成為一個亟待解決的技術(shù)難題。
[0004]顯然，上述方式只能對單個斷路器進(jìn)行監(jiān)控?，F(xiàn)有的自動化系統(tǒng)的各種數(shù)據(jù)之間是隔離的，沒有專門對斷路器的綜合數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，不能對斷路器的工作狀況進(jìn)行評估，因而造成大量實時監(jiān)控數(shù)據(jù)失去其應(yīng)有的價值，不利于系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)地開展斷路器運(yùn)行維護(hù)管理，從而難以及時對斷路器進(jìn)行科學(xué)維護(hù)，導(dǎo)致重大安全隱患逐步積累，為電網(wǎng)安全和人身安全帶來巨大風(fēng)險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題提供一種電網(wǎng)高壓斷路器多維度大數(shù)據(jù)分析智能專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)是對電網(wǎng)高壓斷路器進(jìn)行實時監(jiān)控并作出多維度大數(shù)據(jù)分析的智能專家系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控斷路器是否處于正常狀態(tài)，并匯聚實時監(jiān)控、技術(shù)監(jiān)督、安全風(fēng)險評估、倉儲備品備件等海量云數(shù)據(jù)，在多維度大數(shù)據(jù)智能分析功能幫助下，為科學(xué)開展運(yùn)行維護(hù)管理提供決策依據(jù)。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0007]1.電網(wǎng)高壓斷路器多維度大數(shù)據(jù)分析智能專家系統(tǒng)解決了高壓斷路器在變電站自動化系統(tǒng)、繼電保護(hù)管理信息系統(tǒng)、故障錄波管理系統(tǒng)、在線監(jiān)測系統(tǒng)、倉儲備品備件管理系統(tǒng)、預(yù)防試驗技術(shù)監(jiān)督管理系統(tǒng)、運(yùn)行維護(hù)管理系統(tǒng)以及原廠設(shè)備監(jiān)造和檢測監(jiān)測系統(tǒng)等八個領(lǐng)域的信息孤島，是基于廣域信息技術(shù)的高壓斷路器設(shè)備在線監(jiān)測與動態(tài)評估、預(yù)警及管控系統(tǒng)；系統(tǒng)由斷路器集群云數(shù)據(jù)庫和智能專家決策終端兩部分組成，其中:所述斷路器集群云數(shù)據(jù)庫抽取的數(shù)據(jù)來源于高壓斷路器或高壓斷路器集群(以下統(tǒng)稱斷路器)運(yùn)行的綜合數(shù)據(jù)。所述智能專家決策終端包括設(shè)備狀態(tài)安全風(fēng)險評估模塊、設(shè)備維護(hù)最優(yōu)方案排序模塊、移動終端在線動態(tài)預(yù)警模塊，是在歷史分析、趨勢分析、變量分析、對比分析、因素分析等多維度智能分析功能基礎(chǔ)上提供的。
[0008]I)斷路器集群云數(shù)據(jù)庫由斷路器實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫、斷路器技術(shù)監(jiān)督數(shù)據(jù)庫、斷路器安全風(fēng)險技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫、斷路器倉儲備品備件數(shù)據(jù)庫四個部分組成。
[0009]1.1)斷路器實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫:
[0010]斷路器實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫從變電站自動化系統(tǒng)及現(xiàn)場測控裝置中獲取斷路器設(shè)備的工作電壓、工作電流、分合閘線圈狀態(tài)、三相觸頭位置、分合閘動作計數(shù)器、操作機(jī)構(gòu)狀態(tài)、馬達(dá)打壓計數(shù)器、SF6氣體壓力、隔離開關(guān)位置、接地刀閘位置。
[0011]從變電站的繼電保護(hù)管理信息系統(tǒng)中獲取斷路器保護(hù)裝置、線路保護(hù)裝置、相關(guān)元件(如主變、母線、電抗器、電容器等)保護(hù)裝置中斷路器動作過程和開斷電流值。
[0012]從故障錄波裝置中獲取斷路器開斷的故障電流值及三相觸頭動作過程。
[0013]上述過程可以根據(jù)需要定義不同變電站、不同品牌、不同型號組成的斷路器集群數(shù)據(jù)庫。
[0014]1.2)斷路器技術(shù)監(jiān)督數(shù)據(jù)庫:
[0015]斷路器技術(shù)監(jiān)督數(shù)據(jù)庫包括斷路器國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、斷路器預(yù)防性試驗規(guī)程、斷路器生產(chǎn)廠家的設(shè)計參數(shù)，以及出廠檢驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)場安裝、調(diào)試驗收參數(shù)、設(shè)備缺陷臺帳、設(shè)備可靠性統(tǒng)計，還包括動作特性檢驗、絕緣預(yù)防性試驗、SF6氣體檢驗；
[0016]斷路器技術(shù)監(jiān)督數(shù)據(jù)庫還包括專門為高壓斷路器在線監(jiān)測增設(shè)的斷路器在線測量裝置獲取的數(shù)據(jù)，如操作機(jī)構(gòu)的分合閘波形、速度、時間、超程、開距、彈跳、同期；操作線圈的電壓、電流、鐵芯動作時間、功率；電機(jī)的電壓、電流、功率；
[0017]1.3)斷路器安全風(fēng)險技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫:
[0018]包括電網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)險數(shù)據(jù)庫、斷路器本體風(fēng)險數(shù)據(jù)庫、檢修作業(yè)風(fēng)險數(shù)據(jù)庫。
[0019]1.4)斷路器倉儲備品備件數(shù)據(jù)庫:
[0020]包括新件、舊件、出入庫；新件的內(nèi)容是主設(shè)備品牌、備品備件名稱、規(guī)格型號、數(shù)量、單價、保質(zhì)期、生產(chǎn)日期、驗收人員；舊件的內(nèi)容是主設(shè)備品牌、原主設(shè)備名稱、規(guī)格、型號、使用處所(電網(wǎng)中設(shè)備編號、用于線路、主變、電容器、電抗器等)、開始使用日期、更換日期、更換人員及其技能等級。
[0021]2)智能專家決策終端的功能:
[0022]斷路器集群云數(shù)據(jù)的獲取是動態(tài)進(jìn)行，是根據(jù)智能專家決策終端具備的歷史分析、趨勢分析、變量分析、對比分析、因素分析功能的調(diào)用來進(jìn)行。
[0023]所述智能終端，提供如下功能:
[0024]在智能策略的框架下提供如下分析和決策功能。
[0025]功能之一:對最高開斷電流的斷路器進(jìn)行排序，并重點關(guān)注其電氣、機(jī)械特性監(jiān)測，關(guān)注其停電預(yù)防性試驗的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的對比。
[0026]功能之二:對最高動作次數(shù)的斷路器進(jìn)行排序，關(guān)注其電氣、機(jī)械特性的同時，提出合理安排操作順序的建議(如均衡承擔(dān)用于投切電容器組的斷路器的操作次數(shù))，并可直接與遠(yuǎn)控系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)斷路器的自動操作。
[0027]功能之三:對停電檢修次數(shù)的斷路器進(jìn)行排序，關(guān)注其更換的備品備件種類、名稱、型號、更換人員技能等級和提升，分析主要影響因素并加以改進(jìn)。
[0028]功能之四:對停電檢修時間最多的斷路器進(jìn)行篩選，關(guān)注檢修方案的合理性，分析主要影響因素并加以改進(jìn)。
[0029]功能之五:對檢修成本最高的斷路器進(jìn)行篩選，關(guān)注檢修方案的合理性。
[0030]功能之六:按品牌、型號、批次對斷路器的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，找出每個斷路器或斷路器集群的電氣、機(jī)械、SF6絕緣特性變化趨勢，并根據(jù)趨勢與檢修工作安排對比，從中發(fā)現(xiàn)不安全隱患和苗頭。
[0031]功能之七:基于廣域信息技術(shù)在線對斷路器操作分合閘速度、操作機(jī)構(gòu)動作的協(xié)調(diào)性進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，辨識出存在機(jī)械故障的重大隱患，對存在安全隱患的設(shè)備提出操作預(yù)警，甚至閉鎖存在重大隱患的斷路器操作。
[0032]功能之八:對斷路器帶來的電網(wǎng)、設(shè)備、作業(yè)風(fēng)險進(jìn)行評估分析，提出風(fēng)險控制措施，這些措施包括供應(yīng)商與承包商管理、安全科技、預(yù)防與糾正、應(yīng)急和事故管理、生產(chǎn)管理等內(nèi)容；
[0033]功能之九:根據(jù)多維度大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，向安全技術(shù)管理人員發(fā)送移動預(yù)警信號，管理人員可以通過平板電腦、收集、筆記本電腦等終端查閱相關(guān)資料；
[0034]功能之十:根據(jù)上述功能分析結(jié)果，由斷路器生產(chǎn)廠家提供結(jié)構(gòu)設(shè)計、備品備件質(zhì)量、維修人員技能培訓(xùn)等針對性的改進(jìn)，以進(jìn)一步提升上述功能的改進(jìn)效果，提高斷路器運(yùn)行維護(hù)及安全運(yùn)行經(jīng)濟(jì)水平。
[0035]電網(wǎng)高壓斷路器多維度大數(shù)據(jù)分析智能專家系統(tǒng)的實現(xiàn)步驟如下:
[0036]步驟一:獲取實時監(jiān)控數(shù)據(jù)庫:
[0037]主要從變電站自動化系統(tǒng)及現(xiàn)場測控裝置中獲取斷路器設(shè)備的工作電壓、工作電流、分合閘線圈狀態(tài)、三相觸頭位置、分合閘動作計數(shù)器、操作機(jī)構(gòu)狀態(tài)、馬達(dá)打壓計數(shù)器、SF6氣體壓力、隔離開關(guān)位置、接地刀閘位置。
[0038]步驟二:獲取斷路器技術(shù)監(jiān)督數(shù)據(jù)庫:
[0039]斷路器技術(shù)監(jiān)督數(shù)據(jù)庫包括斷路器國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、斷路器預(yù)防性試驗規(guī)程、斷路器生產(chǎn)廠家的設(shè)計參數(shù)，以及出廠檢驗數(shù)據(jù)、現(xiàn)場安裝、調(diào)試驗收參數(shù)、設(shè)備缺陷臺帳、設(shè)備可靠性統(tǒng)計，還包括動作特性檢驗、絕緣預(yù)防性試驗、SF6氣體檢驗；
[0040]斷路器技術(shù)監(jiān)督數(shù)據(jù)庫還包括專門為高壓斷路器在線監(jiān)測增設(shè)的斷路器在線測量裝置獲取的數(shù)據(jù)，如操作機(jī)構(gòu)的分合閘波形、速度、時間、超程、開距、彈跳、同期；操作線圈的電壓、電流、鐵芯動作時間、功率；電機(jī)的電壓、電流、功率；
[0041]步驟三:獲取斷路器安全風(fēng)險技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫:
[0042]包括電網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)險數(shù)據(jù)庫、斷路器本體風(fēng)險數(shù)據(jù)庫、檢修作業(yè)風(fēng)險數(shù)據(jù)庫。
[0043]步驟四:獲取斷路器倉儲備品備件數(shù)據(jù)庫:
[0044]主要包括新件、舊件、出入庫管理。新件主要的內(nèi)容是主設(shè)備品牌、備品備件名稱、規(guī)格型號、數(shù)量、單價、保質(zhì)期、生產(chǎn)日期、驗收人員等。舊件主要的內(nèi)容是主設(shè)備品牌、原設(shè)備名稱、規(guī)格型號、使用處所(電網(wǎng)中設(shè)備編號、用于線路、主變、電容器、電抗器等)、開始使用日期、更換日期、更換人員及其技能等級。