智能电网设备状态监测评估及预测应用研究

本文从智能电网的发展前景和电力网设备状态监测需求出发,对电力设备运行状态实时监测。通过分析电力设备状态评估总体需求,利用驾驶舱技术总结和探讨电力设备状态评估及预测等典型业务场景应用,并对相关技术进行了展望。     

基于大数据平台的电力设备运作状态监测系统研究

针对目前电力设备运作状态监测系统焦点都在集群的硬件索引上,对电力设备的线状、性能、节点状况和指令反馈等数据层的监控不足,本文采用大数据技术对电力设备运作状态的显著性及统计因子变量进行相应的决策分析,建成一套通过主动监测设备潜在的运行状态变化的多元回归系统模型。从而有效解决了电力设备运行过程实时监控,潜在故障预警、评估、回溯管理等问题。通过宁夏电力公司的试运行结果表明该模型平台能预期捕获电力设备运作状态下的各项影响变量因素,对这些因素进行掌控将广泛应用于电力设备运作部署与运维。据此结论为该大数据平台的电力设备运作状态监测系统,可自定义设备运行分析报表,实现数据分析结果的随需展现,起到保障电力设备安全、可靠运作,具有一定的推广意义。     

基于混合现实技术的变电站智能运检辅助系统的设计与实现

针对变电站运检现场工作智能化等业务的需求,开发了一套基于混合现实技术的变电站智能运检辅助系统。该系统基于智能穿戴设备HoloLens,提供了变电站智能辅助运检的一整套解决方案。系统包括电力设备识别与虚拟拆装、设备运行状态实时三维可视化、远程专家视频辅助等模块。该系统在国内某110kV变电站进行了部署,现场应用表明该系统切实优化了传统运检现场工作方式,提升了运检效率,在行业内具备实用性和推广性。     

智能配电网大数据典型应用场景研究

随着配电网自动化、信息化和智能化水平的逐步提升,海量异构、多态数据可在智能配电网中发挥巨大价值,如何应用这些数据,既是机遇也是挑战。首先总结了智能配电网大数据来源及特征,既包括电网内部数据,也包括社会经济等外部数据,并阐述了智能配电网中大数据挖掘和分析应用的方法,实现数据的清洗转换、分析处理和大数据应用,然后详细介绍了智能配电大数据分析应用平台,包括总体架构和信息安全防护体系,最后基于平台,结合湖南公司的业务需求,对负荷预测、故障综合研判、配网运行状态评估与预判等典型应用场景开展研究和实际应用。研究和应用结果表明,运用大数据技术充分挖掘和分析智能配电网数据的特征和关联关系,可有效提升配电网精益化管理水平。     

基于二维码的移动巡检新系统的设计与实现

随着物联网和互联网技术在智能电力巡检中的应用及发展,针对电力设备巡检的现状和任务需求,将智能手机终端引入到电力设备的监测中,设计并实现了基于二维码的智能移动巡检新系统。该系统方案结合了二维码扫描识别技术,并融合3G移动通信技术和Web Service数据挖掘技术等,构建了一个新的智能移动巡检平台。该巡检方案已经在国内某水电站成功部署,现场试验证明可以大量节省成本,提高电力巡检自动化水平,在行业内具备实用性和推广性。     

基于物联网技术的电力变压器动态运检系统设计

在加强智能电网的建设中，电力变压器是重要的一环，其运检工作是确保整个变电站能够正常运行的根本。为实现更加智能、科学的动态运检，设计基于物联网技术的电力变压器动态运检系统。基于物联网技术设计射频识别模块，由射频标签、编程器等构成，实现电力变压器设备的自动化识别与系统的双向非接触数据通信功能。在线监测模块主要通过变压器智能组件柜实现电力变压器的在线监测。在巡检模块的设计中，为实现动态巡检，设计悬挂式巡检机器人，为其配置吊挂轨道，轨道经过站内所有电力变压器设备，使轨道尽量远离人员和柜体设备，实现电力变压器的巡检。在检修模块中，结合可拓学与粗糙集理论设计故障诊断算法，实施电力变压器的故障诊断。系统测试结果表明，对于主变故障与站用变故障，系统的故障诊断误差率均较低；在5台主变的巡检中，系统仅使用了90分钟左右的时间；在8台站用变的巡检中，系统仅使用了113分钟左右的时间；系统的故障定位准确率较高。     

基于轮廓线与特征融合的电网变电设备三维自动化运检方法

因工作环境的复杂性,变电设备成为智能电网中故障频率最高的装置之一,易发生设备接地故障、保险熔断故障、绝缘材料老化等问题,为提高电网变电设备三维自动化运检精度,提出基于轮廓线与特征融合的电网变电设备三维自动化运检方法研究。采集电网变电设备三维图像,获取电网变电设备三维图像初始轮廓点,筛选变电设备轮廓点,依照顺序连接提取出的关键轮廓点,得到变电设备三维图像轮廓线,结合形态学滤波算法,对图像进行开、闭运算,依据轮廓线的闭合情况,分割出目标图像与背景图像,提取包括HOG特征与LBP特征的变电设备目标图像特征,经过特征融合后,构造最优分类超平面,制定电网变电设备三维自动化运检规则,判定变电设备运维情况,最终实现变电设备的三维自动化运检。实验数据显示：该方法识别出变电设备的正常与异常状态,在不同实验工况背景下,应用提出方法获得的变电设备运检精度达到了96%。提高了变电设备的自动化运检的识别及运检精度,满足现今变电设备的运检需求。     

基于Power BI的大数据分析在变电运检作业管理中的应用

本文提出一种大数据分析在变电运检作业管理中的应用方案,分析了目前存在的业务增长与人力、物力等资源配置矛盾凸显的问题,积极探索和推动大数据在协调运检人力、物力等资源与业务管控中的作用。借助Power BI大数据分析软件,以运检生产作业管理、人员管理等数据为依托,构建了关键因素全景展示、作业管理优化决策、工作过程柔性管控的多方位“大数据+运维检修”应用研究体系;实现了人员、工作量、变电站等运检生产关键因素的全方位多时空动态展示;提出了以“人站比”、“工作量预测”等指标为基础的人员评估考核、生产计划安排的优化决策方法;挖掘了周期性与非周期、独立性与耦合性工作的可调配度关系,提升了工作全过程管控的柔性。研究结果对于全面提升运检人力、物力等资源的优化配置和业务处理的智能化水平具有借鉴意义和应用价值。     

数字化背景下电力大数据赋能应急管理的应用研究

数字化时代,大数据的应用已经渗透到社会生活中的方方面面,电力行业作为国民经济的基础性行业,大数据技术在其中的应用也日益广泛。在此背景下,本文研究了应急管理依托电力大数据的赋能进行创新优化,实时监测电网运行状态、设备性能及电力负荷情况,为应急管理决策提供准确、有效的数据支撑;分析了应急管理对电力大数据的需求,以及如何整合、加工电力大数据与其他相关数据源,提高应急响应、预警预测的效率;通过应用案例展示了电力大数据在应急管理中的实际效用,如实现企业安全生产的监管、提高灾害预警的准确性、优化救援力量和资源的调配。以此为未来电力大数据在应急管理领域的进一步应用提供参考和借鉴。     

基于蒙特卡洛模拟的变电运行状态监测系统设计

变电运行状态监测受不同监测位置、复杂监测线路以及相似度较高数据影响,通信受阻导致监测数据受损,研究基于蒙特卡洛模拟的变电运行状态监测系统。基于物联网技术构建由感知层、网络层、平台层和应用层组成的智能监测架构,以树状拓扑为核心,将原有的单通道通信结构优化为多通道通信,为蒙特卡洛模拟技术的应用提供数据传输保障。蒙特卡洛模拟技术采集变电运行数据并进行评估,根据四项可靠性评估指标定位有用信息,以此增强监测图像细节,实现对变电运行状态的跟踪监测。测试结果表明：优化通信的监测系统在混合组网不同的通信条件下,时延抖动较小且稳定,致使获取的数据可靠性指标更高,在得到可视化数据后,可以根据曲线实时变化状态,准确监测不同变电设备的温度等指标。     

大数据技术在智能充电桩网络系统中的应用

当前智能充电桩网络系统中的数据具有“大数据”的典型特征,即数据源、数据类型丰富、数据量庞大且增长迅速,而传统的数据处理技术无法有效处理这些数据,大数据技术可以很好应对此场景。大数据技术在充电桩运维,充电客户分析,电网企业整体运营调度中起到非常关键的促进作用,对建立安全可靠高效的充电桩网络具有重要意义。本文初步探讨了大数据技术以在智能充电桩网络系统中的具体应用,分析了智能充电桩网络系统与大数据之间的关系,详细阐述了智能充电桩网络大数据处理平台总体架构的设计思路,并展开描述这其中所使用到的关键技术点,最后着重分析了大数据技术在充电桩运维,充电客户分析,企业整体运营调度中的具体应用。大数据技术能促进充电桩网络向智能化方向发展,为建设安全高效便捷充电桩网络提供切实保障。大数据技术在电力行业的广泛应用必将带来行业的变革,将智能电网的发展推向新的阶段。     

基于全息时标量测数据挖掘的配电网设备健康状态诊断分析

大数据、数据挖掘等新技术的出现和进步,为建设智能配电网提供了新的技术手段。为实现对配电网运行状态的真实还原、精细分析和精准预测,详实有效的配电网设备运行数据记录和支撑是关键,研究了配电网全息时标量测数据的变化即存储技术,基于全息时标量测数据研究了配电网设备健康状态诊断的方法,对配电网历史数据以及模型信息等进行了深入的数据挖掘,通过聚类分析、线性回归算法、熵权法等建立了设备状态诊断模型和评价体系,实现了对设备故障评估和预警分析等,为及时发现配电网的薄弱环节,保障配电网设备的安全稳定运行提供了有效手段。系统已在地市供电公司的配电网诊断方法研究与实现项目中得到实际应用,很好地满足了地市供电公司的配电网精益化管理需求。     

融合关联与矩阵算法的变电设备状态监测方法

针对变电设备运行过程中容易出现诸多故障的问题,提出基于大数据技术的变电设备状态评估及其智能检修方法;首先,根据变电设备关键性能的状态评估需求,建立基于大数据技术的变电设备状态监测的架构;其次,基于多元时间序列建立变电设备的关键参数体系,对采集到的原始大数据采用关联模式方法进行数据挖掘;将高维随机矩阵用于变电设备状态大数据的多元统计分析,实现监测状态参量之间的关联模式识别,以及不同类型输变电设备典型故障类型与状态参量之间的对应关系;试验表明,该研究方案准确率在80%以上。     

动力系统的智能化监测与安全保护设计

直升机旋翼模型风洞试验是高转速、高风险的动态试验,为保护试验的安全运行,必须实时、准确、可靠地监测试验台关键驱动设备-动力驱动系统及辅助系统的运行状态,并根据运行状态分级采取相应的保护措施。本文以动力系统主控PLC为基础,打通试验台各系统之间的信息孤岛,提出了一种基于历史数据分析的设备运行状态分级评价及风险评估方法,根据实时运行数据判断动力系统运行风险,给出安全操作建议。风洞试验应用效果表明本文构建的旋翼模型试验台动力系统智能监测与安全保护设计数据分析科学,状态监测实时,安全保护可靠。提高了直升机试验的安全可靠性。     

基于大数据的辅机设备振动噪声监测分析平台

分析了对辅机设备进行状态监测和分析研究的必要性,创新地将大数据技术应用于该领域,解决了该研究领域中的关键技术难题,设计并实现了一个辅机设备振动噪声大数据监测分析研究平台。平台采用流式数据实时分析技术和实时批处理技术相结合的方式,采用Storm+Hadoop大数据处理架构。一方面,利用Storm以流计算的方式,对噪音、振动、电流、电压、谐波等海量原始数据进行快速计算和处理,并将处理后的数据传输至实时监测中心;另一方面,采用批计算技术,将海量原始数据存储到基于Hadoop的分布式文件系统中,建立大数据库,再采用基于MapReduce的大数据分析技术对海量数据进行数据挖掘和建模。该平台的研究不仅实现了对辅机设备的运行管理的监测和分析,还可以作为辅机设备振动噪声大数据建模和研究的基础。     

基于大数据的电力环保数据平台建设

针对火电环保领域海量的环保数据无法高度利用问题,本文采用大数据、人工智能和机器学习等信息技术,构建国家能源集团的基于大数据的火电厂智慧环保平台,结合龙源环保公司脱硫、脱硝系统方面的专业技术和优化运行模型,将海量的脱硫脱硝等环保数据全部纳入管理,对电厂开展了深层挖掘数据使用价值的研究。建设覆盖公司全管理领域和业务领域的智慧环保大数据平台,打造集数据采集、数据处理、监测管理、预测预警、优化运行、深度分析于一体的大数据中心。实现火电厂环保岛系统的智能控制和智慧管控,提升公司脱硫脱硝系统专业化服务能力和智慧化服务水平。本文以北京国电龙源环保工程有限公司为例,进行了环保数据平台建设,实现设备的全生命周期管理,帮助运维负责人员实现对企业环保资产的有效管理。     

基于大数据的电力客户行为分析体系研究及实践

随着我国电力市场的发展,供电企业紧跟数字化发展步伐加快信息系统建设,各业务系统在运行过程中积累了海量信息数据资源,利用这些数据资源进行数字化分析已经渐渐成为供电企业的重点工作。在供电企业不断地拓展分析范围,优化分析方法的过程中,大量的数据资产被盘活,巨大企业价值与社会价值逐渐显现。大数据技术的使用可体现在电力系统运行的各种环节,为电力信息的商业化利用提供有力支撑。基于大数据技术的电力客户用电行为分析能提高电力系统的运行效率,为供电企业的实际运行提供决策依据。文章分析了国内、外电力行业大数据应用的进程及现状,根据不同类型客户的用电行为建立了基于大数据技术电力客户行为分析体系,对大数据技术的实践情况进行探究,实现电力客户用电行为的深度分析,为客户提供更优质的服务体验。     

智能电网监控运行大数据分析系统统一建模方法研究

随着电网监控运行一体化运行趋势愈发明显,大数据技术应用的不断成熟、普及,为具有多源、高维、异构等特征的电网监控大数据的分析与应用提供了解决方案。本文提出了面向智能电网监控运行大数据分析系统的统一建模方法,分析了监控大数据的数据源、数据范围及现状与存在问题,指出了数据建模所需解决的问题与思路,采用元数据思想构建了公共模型,基于业务需要构建了应用模型,对于数据接入与存储管理方面,定义了元数据模型,其目的是在接入、汇总监控业务相关数据源的基础上,构建以设备为中心的监控数据关联模型,实现数据对象统一建模,为实现多源数据高效、规范接入提供了模型支撑,同时定义了符合该建模思路的元模型,元模型约束了建模行为,保证建立的模型遵行领域约束,为上层智能监控大数据分析应用奠定了基础。     

基于Hash算法的大数据架构下电力系统风险评估研究

为解决电力系统风险评估传统方法存在的处理数据耗时长、实时交互性能欠缺、难以全面反应电网状态等问题,本文提出一种基于Hash算法的大数据架构下电力系统风险评估方法,利用Hash算法将电力系统基础数据关联至服务平台和风险评估系统,采用架空线路停运模型、变压器时变停运模型对电力系统进行大数据建模,融合静态和暂态安全性风险指标,依托多维度数据源,形成电力系统风险评估关联大数据分析体系。该方法有效解决了电力系统风险评估所涉及的多样性和不确定性问题,提升了风险评估实效。将其应用到重庆市某区域电网全年风险评估中,得到的评估结果符合实际情况,验证了所述方法能够综合反应电网设备状态演变和电网外部环境变迁,提高风险评估的准确性和实时性。     

基于有限状态机故障因果链的连锁跳闸故障诊断和预测研究

随着变电站告警信息的规范化、大数据分析在设备监控中应用的深入,使得利用监控大数据及智能化预测分析方法解决电网连锁故障的识别问题成为可能。针对电网连锁故障识别困难的问题,本文提出了基于连锁故障状态因果链的电网故障诊断、故障演化预测及电网脆弱性评估的方法。本文首先介绍了基于有限状态机模型故障因果链的单元件诊断方法、连锁故障诊断方法,然后叙述了基于智能状态因果链构建的电网故障风险评估系统,最后以实际电网为例,验证了本文所提方法的可行性。