基于知识图谱技术的风电数据管理与应用研究

随着我国风电领域的发展,行业内产生的相关数据在来源和数量上都达到了一个新的高度.这些数据被分散在各个业务系统中,若能对其进行统一管理并应用,则对行业具有积极作用.提出了一种用知识图谱管理风电数据的方法.首先,从多源风电数据中抽取出实体、关系、属性等知识图谱元素.在此过程中,分别给出了针对结构化与非结构化数据的抽取方法....     

基于图数据库配电网网架图谱校核的方法研究

目前国网公司为了强化营销、运检、调控业务协同,有效支撑电力故障定位、停电范围定位、实时线损统计和业扩报装等业务,推动实施营配贯通建设工作.针对人工营配贯通工作会导致营配业务系统中电网拓扑关系数据与现场不一致的问题,根据配电网网架业务,结合现有关系型数据库存储的台账及关系数据,利用知识图谱技术构建配电网网架拓扑图和Neo4j图数据库存储配电网网架拓扑图,为配电网业务展示、大数据下设备关系查询和数据质量提升提供数据支撑,建立了高效、便捷的检索和核查方式.试验表明,研究的方法误差小,稳定性能好.     

面向风电机组的远程故障诊断平台的研究

面向风电机组的远程故障诊断共享平台,通过"互联网+"实时音视频技术、数据库技术,将维护现场与远程支持服务无缝连接,明显提高了设备检修效率.通过故障模式库,构建了设备故障信息采集、存储和处理的标准化流程,从而更好地分析故障原因.此外,现场工作人员能随时随地查询设备故障信息,为进一步提升安全生产水平夯实基础.     

面向低压配电网络拓扑的知识图谱构建与检索分析方法

针对低压配电网故障原因分析数据量大,原因复杂等问题,提出面向低压配电网络拓扑知识图谱构建方法与检索分析方法.在分析低压配电网络知识类型与拓扑结构的基础上,构建了低压配电网络知识图谱,采用基于子图匹配的检索方法对电网故障图谱进行检索分析,可高效地搜索分析出发生故障的原因以及处理措施,并建立了基于物理距离与邻近关系的检索结...     

面向智能调控领域的知识图谱构建与应用

知识图谱技术作为一种能够描述客观世界中概念、实体间复杂关系的新方法,以强大的知识推理能力被广泛关注。调度控制中心是电网运行控制的中心枢纽,为了推动智能调控建设,结合知识图谱技术以及调控领域的具体情况,提出了面向智能调控领域的知识图谱构建方法。进而针对实际调度的需求,提出了用于支撑运行规则电子化、故障处置、倒闸操作、对话问答等应用场景的知识图谱应用方案。最后,构建了线路故障处置知识图谱,通过应用表明,所建立的知识图谱能够自动驱动线路故障处置流程,流程判定识别准确率较高,有效地降低了人工处置风险。     

知识驱动的风电机组主动预警系统研发

文中介绍了知识驱动的风电机组主动预警系统的构架及开发环境,阐述了其设计和实施要点,分析了系统优势并总结了其投入运行后的成效。该系统创新型结合分析SCADA和CMS数据,实现对风电机组尤其是大部件的故障预警,其投运可为风电场关键部件的检修提供科学合理的决策依据,也可为风电场的安全经济运行提供重要的技术支持。     

风电机组故障知识的获取表达与推理框架

针对目前风电机组故障种类多、故障知识关联关系复杂、知识表达差异化大、知识推理效率低等问题,提出了风电机组故障知识的获取表达与推理框架。首先,通过基于故障树分析方法的故障模式及影响分析方法,全面获取并梳理出风电机组故障排查与检修维护的专家知识;然后,借助本体理论将非结构化的专家知识进行结构化表达,形成知识图谱,将知识可视化展示;同时,结合本体自定义规则以及因果推理模型实现故障原因的查询推理,提高了知识查询与推理的效率;最后,通过具体的机组故障案例说明了本方法的实用性。研究结果可为风电场运维检修工作的智能化发展提供方向。     

电能计量装置的知识图谱构建与应用

因知识图谱具备强大的实体关系表达推理能力,近年来在各领域得到了广泛应用。文中针对电能计量装置存在标准规范多,建设管理运营成本和门槛高的问题,研究并提出了一种电能计量装置知识图谱的自动构建方法。针对技术规范文档存在的实体嵌套、语义模糊和图谱不全等问题,文中综合采用基于候选实体图匹配的命名实体识别方法,基于多依存句法树融合的关系抽取方法,基于概念层次图融合的关系推理方法,并在电能计量装置知识图谱构建中进行了验证。实验表明文章构建的知识图谱在实体识别、关系提取和关系推理的准确率和扩展性方面都取得了较大提升,可大幅降低相关领域标准规范的应用审查门槛和成本。     

面向风电机组维护的改进FMECA

维护水平是影响风电机组维护成本的重要因素之一。故障模式、影响及危害性分析根据危害度对故障模式进行分级,找出危害度较高的故障模式并给予较多的维护资源,有助于提升风电机组的维护水平。然而,在目前的风电机组FMECA中,监测控制与数据采集系统的存在、处理故障的过程以及故障发生及其影响的真实情况等特征未被充分利用。文中结合传统FMECA与以上特征,提出了一种面向风电机组维护的改进FMECA。为更接近故障处理过程,将风电机组分为机组层,SCADA层及部件层。分别将SCADA系统的报警内容、部件的故障模式及机组停机视为SCADA层的故障模式、原因及对高层级的影响。同时,根据机组各故障的发生概率及影响的真实情况重新定义其等级。最后给出了改进FMECA在某型号风电机组中的应用实例。     

基于ALBERT的电力变压器运维知识图谱构建方法与应用研究

当前电网数字化转型升级,且电力变压器智能健康管理技术快速发展,而在运维过程中存在信息关联性弱以及决策生成效率低的问题。目前,知识图谱在航天器运维等其他工业领域已有应用,知识查询效率显著提升。电力变压器运维领域鲜有知识图谱构建相关文献,且针对电力变压器运维领域公开数据较少、运维知识难以被有效挖掘的问题,该文提出一种基于ALBERT的电力变压器运维知识图谱构建方法。首先获取电力变压器领域公开文献,并使用正则匹配的样本生成方法对电力系统事故调查报告等半结构化语料进行样本增强,构建电力变压器运维领域的训练数据集;然后应用ALBERT-BiLSTM-CRF深度学习算法从电力变压器相关文献与事故调查报告中抽取了电力变压器运维实体,并将此算法与传统深度学习算法进行对比,验证了此方法的优越性;接着,利用融入了ALBERT和注意力机制的ALBERT-BiLSTM-Attention深度学习算法对电力变压器运维实体进行关系抽取,相较于其他深度学习算法,此算法在电力变压器运维领域文本中具有更好的表现;最后使用Neo4j图数据库对知识图谱进行可视化呈现,并实现了基于电力变压器运维知识图谱的辅助决策功能。     

基于可靠度约束的风电机组机会检修模型

对风电机组进行预防性检修,能够有效提高机组的可靠性。首先以风电机组单个部件的可靠度作为约束条件,以单部件单位时间检修成本最小作为目标函数,求得单部件的最佳检修周期和检修次数。在此基础上,对符合一定条件的部件进行机会检修,构建了风电机组的机会检修模型。最后,以机会检修策略下总的检修费用最小作为目标函数,以机组整体的可靠度作为约束条件,利用遗传算法对该模型进行求解以得到最佳的机会检修阈值和最小的检修总费用。通过算例分析表明,该机会检修模型能够有效节约总的检修成本。该研究对检修部门制定检修计划具有一定的参考意义。     

基于图数据库的继电保护整定计算数据存储与应用

电网继电保护整定计算数据涉及多个门类相互关联的信息,数据实体间的关系复杂而密集,更适合采用图数据库存储。对基于图数据库和传统关系数据库存储继电保护整定计算数据时的查询性能进行对比。将关系数据库中现存的继电保护整定计算数据准确迁移到图数据库中,既是进行对比测试前的一项准备工作,也是电力系统实际应用中升级数据存储方式的前提。在介绍图数据库和属性图模型基本概念的基础上,提出了一种利用离线交换文件实现数据迁移的通用方法,并通过2类数据库查询性能的对比测试,验证了基于图数据库存储和应用整定计算数据的可行性与高效性。     

考虑不完全维修的风机齿轮箱优化检修策略

齿轮箱是风电机组中维修费用最高的部件之一,针对齿轮箱的状态检修策略研究对降低设备维修费用、提高可靠度具有关键作用。针对风机齿轮箱不完全维修这一现状,提出了一种基于比例强度模型的优化检修策略。该方法利用监测到的齿轮箱振动数据、温度数据及历史维修数据建立比例强度模型,确定齿轮箱的强度函数;然后采用物理规划方法权衡最小维修费用和最大可靠度两个优化目标函数,确定最优维修阈值,并制定最优维修策略。结合实际风电场故障数据和在线监测数据,对考虑不完全检修的优化检修策略进行仿真分析,结果验证了所提优化策略的有效性和合理性。     

考虑最小成本的风机轴承维护周期优化

针对风机主轴承可靠度要求高、维护费用高昂这一现状提出了一种基于单位时间维护成本最低的维护优化模型。首先通过对风机主轴承振动信号进行分析,提取能够较好地反映轴承退化过程的特征值,建立威布尔比例风险模型;其次对主轴承退化期内的失效率曲线进行分析,确定主轴承的失效更换阈值;然后通过改进传统的役龄回退因子对维护后的失效率进行修正,通过对模型运算结果进行分析,避免了定期维护出现欠维护的现象;最后确定单位时间内维护成本最优的维护周期。对维护优化模型进行仿真分析,计算结果表明,通过模型优化可以使单位时间维护费用降低14.4%。     

基于状态自适应评估的海上风电机组预防性维护策略

针对海上风电机组对故障特征的增量式学习及主动维护的问题,提出了一种基于状态自适应评估的海上风电机组预防性维护策略。首先,采用非正态总体假设检验量化机组实时状态与典型状态的信息差异,通过增量字典学习捕捉机组典型状态特征,基于支持向量机构建了机组状态自适应评估模型。然后,结合部件有效役龄,以机组状态概率向量为决策依据、单次维护费用最小为目标,优化部件维护策略。同时计入部件成组时由于提前或延迟维护的损失,以维护总费用最小为目标、日维护时长为约束,建立了基于状态自适应评估的海上风电机组预防性维护模型。最后,以某海上风电机组为例,验证了所提维护策略的有效性,分析了维护次数、可及性对维护策略的影响。     

电能计量设备运维管理系统研究

为了加强电网系统中现场计量设备异常或采集异常的运维工作,依托现有的计量自动化系统、营销系统,设计了一套支撑异常问题现场处理和计划巡检相结合的电能计量设备运维管理系统,完善了电网自动化计量体系。文中还研究了远程诊断新方法,可以实现远程诊断现场的运行异常情况。整套管理系统为计量设备运行质量提供保证,提升数据的采集完整率和正确性以及运维效率。     

兆瓦级风电机组变桨系统的设计与应用

详细分析了变桨距系统的设计原理和组成,并在此基础上以非线性PID算法为控制核心,用Profibus总线和CAN总线通讯,以超级电容作为后备电源,设计了兆瓦级风电机组变桨距系统,对变桨系统软件开发所涉及的运行模式划分为5类,并将研究结果应用于国内某风场,结果表明该系统满足风电机组对变桨系统位置和精度控制的要求。     

智能变电站自动化设备透明运维系统构建与应用

针对常规变电站在运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警等方面不规范的问题,开发智能变电站自动化设备(Smart Substation Automation Equipment,SSAE)透明运维系统。首先将智能变电站运维系统划分为现场运维和远程运维以适应不同场景,并基于信息模式,细化设备一体化运维细节。对变电站监控系统配置规范化、自动化设备和运行参数网络化统一配置运维。研制一体化运维工具,在广域运维主站新增透明运维功能模块,实现交换机、测控装置和版本一体化管控运维。