設(shè)備管理技術(shù)-大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺

[全]設(shè)備管理技術(shù)-大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺目前，各大電網(wǎng)公司主要依托生產(chǎn)管理系統(tǒng)(powerproductionmanagementsystem，PMS)對電網(wǎng)設(shè)備進行信息化管理。PMS能夠提供設(shè)備管理所需的大部分信息，包括設(shè)備臺賬、缺陷、狀態(tài)評價、檢修試驗、在線監(jiān)測等數(shù)據(jù)。但是，從加強對設(shè)備狀態(tài)的全方位管控的角度來看，目前PMS提供的有效信息還十分有限，對狀態(tài)變化和面臨風(fēng)險的敏感度也還遠遠不夠，且管理效率和效果均不高。近年來，因質(zhì)量問題導(dǎo)致的設(shè)備故障時有發(fā)生，同時受全球氣候變化影響雷暴、飆線風(fēng)等極端天氣呈多發(fā)趨勢，對電網(wǎng)設(shè)備安全運行影響日益突出。因此，亟待一種能夠結(jié)合調(diào)度、氣象、視頻監(jiān)控等實時系統(tǒng)提供的信息，并增加高級智能診斷及輔助分析功能，以更好滿足運檢部門的工作需要的管理平臺。問題拆分包括：數(shù)據(jù)處理模塊，用于獲取多平臺數(shù)據(jù)，并對多平臺數(shù)據(jù)進行處理，并展示處理后的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析模塊，用于進行大數(shù)據(jù)集成、存儲、檢索以及數(shù)據(jù)挖掘分析；評估模塊，用于生成基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備評估模型，并根據(jù)配電設(shè)備評估模型對配電設(shè)備進行評價，并根據(jù)評價結(jié)果生成相應(yīng)的處理策略。本發(fā)明能夠滿足集約化發(fā)展、精益化管理的業(yè)務(wù)需求，提高設(shè)備多源信息交互融合能力，實現(xiàn)對配電設(shè)備的全景實時感知、多維智能監(jiān)測和控制，提前防范設(shè)備運行風(fēng)險，提高對突發(fā)事件的反應(yīng)速度，使設(shè)備的全壽命周期管理透明化、高效化。問題解決目的在于提出一種基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺，該平臺能夠滿足集約化發(fā)展、精益化管理的業(yè)務(wù)需求，提高設(shè)備多源信息交互融合能力，實現(xiàn)對配電設(shè)備的全景實時感知、多維智能監(jiān)測和控制，提前防范設(shè)備運行風(fēng)險，提高對突發(fā)事件的反應(yīng)速度，使設(shè)備的全壽命周期管理透明化、高效化。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提出了一種基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺，包括：數(shù)據(jù)處理模塊，用于獲取多平臺數(shù)據(jù)，并對所述多平臺數(shù)據(jù)進行處理，并展示處理后的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析模塊，用于進行大數(shù)據(jù)集成、存儲、檢索以及數(shù)據(jù)挖掘分析；評估模塊，用于生成基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備評估模型，并根據(jù)所述配電設(shè)備評估模型對配電設(shè)備進行評價，并根據(jù)評價結(jié)果生成相應(yīng)的處理策略。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺還可以具有如下附加的技術(shù)特征：在一些示例中，所述多平臺數(shù)據(jù)至少包括：生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)、空間地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)、氣象系統(tǒng)數(shù)據(jù)和視頻監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)。在一些示例中，所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對獲取到的多平臺數(shù)據(jù)預(yù)處理和清洗，包括：根據(jù)所述多平臺數(shù)據(jù)所述的業(yè)務(wù)系統(tǒng)、類型、結(jié)構(gòu)、大小，打上統(tǒng)一規(guī)范的標記，用于標識該數(shù)據(jù)的來源和種類，同時，結(jié)合預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)規(guī)則庫，根據(jù)數(shù)據(jù)的標記，將相應(yīng)的規(guī)則與數(shù)據(jù)進行封裝，封裝完成的數(shù)據(jù)可識別、可控制并帶有相應(yīng)清洗規(guī)則，可以送到數(shù)據(jù)清洗階段進行清洗工作。在一些示例中，所述數(shù)據(jù)分析模塊包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，其中，所述感知層用于進行數(shù)據(jù)采集；所述網(wǎng)絡(luò)層用于進行數(shù)據(jù)傳輸；所述應(yīng)用層進一步包括服務(wù)層、業(yè)務(wù)層、展現(xiàn)層、及一個工具集，所述服務(wù)層用于提供數(shù)據(jù)的挖掘分析能力，所述業(yè)務(wù)層用于實現(xiàn)具體產(chǎn)品的業(yè)務(wù)需求，所述展現(xiàn)層用于提供交互界面，所述工具集用于提供安裝部署工具、數(shù)據(jù)挖掘工具、業(yè)務(wù)建模工具、代碼生成工具。在一些示例中，所述感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間進行交互，所述交互包括消息流和數(shù)據(jù)流，通過所述消息流來控制數(shù)據(jù)流的處理。在一些示例中，所述配電設(shè)備評估模型至少包括：變壓器類設(shè)備故障預(yù)測模型、開關(guān)和組合電器類設(shè)備狀態(tài)的發(fā)展趨勢和故障概率動態(tài)預(yù)測模型、基于復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系的輸電線路故障預(yù)測模型。在一些示例中，所述評估模塊用于采用融合多因素的狀態(tài)評價分析算法，包括：1)分析決策問題，構(gòu)造出系統(tǒng)的命題集，即系統(tǒng)的識別框架Ω＝{A1，A2，……，Ak}；2)針對目標信息系統(tǒng)，構(gòu)造基于識別框架的證據(jù)體Ei(i＝1，2，……，m)；3)根據(jù)所收集到的各證據(jù)體的資料—全局全量數(shù)據(jù)，結(jié)合識別框架中各命題集合的特點，確定出各證據(jù)體的基本可信度分配mi(Aj)，j＝1，2，……，K，表示不同狀態(tài)信息對設(shè)備狀態(tài)的反應(yīng)能力；4)根據(jù)基本可信度分配mi(Aj)，分別計算單證據(jù)體作用下識別框架中各命題的信度區(qū)間[Beli,Pli]；5)利用D-S合成規(guī)則計算所有證據(jù)體聯(lián)合作用下的基本可信度分配m(Aj)和信度區(qū)間[Bel,Pl]；6)根據(jù)具體問題構(gòu)造相應(yīng)的決策規(guī)則；7)根據(jù)該決策規(guī)則得出決策結(jié)論。在一些示例中，所述評估模塊對對配電設(shè)備進行評價，包括：A)按照配電設(shè)備狀態(tài)評價導(dǎo)則中的相關(guān)要求，對應(yīng)導(dǎo)則中的各個狀態(tài)量閾值逐一掃描數(shù)據(jù)，當任意一個數(shù)據(jù)超過導(dǎo)則中限定的閾值時，將該數(shù)據(jù)標記為異常值，與原始數(shù)據(jù)分離；B)將數(shù)據(jù)變換為多元時間序列，計算出各一維時間序列的互協(xié)方差函數(shù)和互相關(guān)函數(shù)，從而得到傳遞函數(shù)分子、分母多項式的階數(shù)及延遲參數(shù)，然后擬合傳遞函數(shù)模型，最后根據(jù)模型殘差序列的ACF檢驗來判定干擾時刻及產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)；C)基于增量遞推的最小二乘回歸參數(shù)估計和廣義似然比變化點檢測，采用增量機制確定數(shù)據(jù)序列回歸模型參數(shù)和分割點,實時提取數(shù)據(jù)趨勢特征，將趨勢改變的數(shù)據(jù)標記為異常數(shù)據(jù)。在一些示例中，其中，配線路在不同天氣條件下的故障率為將時間折合成單位為年時故障發(fā)生的次數(shù)，以1個日歷年為單位時故障率的平均值λ可以表示為：其中，N為正常天氣的期望持續(xù)時間，S為惡劣天氣的期望持續(xù)時間。表示正常天氣時元件故障率的期望值，'為惡劣天氣時元件故障率的期望值；變壓器的故障率及累積概率分布函數(shù)可表示為：其中，模型假設(shè)在不同的溫度下參數(shù)β和C都保持不變，使用兩狀態(tài)天氣模型來描述變壓器的偶然失效模式故障率，其表達式為：其中，為變壓器偶然失效的統(tǒng)計平均值，N為正常天氣的持續(xù)時間，S為惡劣天氣的持續(xù)時間，F(xiàn)為發(fā)生在惡劣天氣的故障的比例，w為變壓器當前所處的天氣狀況，正常天氣w＝0，惡劣天氣w＝1。在一些示例中，所述評估模塊還用于根據(jù)設(shè)備狀態(tài)和系統(tǒng)風(fēng)險進行設(shè)備重要度評估，包括：a)根據(jù)大數(shù)據(jù)狀態(tài)評價結(jié)果、運行信息、微氣象數(shù)據(jù)，利用PHM模型計算系統(tǒng)元件考慮大數(shù)據(jù)的實時故障概率；b)使用枚舉法選擇系統(tǒng)狀態(tài)，枚舉至3階故障，形成預(yù)想故障事件，并計算故障事件發(fā)生的概率；c)對選取的系統(tǒng)狀態(tài)進行靜態(tài)安全分析，利用最優(yōu)潮流計算系統(tǒng)狀態(tài)是否滿足充裕性，如需切負荷那么該系統(tǒng)狀態(tài)為緊急狀態(tài)，進入步驟d)，如不需切負荷則該系統(tǒng)狀態(tài)為警戒狀態(tài)或健康狀態(tài)，對系統(tǒng)進行N-1校驗，如果滿足安全準則，則為健康狀態(tài)，返回步驟b)，否則為警戒狀態(tài)，進入步驟d)；d)計算該系統(tǒng)狀態(tài)下的緊急指數(shù)或警戒指數(shù)，利用風(fēng)險追蹤模型計算該狀態(tài)下各個故障元件的貢獻值；e)返回步驟b)直到遍歷預(yù)想故障集的所有故障事件；f)計算系統(tǒng)總緊急指數(shù)和總警戒指數(shù)，并計算元件緊急重要度指標和警戒重要度指標，根據(jù)重要度指標排序，確定系統(tǒng)薄弱設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明實施例的基于大數(shù)據(jù)的配電設(shè)備狀態(tài)可視化平臺，通過多維度的可視化展現(xiàn)功能，最大限度復(fù)用已經(jīng)建立的各種配電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和檢修管理資源，利用數(shù)據(jù)整合和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實現(xiàn)設(shè)備綜合分析，針對輸、變電設(shè)備開展狀態(tài)評價、故障診斷、風(fēng)險評估、壽命預(yù)測及檢修決策工作，輔助以技術(shù)監(jiān)督和智能報表管理，為運維部門提