基于全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)挖掘的配電網(wǎng)設(shè)備健康狀態(tài)診斷分析

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(南瑞集團(tuán)江蘇瑞中數(shù)據(jù)股份有限公司，南京 210012)

0 引言

配電網(wǎng)[1]作為從輸電網(wǎng)接受電能分配到配電所后再向用戶供電的網(wǎng)絡(luò)，是保證社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)配電網(wǎng)的主要要求是保證供電的連續(xù)可靠性，電能數(shù)據(jù)質(zhì)量合格以及運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)有智能配電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱D5200系統(tǒng))對(duì)設(shè)備時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)一般使用周期采集方式，而這種數(shù)據(jù)采集方式不能完整的記錄電網(wǎng)變化的全部細(xì)節(jié)，對(duì)于電網(wǎng)短時(shí)事件(例如跳變、沖擊負(fù)荷等)無法進(jìn)行有效的記錄與分析；同時(shí)，配電網(wǎng)設(shè)備輔助分析系統(tǒng)建設(shè)不健全，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)和分析能力有所欠缺，不能及時(shí)掌握和診斷設(shè)備的現(xiàn)時(shí)運(yùn)行狀況以及預(yù)測(cè)未來可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行全息采集，并在此基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理地分析和評(píng)估，輔助配電網(wǎng)檢修人員提高設(shè)備檢修的針對(duì)性，在劣化設(shè)備發(fā)生故障前及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題從而保證配電系統(tǒng)供電的安全性和可靠性是十分必要的。

1 研究?jī)?nèi)容

本文首先研究了D5200系統(tǒng)中全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)訪問及其應(yīng)用技術(shù)，通過配電網(wǎng)SCADA量測(cè)數(shù)據(jù)變化存入時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù)[2]實(shí)現(xiàn)全息時(shí)標(biāo)量測(cè)存儲(chǔ)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)的透明訪問以及相關(guān)數(shù)據(jù)分析展示等。其次以全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)支撐，研究了配電網(wǎng)設(shè)備健康狀態(tài)檢測(cè)以及診斷技術(shù)，結(jié)合配電網(wǎng)安全評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等，研究對(duì)廠站、線路、一次設(shè)備和終端的安全性評(píng)價(jià)分析，結(jié)合設(shè)備同時(shí)段的歷史采樣數(shù)據(jù)以及歷史故障告警信息等對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，建立算法模型，達(dá)到發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，給出故障分析和預(yù)警的目的。

2 配電網(wǎng)全息時(shí)標(biāo)量測(cè)實(shí)現(xiàn)

2.1 背景

智能配電網(wǎng)與傳統(tǒng)的配電網(wǎng)相比，具有更高的安全性、更高的電能質(zhì)量以及故障分析與診斷能力。近年來，信息技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，以及大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘等新技術(shù)的出現(xiàn)和進(jìn)步，為建設(shè)智能配電網(wǎng)提供了新的技術(shù)手段。為更好地實(shí)現(xiàn)智能配電網(wǎng)的精益化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的真實(shí)還原、精細(xì)分析和精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、建立可靠的配電網(wǎng)診斷分析模型，詳實(shí)有效的配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄是關(guān)鍵。目前D5200系統(tǒng)對(duì)遙測(cè)、遙信等配電網(wǎng)量測(cè)數(shù)據(jù)默認(rèn)采用1分鐘周期采樣的方式進(jìn)行記錄，數(shù)據(jù)粒度較為粗放，無法記錄電網(wǎng)變化的全部細(xì)節(jié)。而在此非全部電網(wǎng)變化過程的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘分析會(huì)有一定程度偏差，在極端情況下可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的分析結(jié)果。

全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)是對(duì)遙測(cè)遙信等量測(cè)數(shù)據(jù)信息的高精度無偏差完整記錄，能夠精準(zhǔn)無誤的記錄配電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。因此，為實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的智能分析和預(yù)測(cè)，需要對(duì)配電網(wǎng)全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，為數(shù)據(jù)挖掘的精細(xì)化分析、配電網(wǎng)領(lǐng)域?qū)嵤?shù)據(jù)精益化管理和決策提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2 實(shí)現(xiàn)機(jī)制

全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)的記錄對(duì)于D5200系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理提出了更高的要求。借鑒時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù)與智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱D5000系統(tǒng))的集成[3-5]經(jīng)驗(yàn)，分析了D5200系統(tǒng)與D5000系統(tǒng)在架構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)境以及數(shù)據(jù)訪問機(jī)制等方面的差異，完成了包括數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境改造方案、統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問技術(shù)以及配電網(wǎng)SCADA改造等方案的研究，實(shí)現(xiàn)了D5200系統(tǒng)的全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)配電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的真實(shí)精確完整記錄和保存。

D5200系統(tǒng)時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)來源主要包括實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)、人工置數(shù)以及計(jì)算數(shù)據(jù)等，實(shí)現(xiàn)全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵機(jī)制是在D5200系統(tǒng)處理量測(cè)數(shù)據(jù)變化(寫內(nèi)存庫(kù))的同時(shí)將量測(cè)數(shù)據(jù)帶時(shí)標(biāo)寫入時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)量測(cè)數(shù)據(jù)的變化即存儲(chǔ)。

圖1 全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)處理流程

在訪問方面，如圖2所示對(duì)D5200系統(tǒng)的平臺(tái)層增加對(duì)全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理管理，并對(duì)外提供統(tǒng)一的訪問接口，具體包含全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)狀態(tài)監(jiān)視、采樣點(diǎn)定義、數(shù)據(jù)提交以及數(shù)據(jù)查詢等功能模塊。D5200系統(tǒng)的可視化部分如圖形、曲線工具等都可以直接使用全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)。

2.3 實(shí)現(xiàn)效果

全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)記錄了D5200系統(tǒng)中遙測(cè)、遙信以及計(jì)算值的全部變化細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)常規(guī)D5200系統(tǒng)中的周期采樣模式的有效補(bǔ)充。該方式能夠更加精確、完整地記錄配電網(wǎng)運(yùn)行軌跡。為接下來的設(shè)備健康狀態(tài)診斷分析提供了而完整的、高精度的數(shù)據(jù)支撐。

圖2 全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)訪問流程

圖3左右區(qū)域展示了同一開關(guān)設(shè)備在同一時(shí)間段的電流變化趨勢(shì)，左圖數(shù)據(jù)源采用D5200系統(tǒng)默認(rèn)的1分鐘周期采樣數(shù)據(jù)，右圖數(shù)據(jù)源采用全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)，明顯右圖能夠更為精細(xì)清晰地展示開關(guān)的電流變化峰值、低谷和實(shí)時(shí)變化情況，以此為依據(jù)能夠開展對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況的進(jìn)一步精細(xì)化分析和挖掘。

圖3 常規(guī)采樣與全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)精度對(duì)比

3 配電網(wǎng)設(shè)備健康狀態(tài)診斷分析

對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備健康狀態(tài)診斷分析是以全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合設(shè)備評(píng)價(jià)不同維度需要的基礎(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在基礎(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行各維度指標(biāo)的數(shù)據(jù)計(jì)算與分析，最終服務(wù)于設(shè)備狀態(tài)診斷分析過程。

3.1 設(shè)備狀態(tài)量

設(shè)備狀態(tài)量是指設(shè)備運(yùn)行過程中各種技術(shù)指標(biāo)、性能和運(yùn)行情況等參數(shù)的總稱，它直接或間接地反映了設(shè)備的健康狀況，是設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)診斷的前提。因此，設(shè)備健康狀態(tài)診斷的首要任務(wù)就是對(duì)設(shè)備狀態(tài)量進(jìn)行收集和處理。配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)量[6-7]主要分為投運(yùn)前信息、運(yùn)行信息、檢修試驗(yàn)信息和家族缺陷信息四部分，本文主要從運(yùn)行信息這方面對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行深入的數(shù)據(jù)挖掘，最終得到診斷分析結(jié)果。設(shè)備運(yùn)行信息主要包括：歷年缺陷及異常記錄、設(shè)備巡視記錄、操作維護(hù)、在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、斷路器故障跳閘記錄、斷路器動(dòng)作次數(shù)等。本文依托設(shè)備全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)，著重對(duì)配電網(wǎng)線路設(shè)備進(jìn)行了評(píng)估和分析，運(yùn)行信息根據(jù)主要考慮以下幾個(gè)維度：

1)線路負(fù)載率：指線路出現(xiàn)的最大負(fù)荷與線路本身最大載容量之比，通過獲取線路每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的當(dāng)前功率，可通過計(jì)算得到精確的線路負(fù)載率。

2)終端在線率：指當(dāng)前在使用終端設(shè)備在線數(shù)量與所有在使用終端的比值。

在以往的D5200系統(tǒng)中，只關(guān)注了單個(gè)設(shè)備或者整個(gè)電網(wǎng)總體的在線率，實(shí)現(xiàn)了全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)后，獲取了終端準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使得從線路的維度計(jì)算終端在線率成為可能。

3)遙信動(dòng)作正確率：SOE遙信變位與遙信變位時(shí)間差小于15秒，即視為遙信動(dòng)作正確， 通過全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)提供的帶時(shí)標(biāo)的數(shù)據(jù)，精確計(jì)算出遙信動(dòng)作正確率。

4)線路聯(lián)絡(luò)率：指所有有聯(lián)絡(luò)的線路在總線路長(zhǎng)度中的比例，通過對(duì)全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)的分析，可得到精確的線路聯(lián)絡(luò)率。

設(shè)備狀態(tài)[4]是反應(yīng)設(shè)備當(dāng)前各種性能的綜合度量，分為正常、注意、異常和嚴(yán)重四種。

3.2 設(shè)備健康狀態(tài)診斷

3.2.1 設(shè)備健康狀態(tài)診斷過程

本節(jié)在配電網(wǎng)設(shè)備健康狀態(tài)檢測(cè)中結(jié)合配電網(wǎng)5A級(jí)安全評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等，研究對(duì)一次設(shè)備和終端的安全性評(píng)價(jià)分析，研究結(jié)合告警、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行計(jì)算，以達(dá)到發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)的薄弱環(huán)節(jié)，給出故障分析和預(yù)警的目的。

配電網(wǎng)設(shè)備健康狀態(tài)的診斷可以通過結(jié)合配電網(wǎng)設(shè)備的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)和歷史告警信息、故障信息等，通過模型算法得到評(píng)估，并且通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析和處理，對(duì)設(shè)備當(dāng)前故障的處理給出指導(dǎo)性意見，同時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行健康狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

在實(shí)現(xiàn)全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)后，D5200配電調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)可為設(shè)備健康狀態(tài)診斷分析提供更為精細(xì)化的歷史量測(cè)數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)分析的精確性，為故障預(yù)測(cè)奠定良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時(shí)，數(shù)據(jù)分析與挖掘基礎(chǔ)支撐平臺(tái)提供了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)模型算法，結(jié)合設(shè)備同時(shí)段的歷史采樣數(shù)據(jù)以及歷史告警信息，完成對(duì)設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行分析。

圖4說明了對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)的診斷預(yù)測(cè)體系[8]工作流程，系統(tǒng)利用評(píng)估模型，對(duì)于采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，在設(shè)備評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)于不同的設(shè)備采用不同的評(píng)價(jià)規(guī)則，直接反饋設(shè)備的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備的狀態(tài)診斷預(yù)測(cè)評(píng)估、狀態(tài)評(píng)價(jià)功能，指導(dǎo)設(shè)備檢修的策略制定。

圖4 設(shè)備狀態(tài)診斷評(píng)價(jià)體系

具體過程如下：

1)數(shù)據(jù)獲取：數(shù)據(jù)來源分為三部分，分別為來自于全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)的歷史全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)，D5200內(nèi)存庫(kù)中的設(shè)備模型信息以及歷史庫(kù)中設(shè)備歷史告警信息。

2) 數(shù)據(jù)預(yù)處理：對(duì)獲取的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行必要的處理，使其成為反應(yīng)配電網(wǎng)設(shè)備健康狀態(tài)的狀態(tài)量指標(biāo)。

3) 狀態(tài)診斷：對(duì)于狀態(tài)量指標(biāo)達(dá)到預(yù)警值的設(shè)備采用狀態(tài)診斷方法診斷。

4) 狀態(tài)預(yù)測(cè)：利用實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)設(shè)備的健康狀態(tài)趨勢(shì)以及可能的剩余壽命。

5) 決策建議：以評(píng)價(jià)結(jié)果為基礎(chǔ)，綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)論，建立檢修安排計(jì)劃，最終將結(jié)果提交設(shè)備管理人員。

針對(duì)不同的設(shè)備或者個(gè)體分別采用不同的屬性或狀態(tài)信息及其權(quán)重進(jìn)行評(píng)價(jià)和考量，如在對(duì)線路部分和廠站部分的安全性評(píng)價(jià)打分的主要指標(biāo)中，線路部分主要包括：負(fù)載率、過載率、線損、聯(lián)絡(luò)情況、終端在線率、遙信動(dòng)作正確率；廠站部分主要包括：N-1供電能力、全停供電能力、與相鄰廠站聯(lián)絡(luò)率等指標(biāo)。通過建立不同的模型算法對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行不同維度的分析和檢測(cè)，豐富對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備從各個(gè)維度的分析和決策能力，更好更可靠地為配電網(wǎng)設(shè)備健康狀態(tài)診斷分析提供支持。

3.2.2 設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)過程

如圖5所示，本文先根據(jù)設(shè)備不同的特征屬性，對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行K-means聚類[9]分析，分類后，根據(jù)相應(yīng)的模型算法對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖5 線路分類分析

以線路為例，首先按照負(fù)載特性、區(qū)域或者電壓等級(jí)等屬性特征進(jìn)行K-means聚類分析，將線路聚類成城市中心區(qū)域線路、郊區(qū)偏遠(yuǎn)線路和城郊之間的線路等負(fù)載率為主要特征的三大類線路，在完成分類后，對(duì)于不同類型的線路的狀態(tài)評(píng)價(jià)采取相同的評(píng)價(jià)維度但不同權(quán)重的打分方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類線路的運(yùn)行狀況的健康度診斷分析評(píng)估。

在對(duì)線路分類后，通過線性回歸模型對(duì)每類線路設(shè)備建立合理故障級(jí)別預(yù)測(cè)模型，建模特征參數(shù)包括:負(fù)載率、過載率、線損、聯(lián)絡(luò)情況、終端在線率、遙信動(dòng)作正確率等指標(biāo)數(shù)據(jù)以及同時(shí)段的故障信息，如跳閘、接地故障等，輸出參數(shù)為：線路故障級(jí)別。特征參數(shù)信息通過以往發(fā)生故障時(shí)間從存儲(chǔ)的全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)中獲取，通過SVM線性回歸模型算法建立故障級(jí)別預(yù)測(cè)模型。獲取當(dāng)前配電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，代入回歸模型后，對(duì)該設(shè)備可能發(fā)生的故障級(jí)別進(jìn)行預(yù)測(cè)。

根據(jù)評(píng)估結(jié)果，對(duì)故障級(jí)別較高的設(shè)備安排對(duì)其進(jìn)行優(yōu)先檢修。如圖6所示。

圖6 線路評(píng)價(jià)分析

最終對(duì)設(shè)備的綜合打分采取兩種策略：如果有某一類或者幾類指標(biāo)的狀態(tài)屬于異?；驀?yán)重，則該設(shè)備最終的得分為所有狀態(tài)指標(biāo)的最低分。

M=MinMi

(1)

如果每類指標(biāo)的狀態(tài)都屬于正?；蜃⒁?，則該設(shè)備的最終得分為所有指標(biāo)的加權(quán)和。

(2)

最終根據(jù)得分所處得分區(qū)間判斷設(shè)備所處狀態(tài)，從而科學(xué)合理的對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評(píng)測(cè)，預(yù)測(cè)配電網(wǎng)即將發(fā)生的故障，對(duì)于得分較低設(shè)備可優(yōu)先安排檢修，從而及早發(fā)現(xiàn)問題，保證配電設(shè)備和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2.3 熵權(quán)法計(jì)算過程

以線路為例，首先依托全息時(shí)標(biāo)量測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)精確計(jì)算出各指標(biāo)數(shù)據(jù)，然后通過熵權(quán)法計(jì)算出每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值。在故障發(fā)生時(shí)刻根據(jù)各類原始數(shù)據(jù)，根據(jù)指標(biāo)計(jì)算公式在未考慮指標(biāo)數(shù)據(jù)熵值的情況下進(jìn)行綜合評(píng)分計(jì)算，得到如表1計(jì)算結(jié)果。

表1 指標(biāo)評(píng)分結(jié)果

對(duì)指標(biāo)結(jié)果進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使用公式如下：

(3)

計(jì)算指標(biāo)熵值:

(4)

(5)

得到熵值結(jié)果如表2所示。

表2 指標(biāo)熵值結(jié)果

計(jì)算信息效用值：

(6)

計(jì)算指標(biāo)權(quán)重值：

(7)

最終得到權(quán)重值如表3所示。

表3 指標(biāo)權(quán)重結(jié)果

3.2.4 模型示例

以線路為例，從全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)中獲取完整的歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合線路當(dāng)時(shí)的狀態(tài)指標(biāo)，再根據(jù)各類狀態(tài)指標(biāo)對(duì)線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要程度，建立如下的線路打分模型，見表4。

表4 指標(biāo)打分模型

若目前線路狀態(tài)負(fù)載率為注意狀態(tài)，遙信動(dòng)作正確率為注意狀態(tài)，其他均為正常，則該線路最后的得分為：

M=0.216*100*0.75+0.337*100*1+

0.298*100*0.75+0.149*100*1=87.15

屬于正常狀態(tài)，但需要加強(qiáng)注意，以免出現(xiàn)問題。

若目前線路狀態(tài)負(fù)載率為異常狀態(tài)，其他均為正常，則該線路的最后得分為：

M=100*0.5=50

屬于異常狀態(tài)，隨時(shí)可能發(fā)生故障，需及時(shí)安排檢修以保證線路的正常安全穩(wěn)定運(yùn)行。

4 工程應(yīng)用與分析

4.1 應(yīng)用部署

本文成果已在某地區(qū)電力公司進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，系統(tǒng)主要由后臺(tái)數(shù)據(jù)處理計(jì)算分析模塊和前端可視化展示模塊構(gòu)成，分別在某地區(qū)電力公司一區(qū)、三區(qū)完成部署。

一區(qū)為數(shù)據(jù)處理計(jì)算分析模塊，程序以服務(wù)進(jìn)程形式部署在一區(qū)應(yīng)用服務(wù)器，通過偵聽D5200系統(tǒng)服務(wù)總線及訪問時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫(kù)接口分別獲取設(shè)備告警及全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗并完成特征量數(shù)據(jù)提取和計(jì)算分析等，同時(shí)將分析計(jì)算結(jié)果保存至D5200關(guān)系庫(kù)中，并通過隔離裝置完成從安全一區(qū)到三區(qū)的數(shù)據(jù)同步；三區(qū)部署tomcat服務(wù)器，在其中部署可視化展示工具，通過web發(fā)布完成對(duì)分析結(jié)果的報(bào)表、儀表盤、餅圖、柱狀圖等展示，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全景可視化展示。

4.2 應(yīng)用測(cè)試

基于上述系統(tǒng)設(shè)計(jì)和部署，選定某地區(qū)電力公司所管轄地區(qū)的饋線線路為分析對(duì)象，依托2017年1月1日至3月30日全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)饋線在3月29日至3月30日運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估分析。

首先，在三區(qū)工作站的瀏覽器地址欄輸入web發(fā)布地址，登錄配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估應(yīng)用展示頁(yè)面，如圖7所示，輸入用戶名密碼，進(jìn)入系統(tǒng)，如圖8所示。

圖7 配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估應(yīng)用登錄頁(yè)面

圖8 配電網(wǎng)饋線運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估頁(yè)面

根據(jù)頁(yè)面上方工具欄的提示，對(duì)指定區(qū)域指定廠站指定時(shí)間的所有饋線打分排名查詢分析操作流程為：選擇“區(qū)域”→“廠站”→“開始時(shí)間”→“結(jié)束時(shí)間”，點(diǎn)擊查詢。

選擇 “區(qū)域”，確定查詢區(qū)域(可多選多個(gè))；選擇 “廠站”，確定查詢廠站(可多選多個(gè))；選擇或編輯“開始時(shí)間”、“結(jié)束時(shí)間”確定查詢時(shí)間段；點(diǎn)擊“查詢”按鈕，獲取評(píng)估分析結(jié)果，如圖9所示，頁(yè)面左上方餅圖展示所選廠站的饋線百分占比，右上方柱狀圖展示根據(jù)3個(gè)月運(yùn)行數(shù)據(jù)模型評(píng)估分析出的近兩日饋線分值狀態(tài)最低的20條饋線，下方報(bào)表則展示了各區(qū)域各廠站由低到高的設(shè)備故障和打分信息。

圖9 饋線打分排名頁(yè)面

4.3 結(jié)果分析

根據(jù)饋線綜合打分排名結(jié)果可知，寶和變廠站不合格線路較多，其中寶和1B04線、1B01線、1B12線打分情況最差，需要對(duì)寶和變終端設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行著重檢查，并對(duì)上述饋線及時(shí)進(jìn)行設(shè)備巡檢，排除隱患。

通過與現(xiàn)場(chǎng)檢修人員反饋核對(duì)，與實(shí)際饋線的運(yùn)行狀態(tài)基本一致，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，驗(yàn)證了應(yīng)用分析的實(shí)用性和準(zhǔn)確性，滿足了該地區(qū)公司對(duì)配電網(wǎng)設(shè)備健康狀態(tài)評(píng)估以及診斷的需求。

5 結(jié)束語

本文研究了全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)在D5200系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)變化即存儲(chǔ)的功能，提高了配電網(wǎng)時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)的精度和完整度，能夠更好地為各類上層應(yīng)用服務(wù)。同時(shí)，本文也研究了基于全息時(shí)標(biāo)量測(cè)數(shù)據(jù)的配電網(wǎng)

設(shè)備健康狀態(tài)檢測(cè)以及診斷技術(shù)，該技術(shù)能夠發(fā)現(xiàn)配電網(wǎng)設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)，快速定位故障并給出處理意見，同時(shí)能夠預(yù)測(cè)可能故障的發(fā)生，對(duì)于減少故障發(fā)生和提高故障處理效率，保證供電安全具有重要的意義。

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