CN107844619A - 500kV充油式电力设备运行数据分析与故障预警平台及方法 - Google Patents
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Abstract
一种500kV充油式电力设备运行数据分析与故障预警平台,该平台包括数据库系统、内嵌功能分析平台和预警系统,数据库系统和预警系统连接内嵌功能分析平台。本发明有效减少了设备检查的时间、人力和资金成本投入；达到了监测实时化、分析自动化、数据智能化和检查全面化的效果，保证了电力设备处于全天候被监视状态，尽可能降低电力设备运行事故发生的概率，使电网运行更佳安全、高效、稳定。
Description
技术领域：
本发明涉及一种500kV充油式电力设备运行数据分析与故障预警平台及方法。
背景技术：
充油式电力设备，目前电力系统变电站内变压器、电压互感器等很多设备为充油式设备，油温、绕组温度是此类设备一项重要的参数，是反映设备实时在线状态的一项重要指标，但目前没有一种高效的方式来监测这项指标。
发明内容：
发明目的：
本发明提供一种500kV充油式电力设备运行数据分析与故障预警平台及方法吗，其目的是解决以往所存在的问题。
技术方案：
一种500kV充油式电力设备运行数据分析与故障预警平台,其特征在于: 该平台包括数据库系统、内嵌功能分析平台和预警系统,数据库系统和预警系统连接内嵌功能分析平台。
利用上述的500kV充油式电力设备运行数据分析与故障预警平台所实施的数据分析与故障预警方法,其特征在于:该方法中数据库系统(DataBase System)，编辑、采集并存储数据文件备，硬件组成为IBM520企业级服务器，应用达梦数据库；包含从SCADA系统调取的实时/历史信息——遥信、遥测、 SOE等数据，以及后续分析平台所采用的专家库规则等文件；
数据库系统结构分为：
(1)实时数据库；
(2)历史数据库；
内嵌功能的分析平台(专家库)，软件集成开发平台，用于开发编辑各种监测、分析和预警功能，实现在单一平台的多重应用设计，可实现数据智能处理、数据自动分析和功能自主编辑。
内嵌功能的分析平台包括以下部分：
(1)电力设备运行理论专家库规则；
(2)软件开发源文件库；
(3)平台人机交互界面(UI)。
内嵌功能属于分析平台内部的分析处理软件，可处理来自实时数据库和历史数据库的数据。其功能和作用可自主开发、添加和改进，要求具有严密的理论支撑，合理的开发过程，简洁的交互界面，人性化的使用体验。
该方法如下：
(1)、以服务器为物理设备搭建数据库，对数据库进行分类建设管理；
(2)、以工作站或PC客户端作为软件开发与搭载设备，基于C++、C语言、Java等程序编写软件进行软件设计；
(3)、以数据采样模拟数学模型和设备运行理论数学模型作为核心规则，基于这些规则，利用matleb仿真软件做曲线拟合，进行数据仿真；
(4)、利用现有数据，进行同一设备、相同设备间相关参数数据分析及曲线比较；
(5)、完成人机交互界面的设计和整体平台的运行试验，连接SCADA服务器、数据库、平台的通道，投入运行。
优点效果：
本发明提供一种基于充油式电力设备运行数据分析的故障预警功能，通过对实时数据的采样监测，能第一时间了解电力设备的运行参数；内嵌功能对数据的处理分析，可以实时量化电力设备的运行状态或故障点，以简洁明了地掌握电力设备的运行情况；数据库对所采集的数据有分类整理存储功能，保证数据不缺失、不断线、不紊乱；庞大的数据存储量和、通道带宽和计算能力可以实现全工作范围内的设备监测分析，使调度运行工作更加高效有序。
本发明有效减少了设备检查的时间、人力和资金成本投入；达到了监测实时化、分析自动化、数据智能化和检查全面化的效果，保证了电力设备处于全天候被监视状态，尽可能降低电力设备运行事故发生的概率，使电网运行更佳安全、高效、稳定。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为仿真曲线与实际曲线对比结果；
图3为单一设备同时期三相绕组温度与有功值对比图；
图4为单一设备同时期三油温与有功值对比图；
图5为相同设备间同时期单相油温对比图。
具体实施方式：
本发明提供一种500kV充油式电力设备运行数据分析与故障预警平台, 其特征在于:该平台包括数据库系统、内嵌功能分析平台和预警系统,数据库系统和预警系统连接内嵌功能分析平台。
数据分析与故障预警方法,该方法中数据库系统(DataBase System)，编辑、采集并存储数据文件备，硬件组成为IBM520企业级服务器，应用达梦数据库；包含从SCADA系统调取的实时/历史信息——遥信、遥测、SOE等数据，以及后续分析平台所采用的专家库规则等文件；
数据库系统结构分为：
(1)实时数据库；
(2)历史数据库；
内嵌功能的分析平台(专家库)，软件集成开发平台，用于开发编辑各种监测、分析和预警功能，实现在单一平台的多重应用设计，可实现数据智能处理、数据自动分析和功能自主编辑；
内嵌功能的分析平台包括以下部分：
(1)电力设备运行理论专家库规则；
(2)软件开发源文件库；
(3)平台人机交互界面(UI)；
内嵌功能属于分析平台内部的分析处理软件，可处理来自实时数据库和历史数据库的数据；其功能和作用可自主开发、添加和改进，要求具有严密的理论支撑，合理的开发过程，简洁的交互界面，人性化的使用体验。
该方法如下：
(2)、以服务器为物理设备搭建数据库，对数据库进行分类建设管理；
(2)、以工作站或PC客户端作为软件开发与搭载设备，基于C++、C语言、Java等程序编写软件进行软件设计；
(3)、以数据采样模拟数学模型和设备运行理论数学模型作为核心规则，基于这些规则，利用matleb仿真软件做曲线拟合，进行数据仿真；
(4)、利用现有数据，进行同一设备、相同设备间相关参数数据分析及曲线比较；
(5)、完成人机交互界面的设计和整体平台的运行试验，连接SCADA 服务器、数据库、平台的通道，投入运行。
内嵌功能的分析平台具有以下性质：
(1)实时性：平台从SCADA服务器中采集实时数据，保证分析预警的及时性；
(2)准确性：平台应具有强大的浮点运算能力，确保分析过程的快速可靠；
(3)扩展性：平台应具有可操作、可编译、可扩展的性质，以便后期的维护及其他分析功能的研发；
(4)稳定性：平台应确保硬件长期不间断稳定运行，软件内部逻辑无漏洞，安全防护全面有效。
如图2为变压器油温的仿真拟合公式：
tem(模拟)＝tem(i-1)+K1*I^2+K2*tem(环境)+K3；
其中K1是电流平方的经验系数，K2为环境温度的经验系数，K3为白噪声及其他影响参数。
我们收集了沙岭变电站2016年6月1号主变A相绕组温度和电流幅值的全月数据，以5分钟为周期采样，并参考了当地气象局提供的环境温度，做出如图3的蓝色曲线，并在Matlab中根据公式仿真得到黄色曲线，从而取得经验系数等常量并利用数据库与excel接口程序作出报表列表。
根据我们采集到的现有数据，我们对应各个研究需求相应进行了同一设备、相同设备间相关参数数据分析及曲线比较；其中同一设备进行了以时间为自变量的纵向比较，相同设备进行了以个体为自变量的横向比较。
图4～图5为上述研究过程的结果。
本发明使用过程如下：
完成了功能的研究，我们对功能进行了封装和软件开发。实际使用当中，该软件完成了连续一周24小时不间断运行。在使用过程中，我们在内嵌功能的分析平台中搜索某变电站的某电抗器设备，选择绕组温度和电流幅值等参数的采样周期和采样范围，软件自行分析该设备的运行情况，并持续输出可量化的运行曲线。
以下为本发明的实验情况
2017年2月，研究小组在张士集控中心进行模拟运行与预警实验。此次实验，小组采样某站某设备连续一年的不间隔运行数据，随机加入噪声、突变量、环境变量等不可控因素，将这些数据昨晚输入后，运行内嵌功能的分析平台。随后，在运行过程中，平台成功检测到这些不可控因素触发预警，并将预警信息记录到事件数据库中。
Claims (3)
1.一种500kV充油式电力设备运行数据分析与故障预警平台,其特征在于:该平台包括数据库系统、内嵌功能分析平台和预警系统,数据库系统和预警系统连接内嵌功能分析平台。
2.利用权利要求1所述的500kV充油式电力设备运行数据分析与故障预警平台所实施的数据分析与故障预警方法,其特征在于:该方法中数据库系统(DataBase System)，编辑、采集并存储数据文件备，硬件组成为IBM520企业级服务器，应用达梦数据库；包含从SCADA系统调取的实时/历史信息——遥信、遥测、SOE等数据，以及后续分析平台所采用的专家库规则等文件；
数据库系统结构分为：
(1)实时数据库；
(2)历史数据库；
内嵌功能的分析平台(专家库)，软件集成开发平台，用于开发编辑各种监测、分析和预警功能，实现在单一平台的多重应用设计，可实现数据智能处理、数据自动分析和功能自主编辑；
内嵌功能的分析平台包括以下部分：
(1)电力设备运行理论专家库规则；
(2)软件开发源文件库；
(3)平台人机交互界面(UI)；
内嵌功能属于分析平台内部的分析处理软件，可处理来自实时数据库和历史数据库的数据；其功能和作用可自主开发、添加和改进，要求具有严密的理论支撑，合理的开发过程，简洁的交互界面，人性化的使用体验。
3.根据权利要求2所述的数据分析与故障预警方法,其特征在于:该方法如下：
(1)、以服务器为物理设备搭建数据库，对数据库进行分类建设管理；
(2)、以工作站或PC客户端作为软件开发与搭载设备，基于C++、C语言、Java等程序编写软件进行软件设计；
(3)、以数据采样模拟数学模型和设备运行理论数学模型作为核心规则，基于这些规则，利用matleb仿真软件做曲线拟合，进行数据仿真；
(4)、利用现有数据，进行同一设备、相同设备间相关参数数据分析及曲线比较；
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