CN108921457A - 一种变电设备管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电设备管理方法及系统，其中方法包括：对变电设备的运行状态进行监测，采集变电设备的运行状态数据；将变电设备的运行状态数据进行汇总，对汇总后的状态数据进行分析预判，生成分析预判结论，并针对分析预判结论生成二次判定结论；将分析预判结论以及二次判定结论发送给用户。通过对变电设备的运行状态进行监测，采集变电设备的运行状态数据，将变电设备的运行状态数据进行汇总，对汇总后的所述状态数据进行分析预判，生成分析预判结论，并针对分析预判结论生成二次判定结论，将分析预判结论以及二次判定结论发送给用户，从而提高变电站设备运行故障的预警性能，且可以更加智能化的对变电设备进行管控。

Description

一种变电设备管理方法及系统

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种变电设备管理方法及系统。

背景技术

变电站是电力输配电网络中至关重要的一环，能够保证其内部各种主电气设备的可靠运行。目前，变电站高压电气设备在线监测和故障诊断专家系统发展迅速，但主要以针对单台设备的单机版故障诊断专家系统为主(如变压器故障诊断专家系统、断路器故障诊断专家系统等)，未能实现将变电站作为系统整体以进行分布式的在线监测和故障诊断。SCADA/EMS(数据采集与监视控制系统)已成为新一代电网监控和调度自动化系统的重要标志和标准配置。但目前SCADA只实现对变电站控制设备宏观运行特性的检测，不能在线监测变电站高压电气设备的绝缘运行状态，更不能进行设备的在线故障诊断，无法对可能出现的故障进行及时有效地报警，也无法对发生的故障进行合理地解释分析。

发明内容

本发明提供了一种变电设备管理方法及系统，旨在提高变电站设备运行故障的预警性能，更加智能化的对变电设备进行管控。

一方面，本发明提供了一种变电设备管理系统，其包括：

监测模块，所述监测模块用于对变电设备的运行状态进行监测；

诊断模块，获取所述监测模块监测的状态信息，并对所述状态信息进行分析预判，生成分析预判结论，并针对所述分析预判结论生成二次判定结论；

交互模块，用于呈现所述分析预判结论以及所述二次判定结论，并接收外部指令。

另一方面，本发明提供了一种变电设备管理方法，其包括：

对变电设备的运行状态进行监测，采集变电设备的运行状态数据；

将变电设备的运行状态数据进行汇总，对汇总后的所述状态数据进行分析预判，生成分析预判结论，并针对所述分析预判结论生成二次判定结论；

将所述分析预判结论以及所述二次判定结论发送给用户。

本发明实施例通过对变电设备的运行状态进行监测，采集变电设备的运行状态数据，将变电设备的运行状态数据进行汇总，对汇总后的所述状态数据进行分析预判，生成分析预判结论，并针对分析预判结论生成二次判定结论，将分析预判结论以及二次判定结论发送给用户，从而提高变电站设备运行故障的预警性能，且可以更加智能化的对变电设备进行管控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种变电设备管理方法的示意流程图；

图2是本发明实施例提供的一种变电设备管理系统的示意性框图；

图3是本发明实施例提供的一种变电设备管理系统的业务流程结构图；

图4是本发明实施例提供的一种变电设备管理系统的状态诊断专家系统工作流程图；

图5是本发明实施例提供的一种变电设备管理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种变电设备管理方法的流程示意图，如图1所示，该变电设备管理方法包括步骤S101～S103：

步骤S101：对变电设备的运行状态进行监测，采集变电设备的运行状态数据。

具体地，可例如预先安置对变电设备进行监测的传感器，以便监控变电设备的运行状态，传感器实时采集变电设备的运行状态数据。

步骤S102：将变电设备的运行状态数据进行汇总，对汇总后的状态数据进行分析预判，生成分析预判结论，并针对分析预判结论生成二次判定结论。

具体地，将采集到的变电设备的运行状态数据进行汇总，此处变电设备的运行状态数据包括当前的运行状态数据以及往期的运行状态数据，并将所有的运行状态数据进行汇总保存至数据库内以备调用。实时对汇总后的状态数据进行分析，获取状态数据对应的变电设备的运行状态，并对当前运行状态进行二次判定，二次判定针对变电设备的运行状态结果进行分析，给出对应运行状态结果的相关延伸判定。例如通过获取状态数据监测到变电设备的运行故障，分析预判结论则是针对状态数据来分析得出变电设备是否发生了运行故障，以及是否可能出现运行故障，即对已经发生的运行故障进行警示、对可能出现的运行故障进行预警。而二次判定则是针对分析预判结论判断导致该结论的原因，以及如何对该结果进行有效的解决，生成解决方案，即分析导致运行故障的原因以及对应运行故障的解决方案。

步骤S103：将分析预判结论以及二次判定结论发送给用户。

具体地，得出分析预判结论以及二次判定结论后，把结论告知用户，例如通过人机交互模块来实现与用户的互动，通过显示装置或者其他的途径将结果发送给用户。

具体地，通过对变电设备的运行状态进行监测，采集变电设备的运行状态数据，将变电设备的运行状态数据进行汇总，对汇总后的所述状态数据进行分析预判，生成分析预判结论，并针对分析预判结论生成二次判定结论，将分析预判结论以及二次判定结论发送给用户，从而提高变电站设备运行故障的预警性能，且可以更加智能化的对变电设备进行管控。

请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种变电设备管理系统的示意性框图，该系统99包括监测模块10、诊断模块20以及交互模块30，监测模块10用于对变电设备的运行状态进行监测；诊断模块20用于获取监测模块10监测的状态信息，并对状态信息进行分析预判，生成分析预判结论，并针对分析预判结论生成二次判定结论；交互模块30用于呈现分析预判结论以及二次判定结论，并接收外部指令。

在一实施例中，诊断模块20包括信息收集子模块21以及数据分析子模块22，信息收集子模块21用于获取变电设备运行过程中的状态数据，以及对应变电设备在正常范围内运行的状态数据阈值，数据分析子模块22用于将状态数据与状态数据阈值进行比对分析，生成分析预判结论。

具体地，状态数据是传感器实时监测的数据，其对应的是变电设备的运行状态，状态数据阈值是变电设备正常运行的阈值指标，状态数据一旦超过状态数据阈值，则表明该变电设备已不能正常运行。

在一实施例中，根据预设规则识别状态数据与状态数据阈值之间的接近程度信息，并将接近程度信息反馈至交互模块。

具体地，在对接近程度信息进行展现的时候，可例如通过对接近程度信息进行级别划分，将级别划分后的结果通过交互模块发送给用户。在具体实现中，将变电设备初始运行的状态数据与状态数据阈值之间的差值分割成预设个数的区间，对应每个区间定义相应的警示级别，当前监测的变电设备的运行状态数据位于哪个警示级别内则向用户发送警示级别告知信息。警示级别告知信息可例如通过文字或图形的方式在显示屏上发送给用户，也可例如采用提示音的方式告知用户，以便用户快速直接的获知变电设备当前的运行状况。

在一实施例中，预设规则包括根据领域专家给出的经验数据结合当前变电设备的使用特性来得出所述状态数据与所述状态数据阈值之间的接近程度信息。

具体地，获取领域专家给出的经验数据可例如通过将专家系统加入状态监测系统实现对变电设备故障的精确诊断。专家系统是人工智能的一个重要分支，能运用领域专家的经验和专门知识，结合自学习等智能特性，模拟人类专家的思维过程,求解需要专家才能解决的困难问题。其中，诊断型专家系统是目前开发、应用最多的一类专家系统。由于变电站电气设备故障诊断是一项经验性很强的工作，又往往缺乏数学模型，不易用常规软件来实现。变电设备的使用特性例如为变电设备的使用频率、工作强度等，因为这些因素将直接会影响到变电设备的使用寿命、设备的磨损程度。

在一实施例中，接近程度信息包括变电设备的运行状态从状态数据到状态数据阈值所需要的时间间隔。

具体地，在对变电设备的运行数据进行监测的时候，获取变电设备的运行习惯信息，例如变电设备的运行频率、工作强度，结合该变电设备的运行频率、工作强度以及变电设备的对应运行状态数据来计算以该使用特性继续运行至状态数据阈值所需的时间间隔。以此来直观的为用户提供信息信息支持，以便用户及时作出应对。具体实现中，也可通过专家系统获知领域内其他使用人员的使用经验，从使用经验中获知所需要的时间间隔。

参见图3，为本发明一实施例提供的解决该技术问题所采用的业务流程结构图。基于SCADA/EMS的变电设备故障诊断专家系统分别从PMS、变电设备在线监测、SCADA三个分散独立的系统提取状态分析判断所需的数据和信息，在线监测数据和报警规则信息均保存在数据库中，通过前台调用和数据库自主判断对监测信息进行分析并单独保存在判定数据库中，运检部和检修人员通过人机交互界面进行前台调用变电设备诊断信息、运行统计信息、在线监测实时数据和历史数据以及变化趋势分析。

具体地，专家系统首先利用知识获取机构，得到故障诊断的知识，并作为故障推理的依据。知识库中知识的来源主要包括:

(1)通用变电站电气设备预防型试验规程；

(2)领域专家、值班人员现场运行及检修经验；

(3)诊断专家系统的自学习得出的结论。

本专利选用基于规则的产生式表示法作为知识表示方法。它将知识分为以事实表示(例如油中气体含量的判断标准值、油温与负荷的关系等)的静态知识，及以产生式规则表示的推理和行为过程。产生式规则的一般形式为:

IF(A)THEN(B) (1)

式中A—规则可应用的先决条件；B—应用规则所采取的行动或得出的结论。此外，用以推理的规则定义非常重要,其基本形式为：

Rulen(RNO,STR,(CONDS),CF,(ACTION)) (2)

式中RNO—规则号；STR—字符串，表示规则结论；CONDS—字符串,表示条件表；CF—数字，表示规则置信度；ACTION—数字，规则操作表，它包括条件的逻辑关系、初始权重以及结论的操作代码。例如，给定一组变压器油气的原始数据如表1所示，故障诊断专家系统的分析诊断结果数据如表2所示。表2中数据为置信度，系统诊断结果为“高温过热”，应建议变压器立即退出停运检修，避免更大损失。

表1变压器油气原始采样数据

表2分析诊断结果

变电设备监测及故障诊断有3个目标：①诊断是否存在故障；②诊断故障性质、部位；③提供故障解释及处理意见。基于此，状态诊断专家系统的基本功能及工作流程规划如图4所示。

以变压器诊断为例：系统运行后即进入自动诊断状态，从EMS数据库中检索所需状态监测数据，并依据知识获取阶段已经掌握的设备状态评估知识，对变压器状态做出评价，确定是否存在内部故障。当系统判断出变压器存在内部故障时，则根据需要从数据库中检索其它关联试验数据、历史数据等，以进一步证实故障，确定故障原因及部位等。根据故障诊断结果，通过人机界面向用户做出故障解释，以便于进一步分析处理。最后，根据故障分析结果提出处理意见,例如是否报警、转移负荷、立即停运检修、加强跟踪监测或正常运行等。

另外系统的应用安全性设置也考虑的十分周到，用户可以访问而且只能访问自己被授权的资源，不多不少。权限管理几乎出现在任何系统里面，只要有用户和密码的系统。并不是“用户身份认证”、“密码加密”、“系统管理”就是权限管理，权限管理从控制力度和控制方向两方面来考虑，本系统的权限管理如下实现。

功能级权限管理：使用基于角色访问控制技术RBAC(Role Based AccessControl)。通过角色管理界面，由用户定义角色，给角色赋权限；用户角色管理界面，由用户给系统用户赋予角色。从系统获取数据，比如查询实时数据、查询历史数据和状态诊断结果；向系统提交数据，比如添加、删除、修改设备台帐，CAG设备管理、CAC设备管理、IED设备管理。

在具体实现正，可例如引用Javascript框架JQuery库，使HTML documents、events的处理更加方便，使网站的AJAX(Asynchronous JavascriptAnd XML)交互和动画效果的实现更加容易，JQuery能够使用户的html页面保持代码和html内容分离，也就是说，不用再在html里面插入一堆js来调用命令了，只需定义id即可。

在具体实现中，系统可还包括防误报机制，由于影响在线监测系统运行状况和数据准确性指标的因素比较多，导致在线监测状态监控的误报和漏报的情况时有发生，基于以上情况，加入防误报机制，用户可根据实际情况来设置数据的过滤和筛选条件，然后系统根据用户设置的条件来自动过滤掉突变数据和暂态报警信息，使系统的监测数据更加可靠，更加真实。

参见图5，为本发明一实施例提供的一种变电设备管理系统的结构示意图，如图5所示，该变电设备管理系统包括数据采集与监视控制工作站100、数据库服务器200、变电站设备诊断工作站300、调度工作站400以及网络交换机500，数据采集与监视控制工作站100电性连接有用于对变电设备的运行状态进行监测的传感器，并接收传感器采集的状态数据；数据库服务器200用于对状态数据进行管理，数据库服务器200对应设有用于存储状态数据的磁盘阵列210；变电站设备诊断工作站300用于获取状态数据，对状态数据进行分析预判，生成分析预判结论，并针对分析预判结论生成二次判定结论；调度工作站400，用于呈现分析预判结论以及二次判定结论，并接收外部指令；网络交换机，用于电性连接数据采集与监视控制工作站10、数据库服务器200、变电站设备诊断工作站300以及调度工作站400。

具体地，数据采集与监视控制工作站100电性连接有用于对变电设备的运行状态进行监测的传感器，传感器实时将监测所得的数据反馈至数据采集与监视控制工作站100，数据采集与监视控制工作站100接收的状态数据被系统性的存储在磁盘阵列210中，由数据库服务器200进行管理(例如调用或存入)。变电站设备诊断工作站300通过数据库服务器200调用状态数据，对状态数据进行分析预判，生成分析预判结论，并针对分析预判结论生成二次判定结论，分析预判结论可例如包括对已经发生的运行故障进行警示、对可能出现的运行故障进行预警，二次判定结论可例如包括导致运行故障的原因以及对应运行故障的解决方案，在通过调度工作站400呈现分析预判结论以及二次判定结论，并接收外部指令。

进一步地，该变电设备管理系统还可以包括网站服务器800(WEB服务器)、电能管理工作站920、运行方式工作站910以及其他的电力高级应用软件工作站310(PAS工作站)等等，网站服务器800可由管理信息系统810(MIS系统)进行管理，前置信息处理工作站600用于处理由调制调节器610(MODEM)转换而来的信息，且在系统中连接路由器700以实现系统登陆广域网与其他系统之间的建立联系关系，网络交换机500用于连接上述各个工作站、服务器以实现相互关联。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种变电设备管理系统，其特征在于，包括：

监测模块，所述监测模块用于对变电设备的运行状态进行监测；

诊断模块，获取所述监测模块监测的状态信息，并对所述状态信息进行分析预判，生成分析预判结论，并针对所述分析预判结论生成二次判定结论；

交互模块，用于呈现所述分析预判结论以及所述二次判定结论，并接收外部指令。

2.根据权利要求1所述的变电设备管理系统，其特征在于，所述分析预判结论包括对已经发生的运行故障进行警示、对可能出现的运行故障进行预警，所述二次判定结论包括导致所述运行故障的原因以及对应所述运行故障的解决方案。

3.根据权利要求1所述的变电设备管理系统，其特征在于，所述监测模块用于对变电设备的运行状态进行监测包括：

通过对应所述变电设备的传感器获取所述变电设备在运行过程中的状态数据。

4.根据权利要求3所述的变电设备管理系统，其特征在于，所述诊断模块包括信息收集子模块以及数据分析子模块，所述信息收集子模块用于获取所述变电设备运行过程中的所述状态数据，以及对应所述变电设备在正常范围内运行的状态数据阈值，所述数据分析子模块用于将所述状态数据与所述状态数据阈值进行比对分析，生成分析预判结论。

5.根据权利要求4所述的变电设备管理系统，其特征在于，根据预设规则识别所述状态数据与所述状态数据阈值之间的接近程度信息，并将所述接近程度信息反馈至所述交互模块。

6.根据权利要求5所述的变电设备管理系统，其特征在于，所述预设规则包括根据领域专家给出的经验数据结合当前变电设备的使用特性来得出所述状态数据与所述状态数据阈值之间的接近程度信息。

7.根据权利要求6所述的变电设备管理系统，其特征在于，所述接近程度信息包括所述变电设备的运行状态从所述状态数据到所述状态数据阈值所需要的时间间隔。

8.一种变电设备管理方法，其特征在于，包括：

对变电设备的运行状态进行监测，采集变电设备的运行状态数据；

将变电设备的运行状态数据进行汇总，对汇总后的所述状态数据进行分析预判，生成分析预判结论，并针对所述分析预判结论生成二次判定结论；

将所述分析预判结论以及所述二次判定结论发送给用户。

9.根据权利要求8所述的变电设备管理方法，其特征在于，所述分析预判结论包括对已经发生的运行故障进行警示、对可能出现的运行故障进行预警，所述二次判定结论包括导致所述运行故障的原因以及对应所述运行故障的解决方案。

10.根据权利要求8所述的变电设备管理方法，其特征在于，所述对可能出现的运行故障进行预警包括：

获取所述变电设备运行过程中的所述状态数据，以及对应所述变电设备在正常范围内运行的状态数据阈值；

根据预设规则识别所述状态数据与所述状态数据阈值之间的接近程度信息，并将所述接近程度信息发送给用户。