CN112182060B - 一种变电站辅助设备故障状态统计方法和系统 - Google Patents

一种变电站辅助设备故障状态统计方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变电站辅助设备故障状态统计方法和系统，能够实现变电站辅助设备实时故障状态与台帐信息的融合计算，既可满足设备故障状态的实时展示需求，也可满足设备状态的历史分析需求，从多个维度对变电站内辅助设备的故障状态进行统计，并采用多种人机界面交互形式进行展示，有助于运维人员掌握站内辅助设备实际运行情况，对变电站辅助设备监控能力与运维能力有一定的提升作用。

Description

一种变电站辅助设备故障状态统计方法和系统
技术领域
本发明属于变电站综合自动化系统技术领域，特别涉及了一种变电站辅助设备故障状态统计方法。
背景技术
变电站作为电网的核心环节，担负着所在区域的高低压变换及供电任务，安全运行显得尤为重要。当前，智能变电站将进入稳步建设时期，综合辅助系统作为保障变电站运行的支持系统，随着标准实施将全面配套建设，使智能变电站大步迈向全面感知时代。
目前，变电站辅助设备监控系统包含消防系统、在线监测系统、环境监测系统、安全防范系统、灯光控制系统、SF6监测系统等多个专业子系统，每个子系统均是一个独立的专业领域，子系统下包含多种设备。设备类型多种多样，运行时的故障状态更是种类繁多，因此需要寻找一种方法对辅助设备的故障状态进行监测，并进行统计分析计算，用于提升运维人员对辅助设备故障状态的监控能力。通过技术改造，变电站辅助设备监控系统将各类辅助设备子系统统一接入，集中监视解决了各子系统独立运行、运维监控复杂等问题，构建一体化的变电站辅助设备监控系统，实现各专业子系统的统一监控，辅助设备的统一运维。但是在故障统计的实现上，现有的辅助设备监控系统直接接收辅助设备上送的故障信号采用遥信告警的方式，存在以下问题：
(1)设备故障状态统计维度单一，仅以设备作为统计对象，不具备系统分析、多维度分析的能力；
(2)辅助设备种类繁多，其故障类型同样多种多样，不具备可以描述各类设备故障状态的统一模型；
(3)现有设备故障状态统计信息过于简单，仅记录是否故障，未统计故障类型、故障原因，也未将设备的故障记录与设备的生产厂家、投运日期等重要台帐数据进行整合，无法快速指导运维人员排查设备故障。
发明内容
为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种变电站辅助设备故障状态统计方法和系统。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
一种变电站辅助设备故障状态统计方法，包括以下步骤：
(1)根据子系统类型、辅助设备类型、辅助设备对变电站辅助设备监控系统进行层次化建模；
(2)获取设备故障状态实时信息，对辅助设备、辅助设备类型、子系统类型这三个层级的故障状态进行计算；
(3)将步骤(2)的计算结果发送到实时库更新队列，满足实时数据展示需求；
(4)获取设备台账信息，将其与故障计算结果一起发送到历史库推送队列，实现故障事件结构化存储，并以结构化故障事件为基础进行多维度统计；
(5)推送步骤(4)的统计结果，采用人机界面交互形式为用户呈现辅助设备全方位状态信息。
进一步地，在步骤(1)中，将建模分为子系统类型、辅助设备类型和辅助设备三个层次，其中子系统类型是指辅助设备所属的专业子系统的类型，设备类型是指各专业子系统下对应的设备类型。
进一步地，所述子系统类型包括消防系统、在线监测系统、环境监测系统、安全防范系统、灯光控制系统和SF6监测系统。
进一步地，在步骤(2)中，首先根据获取的设备故障状态实时信息计算单个辅助设备的故障类型、故障标识码、故障发生时间、故障结束时间、前次故障状态和前次故障状态持续时间，然后按照模型层次，计算各设备类型下的故障设备总数和各类故障的设备总数，再计算各子系统下的故障设备总数和各类故障的设备总数。
进一步地，在步骤(3)中，单个设备的故障状态发生改变时，将状态变化信息及时推送到实时库更新队列中，系统设置最大推送数量与最大推送周期，当变化信息累计到最大推送数量或达到最大推送周期时，对实时库中的设备状态进行更新，同时各设备类型、各子系统的统计数量也以相同方式更新。
进一步地，在步骤(4)中，所述台账信息包括设备型号、设备编号、设备类型、生产厂家和投运日期。
进一步地，在步骤(5)中，单个设备的故障状态发生改变时，将状态变化信息结合设备台帐信息一同推送到历史库中，以结构化数据存储设备故障事件；结构化数据包含故障状态信息和台帐信息，以其中某一项或几项指标进行统计，实现辅助设备故障状态的多维度统计。
进一步地，在步骤(6)中，采用多种人机界面交互形式为用户呈现辅助设备全方位状态信息，所述多种人机界面包括告警、报表、图形和报告；按月、季、年生成辅助设备故障报表，以饼图、柱状图和/或曲线形式展示辅助设备实时故障率与历史故障率，建立辅助设备状态评价打分机制，根据发生的故障类型与故障持续时间对设备当前状态与某段时间内的综合状态进行评价，以逐项打分的形式形成辅助设备状态评价报告。
一种变电站辅助设备故障状态统计系统，包括：
实时库建模工具，用于根据子系统类型、辅助设备类型、辅助设备对变电站辅助设备监控系统进行层次化建模；
前置通信模块，用于获取设备故障状态实时信息；
设备故障计算模块，用于根据设备故障状态实时信息对辅助设备、辅助设备类型、子系统类型这三个层级的故障状态进行计算，同时将计算结果发送给实时库更新队列和历史库推送队列；
台账系统，用于获取设备台账信息，并将台账信息发送给历史库推送队列；
统计模块，用于实现故障事件结构化存储，并以结构化故障事件为基础进行多维度统计，并将统计结果发送给应用模块；
应用模块，用于通过人机界面交互形式为用户呈现辅助设备全方位状态信息。
进一步地，所述前置通信模块与辅助设备直接通信，接收辅助设备上传的故障状态信息。
采用上述技术方案带来的有益效果：
本发明实现了设备故障状态多维度统计，不仅以设备作为统计对象，更具备系统分析、区域分析能力；通过建立辅助设备统一模型，整合辅助设备类型及其故障类型，建立结构化故障数据；将设备的故障记录与设备的生产厂家、投运日期等重要台帐数据进行整合，进一步提升故障状态信息丰富性，可快速指导运维人员排查设备故障，提升变电站辅助设备运维监控能力。
附图说明
图1是本发明的系统示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明设计了一种变电站辅助设备故障状态统计方法，包括以下步骤：
步骤1：根据子系统类型、辅助设备类型、辅助设备对变电站辅助设备监控系统进行层次化建模；
步骤2：获取设备故障状态实时信息，对辅助设备、辅助设备类型、子系统类型这三个层级的故障状态进行计算；
步骤3：将步骤2的计算结果发送到实时库更新队列，满足实时数据展示需求；
步骤4：获取设备台账信息，将其与故障计算结果一起发送到历史库推送队列，实现故障事件结构化存储，并以结构化故障事件为基础进行多维度统计；
步骤5：推送步骤4的统计结果，采用人机界面交互形式为用户呈现辅助设备全方位状态信息。
本发明还设计了一种变电站辅助设备故障状态统计系统，如图1所示，包括实时库建模工具、前置通信模块、设备故障计算模块、台账系统、统计模块和应用模块。其中，S1是实时库建模工具建立的辅助设备监控系统结构模型加载到设备故障计算模块，S2是前置通信模块采集到的设备故障状态实时信息发送到设备故障计算模块，S3是设备故障状态计算结果发送到实时库更新队列，S4是对实时库中的设备故障状态进行统计，S5是设备故障状态计算结果发送到历史库推送队列，S6是相关设备台账信息发送到历史库推送队列，S7是对历史库中的设备故障状态进行多维度统计，S8是统计结果发送到应用模块。
变电站辅助设备监控系统应分为子系统类型、设备类型、设备三个层次，其中子系统类型是指辅助设备所属的专业子系统的类型，包括消防系统、在线监测系统、环境监测系统、安全防范系统、灯光控制系统、SF6监测系统等，设备类型是指各专业子系统下对应的设备类型，按照子系统类型、设备类型、设备建立层次模型。
以变电站内的某一风机设备为例，其子系统类型为环境监测，设备类型为风机，设备为一号风机。
通过前置通信模块获取一号风机设备故障状态实时信息，其中前置通信模块与辅助设备直接通信，接受辅助设备上送的故障状态信息，设备故障计算模块通过前置通信模块获取一号风机设备的实时故障状态数据，包含故障类型、故障标识码、故障发生时间、故障结束时间、前次故障状态、前次故障状态持续时间。
将采集到的一号风机实时故障状态数据推送到实时库更新队列，完成更新后，按层次进行统计更新，即风机设备类型的设备故障状态统计、环境监测系统的设备故障状态统计、变电站的设备故障状态统计。
通过台帐系统获取一号风机设备台账信息，包括设备型号、设备编号、设备类型、生产厂家、投运日期等，和实时设备故障状态一起送到历史库推送模块，以事件的形式推送到历史库推送队列。
对历史库推送队列中的故障事件进行统计，从故障类型、故障标识码、故障发生时间、故障结束时间、前次故障状态、前次故障状态持续时间、设备型号、设备编号、设备类型、生产厂家、投运日期中的某一个或某几个进行统计查询，利用多维度结构化数据直观展示辅助设备历史故障状态，便于进行设备状态分析与设备运维。
最后，在人机交互界面中，以饼图的方式展示风机类设备的故障率、环境监测系统设备的故障率，以柱状图的方式展示各厂家的风机设备的故障率，以曲线的形式展示风机类设备故障率的历史变化趋势，生成辅助设备的故障信息月度报表，生成辅助设备的状态评价报告。
实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种变电站辅助设备故障状态统计方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据子系统类型、辅助设备类型、辅助设备对变电站辅助设备监控系统进行层次化建模；
(2)获取设备故障状态实时信息，对辅助设备、辅助设备类型、子系统类型这三个层级的故障状态进行计算：
首先根据获取的设备故障状态实时信息计算单个辅助设备的故障类型、故障标识码、故障发生时间、故障结束时间、前次故障状态和前次故障状态持续时间，然后按照模型层次，计算各设备类型下的故障设备总数和各类故障的设备总数，再计算各子系统下的故障设备总数和各类故障的设备总数；
(3)将步骤(2)的计算结果发送到实时库更新队列，满足实时数据展示需求；
(4)获取设备台账信息，将其与故障计算结果一起发送到历史库推送队列，实现故障事件结构化存储，并以结构化故障事件为基础进行多维度统计；
(5)推送步骤(4)的统计结果，采用人机界面交互形式为用户呈现辅助设备全方位状态信息。
2.根据权利要求1所述变电站辅助设备故障状态统计方法，其特征在于，在步骤(1)中，将建模分为子系统类型、辅助设备类型和辅助设备三个层次，其中子系统类型是指辅助设备所属的专业子系统的类型，设备类型是指各专业子系统下对应的设备类型。
3.根据权利要求2所述变电站辅助设备故障状态统计方法，其特征在于，所述子系统类型包括消防系统、在线监测系统、环境监测系统、安全防范系统、灯光控制系统和SF6监测系统。
4.根据权利要求1所述变电站辅助设备故障状态统计方法，其特征在于，在步骤(3)中，单个设备的故障状态发生改变时，将状态变化信息及时推送到实时库更新队列中，系统设置最大推送数量与最大推送周期，当变化信息累计到最大推送数量或达到最大推送周期时，对实时库中的设备状态进行更新，同时各设备类型、各子系统的统计数量也以相同方式更新。
5.根据权利要求1所述变电站辅助设备故障状态统计方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述台账信息包括设备型号、设备编号、设备类型、生产厂家和投运日期。
6.根据权利要求1所述变电站辅助设备故障状态统计方法，其特征在于，在步骤(4)中，单个设备的故障状态发生改变时，将状态变化信息结合设备台帐信息一同推送到历史库中，以结构化数据存储设备故障事件；结构化数据包含故障状态信息和台帐信息，以其中某一项或几项指标进行统计，实现辅助设备故障状态的多维度统计。
7.根据权利要求1所述变电站辅助设备故障状态统计方法，其特征在于，在步骤(5)中，采用多种人机界面交互形式为用户呈现辅助设备全方位状态信息，所述多种人机界面包括告警、报表、图形和报告；按月、季、年生成辅助设备故障报表，以饼图、柱状图和/或曲线形式展示辅助设备实时故障率与历史故障率，建立辅助设备状态评价打分机制，根据发生的故障类型与故障持续时间对设备当前状态与某段时间内的综合状态进行评价，以逐项打分的形式形成辅助设备状态评价报告。
8.一种变电站辅助设备故障状态统计系统，其特征在于，包括：
实时库建模工具，用于根据子系统类型、辅助设备类型、辅助设备对变电站辅助设备监控系统进行层次化建模；
前置通信模块，用于获取设备故障状态实时信息；
设备故障计算模块，用于根据设备故障状态实时信息对辅助设备、辅助设备类型、子系统类型这三个层级的故障状态进行计算，同时将计算结果发送给实时库更新队列和历史库推送队列；其中故障状态的计算方法为：首先根据获取的设备故障状态实时信息计算单个辅助设备的故障类型、故障标识码、故障发生时间、故障结束时间、前次故障状态和前次故障状态持续时间，然后按照模型层次，计算各设备类型下的故障设备总数和各类故障的设备总数，再计算各子系统下的故障设备总数和各类故障的设备总数；
台账系统，用于获取设备台账信息，并将台账信息发送给历史库推送队列；
统计模块，用于实现故障事件结构化存储，并以结构化故障事件为基础进行多维度统计，并将统计结果发送给应用模块；
应用模块，用于通过人机界面交互形式为用户呈现辅助设备全方位状态信息。
9.根据权利要求8所述变电站辅助设备故障状态统计系统，其特征在于，所述前置通信模块与辅助设备直接通信，接收辅助设备上传的故障状态信息。
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