CN112862249B - 一种智能配电设备精益管理方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能配电设备精益管理方法及其系统，所述方法包括步骤：采集智能配电设备的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录和图纸及其变更信息，建立智能配电设备虚拟空间模型；建立基于神经网络的智能配电设备运维模型并所述训练智能配电设备运维模型；智能配电设备运维模型生成多个故障解决方案；根据最优故障解决方案安排运维人员排除故障。本发明可以通过可视化平台实时监测智能配电设备的工作状态、性能状态、寿命状态，从而有计划的进行维护保养，减少用户因配电设备事故导致的生产损失，满足用户精细化管理的需求，在智能配电设备的全生命周期中实现预防性、预测性的维护管理。
Description
技术领域
本发明涉及智能配电设备运维领域，尤其涉及一种智能配电设备精益管理方法及其系统。
背景技术
世界经济数字化转型是大势所趋，要抓住产业数字化、数字产业化赋予的机遇。
随着智能电网、数字电网的不断演进，配电设备的智能化正在逐步推广实施，并且随着信息化建设不断深入和物云、大物、移智等先进技术的广泛应用，虚拟电厂技术正在逐步验证。
在源网荷储，源网储均不断的深入数据化运营，而负荷侧即用户侧，由于用能不断提高，配电设备数据不断增加，能源成本占比正在上升，技术手段仍停留在简单的数据汇集统计、电表测量甚至人工巡检抄表等初级阶段，已经远远跟不上用户对于配电精细化管理的需求。
发明内容
为克服现有技术的不足，针对用户的配电设备进行主动运维管理，使用户有计划地进行运行维护，减少智能配电设备的计划外停电、断电、故障的事故产生，极大减少用户因配电设备事故导致的生产损失，本发明提出一种智能配电设备精益管理方法及其系统。本发明的技术方案是这样实现的：
一种智能配电设备精益管理方法，包括
步骤1：采集智能配电设备的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录和图纸及其变更信息，利用数据孪生技术建立智能配电设备虚拟空间模型，并实时更新所述智能配电设备虚拟空间模型；
步骤2：基于所述智能配电设备虚拟空间模型，建立基于神经网络的智能配电设备运维模型，使用历史故障数据和常见故障数据及其解决方法训练所述智能配电设备运维模型；
步骤3：所述智能配电设备运维模型根据智能配电设备虚拟空间模型故障信息，生成多个故障解决方案并对所述多个故障解决方案进行排优；
步骤4：所述智能配电设备运维模型根据最优故障解决方案安排运维人员排除故障。
进一步地，步骤1包括步骤：将采集到的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录、图纸及其变更信息和智能配电设备虚拟空间模型发送到可视化分析平台进行显示。
更进一步地，步骤3包括步骤：将排优后的多个故障解决方案发送到可视化分析平台进行显示。
进一步地，步骤2中所述智能配电设备运维模型为一个3层神经网络，包括5个输入节点、4个隐节点和1个输出节点，其中所述隐节点输出为
输出节点p输出为
学习效率和动量因子设定为0.6，训练精度ε设定为10-4，其中ukj为隐节点k的输出，wik为输入层与隐含层节点之间的连接权重，rij为目标特征值规格化后的值，upj为输出层的输出，wkp为隐含层与输出层节点之间的连接权重。
进一步地，步骤3还包括步骤：接收输入的故障解决方案，和所述多个故障解决方案一起重新排优。
进一步地或更进一步地，步骤3中，多个故障解决方案进行排优的方法为期望输出排优方法，所述多个故障解决方案为最少3个故障解决方案。
一种应用所述智能配电设备精益管理方法的智能配电设备精益管理系统，包括
数据采集模块，所述数据采集模块采集智能配电设备的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录和图纸及其变更信息；
连接所述数据采集模块的数据处理模块，所述数据处理模块利用数据孪生技术建立智能配电设备虚拟空间模型，并实时更新所述智能配电设备虚拟空间模型；
连接所述数据处理模块的智能配电设备运维模块，所述智能配电设备运维模块基于所述智能配电设备虚拟空间模型，建立基于神经网络的智能配电设备运维模型，使用历史故障数据和常见故障数据及其解决方法训练所述智能配电设备运维模型，并根据智能配电设备虚拟空间模型故障信息，生成多个故障解决方案并对所述多个故障解决方案进行排优；和
连接所述数据采集模块、数据处理模块和智能配电设备运维模块的可视化平台，所述可视化平台用于显示智能配电设备的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录、图纸及其变更信息、能配电设备虚拟空间模型和将排优后的多个故障解决方案。
进一步地，所述智能配电设备精益管理系统还包括控制模块，所述控制模块连接所述智能配电设备运维模块，根据预定的规则对智能配电设备进行自动控制。
更进一步地，所述自动控制包括但不限于：
打开或关闭所述智能配电设备的进线开关、各分支路出线开关；
设定所述智能配电设备的开关时间；
调整所述智能配电设备的预警报警阈值；和
调整所述智能配电设备的参数。
进一步地，述智能配电设备精益管理系统还包括预防性维护模块，所述预防性维护模块连接所述智能配电设备运维模块，所述预防性维护模块的预防性维护措施包括但不限于：
设定预警值，提供相应的解决方法；
根据设备组件的资产信息，提供相应的维护提示；
根据分析结果，提供相应的维护提示；和
根据分析结果，打开或关闭所述智能配电设备的进线开关、各分支路出线开关。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明可以通过可视化平台实时监测智能配电设备的工作状态、性能状态、寿命状态，从而有计划的进行维护保养，减少用户因配电设备事故导致的生产损失，满足用户精细化管理的需求，在智能配电设备的全生命周期中实现预防性、预测性的维护管理。
附图说明
图1是本发明一种智能配电设备精益管理方法流程图；
图2是本发明中智能配电设备运维模型结构示意图；
图3是本发明一种智能配电设备精益管理系统结构图；
图4是本发明一种智能配电设备精益管理系统进行主动运维的示意图。
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，所描述的实施例仅仅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作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。
请参见图1，一种智能配电设备精益管理方法，包括
步骤1：采集智能配电设备的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录和图纸及其变更信息，利用数据孪生技术建立智能配电设备虚拟空间模型，并实时更新所述智能配电设备虚拟空间模型；
步骤2：基于所述智能配电设备虚拟空间模型，建立基于神经网络的智能配电设备运维模型，使用历史故障数据和常见故障数据及其解决方法训练所述智能配电设备运维模型；
步骤3：所述智能配电设备运维模型根据智能配电设备虚拟空间模型故障信息，生成多个故障解决方案并对所述多个故障解决方案进行排优；
步骤4：所述智能配电设备运维模型根据最优故障解决方案安排运维人员排除故障。
其中，步骤1包括步骤：将采集到的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录、图纸及其变更信息和智能配电设备虚拟空间模型发送到可视化分析平台进行显示。
步骤3包括步骤：将排优后的多个故障解决方案发送到可视化分析平台进行显示。
请参见图2，所述步骤2中所述智能配电设备运维模型为一个3层神经网络，包括5个输入节点、4个隐节点和1个输出节点，其中所述隐节点输出为
输出节点p输出为
学习效率和动量因子设定为0.6，训练精度ε设定为10-4。将各指标标准值及期望输出表格的3个训练样本进行训练，使计算输出值与期望输出值Mpj的均方Ej＝(upj-Mpj)2÷2误差达到最小。
本发明的一个实施例中，学习训练结果如表1所示。
表1学习训练结果
| 理想 | 中间 | 最差 | |
| 网络训练输出 | 0.9455 | 0.5009 | 0.0712 |
| 期望输出 | 0.95 | 0.5 | 0.05 |
步骤3还包括步骤：接收输入的故障解决方案，和所述多个故障解决方案一起重新排优。步骤3中，多个故障解决方案进行排优的方法为期望输出排优方法，所述多个故障解决方案为最少3个故障解决方案。
在上述实施例中，以获得的智能配电设备运维模型对3个方案进行规则运算，得到的期望输出如表2所示。
表2期望输出表
由表2可以判断出，P2为最优解决方案。
请参见图3，本发明还提出了一种应用所述智能配电设备精益管理方法的智能配电设备精益管理系统，包括
数据采集模块，所述数据采集模块采集智能配电设备的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录和图纸及其变更信息；
连接所述数据采集模块的数据处理模块，所述数据处理模块利用数据孪生技术建立智能配电设备虚拟空间模型，并实时更新所述智能配电设备虚拟空间模型；
连接所述数据处理模块的智能配电设备运维模块，所述智能配电设备运维模块基于所述智能配电设备虚拟空间模型，建立基于神经网络的智能配电设备运维模型，使用历史故障数据和常见故障数据及其解决方法训练所述智能配电设备运维模型，并根据智能配电设备虚拟空间模型故障信息，生成多个故障解决方案并对所述多个故障解决方案进行排优；和
连接所述数据采集模块、数据处理模块和智能配电设备运维模块的可视化平台，所述可视化平台用于显示智能配电设备的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录、图纸及其变更信息、能配电设备虚拟空间模型和将排优后的多个故障解决方案。
所述智能配电设备精益管理系统还包括控制模块，所述控制模块连接所述智能配电设备运维模块，根据预定的规则对智能配电设备进行自动控制。
其中所述根据预定的规则对智能配电设备进行自动控制包括但不限于：
打开或关闭所述智能配电设备的进线开关、各分支路出线开关；
设定所述智能配电设备的开关时间；
调整所述智能配电设备的预警报警阈值；和
调整所述智能配电设备的参数。
述智能配电设备精益管理系统还包括预防性维护模块，所述预防性维护模块连接所述智能配电设备运维模块，所述预防性维护模块的预防性维护措施包括但不限于：
设定预警值，提供相应的解决方法；
根据设备组件的资产信息，提供相应的维护提示；
根据分析结果，提供相应的维护提示；和
根据分析结果，打开或关闭所述智能配电设备的进线开关、各分支路出线开关。
请参见图4，如本地或分布式存在多个职能配电设备，本发明可将多地多个智能配电设备进行统一运维管理。
本发明能够针对用户的配电设备进行主动运维管理，使用户有计划的进行运行维护，减少配电设备的计划外停电、断电、故障的事故产生，极大减少用户因配电设备事故导致的生产损失。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种智能配电设备精益管理方法，其特征在于，包括
步骤1：采集智能配电设备的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录和图纸及其变更信息，利用数据孪生技术建立智能配电设备虚拟空间模型，并实时更新所述智能配电设备虚拟空间模型；
步骤2：基于所述智能配电设备虚拟空间模型，建立基于神经网络的智能配电设备运维模型，使用历史故障数据和常见故障数据及其解决方法训练所述智能配电设备运维模型，所述智能配电设备运维模型为一个3层神经网络，包括5个输入节点、4个隐节点和1个输出节点，其中所述隐节点输出为
输出节点p输出为
学习效率和动量因子设定为0.6，训练精度ε设定为10-4，其中ukj为隐节点k的输出，wik为输入层与隐含层节点之间的连接权重，rij为目标特征值规格化后的值，upj为输出层的输出，wkp为隐含层与输出层节点之间的连接权重；
步骤3：所述智能配电设备运维模型根据智能配电设备虚拟空间模型故障信息，生成多个故障解决方案并对所述多个故障解决方案进行排优；
步骤4：所述智能配电设备运维模型根据最优故障解决方案安排运维人员排除故障。
2.如权利要求1所述的智能配电设备精益管理方法，其特征在于，步骤1包括步骤：将采集到的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录、图纸及其变更信息和智能配电设备虚拟空间模型发送到可视化分析平台进行显示。
3.如权利要求2所述的智能配电设备精益管理方法，其特征在于，步骤3包括步骤：将排优后的多个故障解决方案发送到可视化分析平台进行显示。
4.如权利要求1所述的智能配电设备精益管理方法，其特征在于，步骤3还包括步骤：接收输入的故障解决方案，和所述多个故障解决方案一起重新排优。
5.如权利要求1或4所述的智能配电设备精益管理方法，其特征在于，步骤3中，多个故障解决方案进行排优的方法为期望输出排优方法，所述多个故障解决方案为最少3个故障解决方案。
6.一种智能配电设备精益管理系统，其特征在于，包括
数据采集模块，所述数据采集模块采集智能配电设备的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录和图纸及其变更信息；
连接所述数据采集模块的数据处理模块，所述数据处理模块利用数据孪生技术建立智能配电设备虚拟空间模型，并实时更新所述智能配电设备虚拟空间模型；
连接所述数据处理模块的智能配电设备运维模块，所述智能配电设备运维模块基于所述智能配电设备虚拟空间模型，建立基于神经网络的智能配电设备运维模型，所述智能配电设备运维模型为一个3层神经网络，包括5个输入节点、4个隐节点和1个输出节点，其中所述隐节点输出为
输出节点p输出为
学习效率和动量因子设定为0.6，训练精度ε设定为10-4，其中ukj为隐节点k的输出，wik为输入层与隐含层节点之间的连接权重，rij为目标特征值规格化后的值，upj为输出层的输出，wkp为隐含层与输出层节点之间的连接权重，使用历史故障数据和常见故障数据及其解决方法训练所述智能配电设备运维模型，并根据智能配电设备虚拟空间模型故障信息，生成多个故障解决方案并对所述多个故障解决方案进行排优；和
连接所述数据采集模块、数据处理模块和智能配电设备运维模块的可视化平台，所述可视化平台用于显示智能配电设备的全电量参数、电气火灾、环境参数、温升、组件资产、维护记录、图纸及其变更信息、能配电设备虚拟空间模型和将排优后的多个故障解决方案。
7.如权利要求6所述的智能配电设备精益管理系统，其特征在于，所述智能配电设备精益管理系统还包括控制模块，所述控制模块连接所述智能配电设备运维模块，根据预定的规则对智能配电设备进行自动控制。
8.如权利要求7所述的智能配电设备精益管理系统，其特征在于，所述自动控制包括但不限于：
打开或关闭所述智能配电设备的进线开关、各分支路出线开关；
设定所述智能配电设备的开关时间；
调整所述智能配电设备的预警报警阈值；和
调整所述智能配电设备的参数。
9.如权利要求6所述的智能配电设备精益管理系统，其特征在于，述智能配电设备精益管理系统还包括预防性维护模块，所述预防性维护模块连接所述智能配电设备运维模块，所述预防性维护模块的预防性维护措施包括但不限于：
设定预警值，提供相应的解决方法；
根据设备组件的资产信息，提供相应的维护提示；
根据分析结果，提供相应的维护提示；和
根据分析结果，打开或关闭所述智能配电设备的进线开关、各分支路出线开关。
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