CN115313664A - 一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统，涉及变电站管理技术领域，包括校验服务器，校验服务器通讯连接有运行配合分析单元、电压允许误差分析单元、绝缘能力监测单元、接地安全分析单元；解决了现有技术中，变电站运行流程的电力设备匹配型号无法准确匹配，导致变电站的运行效率降低的技术问题；将电力设备的电压允许误差进行分析，分析电力设备对应允许的电压浮动值，以至于能够及时对当前风险运行进行控制，降低风险运行影响的同时提高电力设备运行的工作效率。

Description

一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统

技术领域

本发明涉及变电站管理技术领域，具体为一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统。

背景技术

变电站的主要设备是开关和变压器，直流系统在变电站的运行管理中引起了高度的重视，随着投入不断加大，设备情况得到了有效的改善和提高，但是在变电站的直流系统运行管理中，依然存在很多问题，在现有技术中，变电站运行流程的电力设备匹配型号无法准确匹配，从而导致变电站的运行效率降低；同时无法将电力设备的电压允许误差进行分析，以至于电力设备的运行风险无法控制；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统，判断当前变电站运行流程中电力设备选型是否合格，从而防止相邻电力设备匹配不合适导致变电站的运行效率降低，同时增加变电站的运行效率，以至于造成设备本身不必要的磨损；将电力设备的电压允许误差进行分析，分析电力设备对应允许的电压浮动值，以至于能够及时对当前风险运行进行控制，降低风险运行影响的同时提高电力设备运行的工作效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统，包括校验服务器，校验服务器通讯连接有：

运行配合分析单元，用于将变电站运行流程中电力设备的选型进行分析，将变电站运行流程中的电力设备设置标号i，i为大于1的自然数，同时根据变电站实际运行流程顺序将电力设备进行排序，并将完成排序后的电力设备进行分析，根据电力设备的本身性能划分为控制设备和被控制设备，通过分析生成安全配置合理信号和安全配置不合理信号，并将其发送至校验服务器；

电压允许误差分析单元，用于将电力设备的电压允许误差进行分析；

绝缘能力监测单元，用于将变电站运行流程中直流母线的绝缘能力进行监测，通过监测生成绝缘能力高风险信号和绝缘能力低风险信号，并将其发送至校验服务器；

接地安全分析单元，用于将变电站对应直流母线的实时接地进行安全分析。

作为本发明的一种优选实施方式，运行配合分析单元的运行过程如下：

将完成排序后的相邻两个电力设备进行分析，并将相邻电力设备标记为运行组，且运行组内对应流程靠前的电力设备标记为组内前设备，对应流程靠后的电力设备标记为组内后设备；

采集到变电站运行流程中运行组内对应组内前设备最大允许电压与组内后设备最大允许电压，若组内前设备的最大允许电压小于或者等于组内后设备最大允许电压，则判定当前运行组安全运行时配置合理，生成安全配置合理信号并将安全配置合理信号发送至校验服务器；若组内前设备的最大允许电压大于组内后设备最大允许电压，则判定当前运行组安全运行时配置不合理，生成安全配置不合理信号并将安全配置不合理信号发送至校验服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，安全配置合理的运行组投入使用后，将其标记为预设运行组，并将预设运行组进行监测，在使用过程中，当预设运行组的组内前设备通行电压超过组内前设备最大允许电压，则将对应运行标记为前端过压过程；在前端过压过程中，组内前设备的实时通行电压超过组内后设备的最大允许电压，则将对应运行标记为后端过压过程；

采集到当前预设运行组内前端过压过程与后端过压过程的连续出现频率，若当前预设运行组内前端过压过程与后端过压过程的连续出现频率超过连续出现频率阈值，则判定预设运行组的运行配合分析不合格，生成运行配合分析不合格信号并将运行配合分析不合格信号发送至校验服务器；

若当前预设运行组内前端过压过程单一出现频率超过单一出现频率阈值时，则判定预设运行组的运行配合分析合格，生成运行配合分析合格信号并将运行配合分析合格信号发送至校验服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，校验服务器接收到运行配合分析合格信号或者运行配合分析不合格信号后，将对应预设运行组进行管控，在变电站运行流程中出现运行配合分析合格信号或者运行配合分析不合格信号后，则将当前运行时间段标记为风险运行时间段，将风险运行时间段内预设运行组对应前端过压过程与后端过压过程标记为风险运行；

当风险运行对应的电力设备为控制设备时，则将当前变电站运行流程进行中止，并将控制设备进行更换，且在更换的同时对当前运行流程中所有电力设备进行运行性能参数检测；当风险运行对应的电力设备为被控制设备时，则将被控制设备进行运行性能参数检测并将当前被控制设备进行更换，若被控制设备的运行性能参数未变化，则当前被控制设备仍能继续使用；若被控制设备的运行性能参数出现变化，则当前被控制设备需进行整顿。

作为本发明的一种优选实施方式，电压允许误差分析单元的运行过程如下：

采集到电力设备风险运行时的最大电压值，若电力设备在风险运行时对应运行性能参数未变化且风险运行的最大电压值通行次数不唯一，则将对应最大电压值标记为允许误差电压，根据电压设备的实际运行，其允许误差电压实时更新，若存在更大的允许误差电压安全通行时，则将其进行实时数值更新，若当前允许误差电压通行时，电力设备的运行性能参数存在变化，则将当前允许误差电压标记为非允许误差电压，且将当前允许误差电压历史最近更新前的数值作为实时允许误差电压；

若电力设备运行流程中电压未满足预设通行电压阈值时，则将当前运行流程标记为亏电过程，若亏电过程中变电设备所属的变电站运行满足需求，则将变电站对应电力设备进行型号更换；反之，则将电力设备的电压供给进行整顿，即将蓄电池等供电设备进行性能检测。

作为本发明的一种优选实施方式，绝缘能力监测单元的运行过程如下：

采集到变电站的运行流程中直流母线运行时电流损耗值浮动速度以及对应直流母线电流损耗稳定的可持续运行时长，并将其分别与浮动速度阈值和持续运行时长阈值进行比较：

若变电站的运行流程中直流母线运行时电流损耗值浮动速度超过浮动速度阈值，或者对应直流母线电流损耗稳定的可持续运行时长未超过持续运行时长阈值，则生成绝缘能力高风险信号并将绝缘能力高风险信号发送至校验服务器；若变电站的运行流程中直流母线运行时电流损耗值浮动速度未超过浮动速度阈值，且对应直流母线电流损耗稳定的可持续运行时长超过持续运行时长阈值，则生成绝缘能力低风险信号并将绝缘能力低风险信号发送至校验服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，接地安全分析单元的运行过程如下：

将变电站运行流程中直流系统接地点进行监测；若直流系统中首次出现接地点时，且直流系统内直流电路合格闭环，则将当前时间段标记为隐患时间段；在隐患时间段内将接地点的位置进行确定并消除，同时在隐患时间段内若增加接地点，则立即停止当前直流系统运行，且在接地点位置确定并消除后继续运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，判断当前变电站运行流程中电力设备选型是否合格，从而防止相邻电力设备匹配不合适导致变电站的运行效率降低，同时增加变电站的运行效率，以至于造成设备本身不必要的磨损；将电力设备的电压允许误差进行分析，分析电力设备对应允许的电压浮动值，以至于能够及时对当前风险运行进行控制，降低风险运行影响的同时提高电力设备运行的工作效率；

2、本发明中，将变电站运行流程中直流母线的绝缘能力进行监测，通过直流母线的绝缘能力监测能够提高变电站的运行效率，在直流母线绝缘能力下降时能够及时进行管控，以至于保证变电站的正常运行，降低变电站的异常运行风险；将变电站对应直流母线的实时接地进行安全分析，将变电站运行流程进行接地安全分析，保证变电站内直流系统的安全运行效率，防止出现直流系统接地导致变电站运行风险增加，同时避免又接地点增加，造成继电保护误动作，引起断路器跳闸引发停电事故。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统的原理框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

变电站在运行流程中，其对应电力设备根据运行流程形成运行网，同时在设备运行网内仍存在直流母线构成的母线网，电力设备包括蓄电池、充电机、空开、继电器等设备；

请参阅图1所示，一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统，包括校验服务器，其中，校验服务器通讯连接有运行配合分析单元、电压允许误差分析单元、绝缘能力监测单元以及接地安全分析单元，且校验服务器与运行配合分析单元、电压允许误差分析单元、绝缘能力监测单元以及接地安全分析单元均为双向通讯连接；

校验服务器生成运行配合分析信号并将运行配合分析信号发送至运行配合分析单元，运行配合分析单元接收到运行配合分析信号后，将变电站运行流程中电力设备的选型进行分析，判断当前变电站运行流程中电力设备选型是否合格，从而防止相邻电力设备匹配不合适导致变电站的运行效率降低，同时增加变电站的运行效率，以至于造成设备本身不必要的磨损；

将变电站运行流程中的电力设备设置标号i，i为大于1的自然数，同时根据变电站实际运行流程顺序将电力设备进行排序，并将完成排序后的电力设备进行分析，根据电力设备的本身性能划分为控制设备和被控制设备，控制设备表示为现有技术中空开等开关型设备，被控制设备表示为现有技术中继电器等使用型设备；

将完成排序后的相邻两个电力设备进行分析，并将相邻电力设备标记为运行组，且运行组内对应流程靠前的电力设备标记为组内前设备，对应流程靠后的电力设备标记为组内后设备；

采集到变电站运行流程中运行组内对应组内前设备最大允许电压与组内后设备最大允许电压，若组内前设备的最大允许电压小于或者等于组内后设备最大允许电压，则判定当前运行组安全运行时配置合理，生成安全配置合理信号并将安全配置合理信号发送至校验服务器；若组内前设备的最大允许电压大于组内后设备最大允许电压，则判定当前运行组安全运行时配置不合理，生成安全配置不合理信号并将安全配置不合理信号发送至校验服务器；校验服务器接收到安全配置不合格信号后，将对应运行组的组内前设备进行型号更换，且型号更换的前提为不影响变电站运行，如组内前设备型号更换影响变电站运行，则需要将组内前设备和组内后设备一同进行型号调整；

安全配置合理的运行组投入使用后，将其标记为预设运行组，并将预设运行组进行监测，在使用过程中，当预设运行组的组内前设备通行电压超过组内前设备最大允许电压，则将对应运行标记为前端过压过程；在前端过压过程中，组内前设备的实时通行电压超过组内后设备的最大允许电压，则将对应运行标记为后端过压过程；其中，前端过压过程与后端过压过程均为组内前设备和组内后设备的运行性能参数数值未变化，运行性能参数表示为体现电力设备运行性能的参数，如电力设备为空开时，则响应预警电压值或者响应预警时长则为其运行性能参数；

采集到当前预设运行组内前端过压过程与后端过压过程的连续出现频率，若当前预设运行组内前端过压过程与后端过压过程的连续出现频率超过连续出现频率阈值，则判定预设运行组的运行配合分析不合格，生成运行配合分析不合格信号并将运行配合分析不合格信号发送至校验服务器；若当前预设运行组内前端过压过程单一出现频率超过单一出现频率阈值时，则判定预设运行组的运行配合分析合格，生成运行配合分析合格信号并将运行配合分析合格信号发送至校验服务器；该技术方案为在变电站运行异常状态，即过压状态下的分析过程；正常运行状态下在预设运行组构建前则表示其运行配合分析合格；

校验服务器接收到运行配合分析合格信号或者运行配合分析不合格信号后，将对应预设运行组进行管控，在变电站运行流程中出现运行配合分析合格信号或者运行配合分析不合格信号后，则将当前运行时间段标记为风险运行时间段，将风险运行时间段内预设运行组对应前端过压过程与后端过压过程标记为风险运行；

当风险运行对应的电力设备为控制设备时，则将当前变电站运行流程进行中止，并将控制设备进行更换，且在更换的同时对当前运行流程中所有电力设备进行运行性能参数检测；当风险运行对应的电力设备为被控制设备时，则将被控制设备进行运行性能参数检测并将当前被控制设备进行更换，若被控制设备的运行性能参数未变化，则该被控制设备仍能继续使用；若被控制设备的运行性能参数出现变化，则该被控制设备需进行整顿；

校验服务器完成运行配合分析后，生成电压允许误差分析信号并将电压允许误差分析信号发送至电压允许误差分析单元，电压允许误差分析单元接收到电压允许误差分析信号后，将电力设备的电压允许误差进行分析，分析电力设备对应允许的电压浮动值，以至于能够及时对当前风险运行进行控制，降低风险运行影响的同时提高电力设备运行的工作效率；

采集到电力设备风险运行时的最大电压值，若电力设备在风险运行时对应运行性能参数未变化且风险运行的最大电压值通行次数不唯一，则将对应最大电压值标记为允许误差电压，根据电压设备的实际运行，其允许误差电压实时更新，若存在更大的允许误差电压安全通行时，则将其进行实时数值更新，若当前允许误差电压通行时，电力设备的运行性能参数存在变化，则将当前允许误差电压标记为非允许误差电压，且将当前允许误差电压历史最近更新前的数值作为实时允许误差电压；

若电力设备运行流程中电压未满足预设通行电压阈值时，则将当前运行流程标记为亏电过程，若亏电过程中变电设备所属的变电站运行满足需求，则将变电站对应电力设备进行型号更换；反之，则将电力设备的电压供给进行整顿，即将蓄电池等供电设备进行性能检测；

校验服务器生成绝缘能力监测信号并将绝缘能力监测信号发送至绝缘能力监测单元，绝缘能力监测单元接收到绝缘能力监测信号后，将变电站运行流程中直流母线的绝缘能力进行监测，通过直流母线的绝缘能力监测能够提高变电站的运行效率，在直流母线绝缘能力下降时能够及时进行管控，以至于保证变电站的正常运行，降低变电站的异常运行风险；

采集到变电站的运行流程中直流母线运行时电流损耗值浮动速度以及对应直流母线电流损耗稳定的可持续运行时长，并将变电站的运行流程中直流母线运行时电流损耗值浮动速度以及对应直流母线电流损耗稳定的可持续运行时长分别与浮动速度阈值和持续运行时长阈值进行比较：其中，电流损耗稳定表示为电流损耗值未超过对应损耗值阈值且电流损耗值的增长速度也未超过对应速度阈值；

若变电站的运行流程中直流母线运行时电流损耗值浮动速度超过浮动速度阈值，或者对应直流母线电流损耗稳定的可持续运行时长未超过持续运行时长阈值，则判定变电站对应直流母线绝缘能力异常风险高，生成绝缘能力高风险信号并将绝缘能力高风险信号发送至校验服务器，校验服务器接收到绝缘能力高风险信号后，将对应直流母线进行实时性能测试，并将对应直流母线进行更换；

若变电站的运行流程中直流母线运行时电流损耗值浮动速度未超过浮动速度阈值，且对应直流母线电流损耗稳定的可持续运行时长超过持续运行时长阈值，则判定变电站对应直流母线绝缘能力异常风险低，生成绝缘能力低风险信号并将绝缘能力低风险信号发送至校验服务器，校验服务器接收到绝缘能力低风险信号后，将对应直流母线进行持续监测；

校验服务器生成电极接地安全分析信号并将电极接地安全分析信号发送至接地安全分析单元，接地安全分析单元接收到电极接地安全分析信号后，将变电站对应直流母线的实时接地进行安全分析，将变电站运行流程进行接地安全分析，保证变电站内直流系统的安全运行效率，防止出现直流系统接地导致变电站运行风险增加，同时避免又接地点增加，造成继电保护误动作，引起断路器跳闸引发停电事故；

将变电站运行流程中直流系统接地点进行监测，直流系统表示为变电站运行流程对应直流母线等设备构成的系统；若直流系统中首次出现接地点时，且直流系统内直流电路合格闭环，则将当前时间段标记为隐患时间段；在隐患时间段内将接地点的位置进行确定并消除，同时在隐患时间段内若增加接地点，则立即停止当前直流系统运行，且在接地点位置确定并消除后继续运行。

本发明在使用时，通过运行配合分析单元将变电站运行流程中电力设备的选型进行分析，将变电站运行流程中的电力设备设置标号i，同时根据变电站实际运行流程顺序将电力设备进行排序，并将完成排序后的电力设备进行分析，根据电力设备的本身性能划分为控制设备和被控制设备，通过分析生成安全配置合理信号和安全配置不合理信号，并将其发送至校验服务器；通过电压允许误差分析单元将电力设备的电压允许误差进行分析；通过绝缘能力监测单元将变电站运行流程中直流母线的绝缘能力进行监测，通过监测生成绝缘能力高风险信号和绝缘能力低风险信号，并将其发送至校验服务器；通过接地安全分析单元将变电站对应直流母线的实时接地进行安全分析。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统，其特征在于，包括校验服务器，校验服务器通讯连接有：

运行配合分析单元，用于将变电站运行流程中电力设备的选型进行分析，将变电站运行流程中的电力设备设置标号i，i为大于1的自然数，同时根据变电站实际运行流程顺序将电力设备进行排序，并将完成排序后的电力设备进行分析，根据电力设备的本身性能划分为控制设备和被控制设备，通过分析生成安全配置合理信号和安全配置不合理信号，并将其发送至校验服务器；

电压允许误差分析单元，用于将电力设备的电压允许误差进行分析；

绝缘能力监测单元，用于将变电站运行流程中直流母线的绝缘能力进行监测，通过监测生成绝缘能力高风险信号和绝缘能力低风险信号，并将其发送至校验服务器；

接地安全分析单元，用于将变电站对应直流母线的实时接地进行安全分析。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统，其特征在于，运行配合分析单元的运行过程如下：

将完成排序后的相邻两个电力设备进行分析，并将相邻电力设备标记为运行组，且运行组内对应流程靠前的电力设备标记为组内前设备，对应流程靠后的电力设备标记为组内后设备；

采集到变电站运行流程中运行组内对应组内前设备最大允许电压与组内后设备最大允许电压，若组内前设备的最大允许电压小于或者等于组内后设备最大允许电压，则判定当前运行组安全运行时配置合理，生成安全配置合理信号并将安全配置合理信号发送至校验服务器；若组内前设备的最大允许电压大于组内后设备最大允许电压，则判定当前运行组安全运行时配置不合理，生成安全配置不合理信号并将安全配置不合理信号发送至校验服务器。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统，其特征在于，安全配置合理的运行组投入使用后，将其标记为预设运行组，并将预设运行组进行监测，在使用过程中，当预设运行组的组内前设备通行电压超过组内前设备最大允许电压，则将对应运行标记为前端过压过程；在前端过压过程中，组内前设备的实时通行电压超过组内后设备的最大允许电压，则将对应运行标记为后端过压过程；

采集到当前预设运行组内前端过压过程与后端过压过程的连续出现频率，若当前预设运行组内前端过压过程与后端过压过程的连续出现频率超过连续出现频率阈值，则判定预设运行组的运行配合分析不合格，生成运行配合分析不合格信号并将运行配合分析不合格信号发送至校验服务器；

若当前预设运行组内前端过压过程单一出现频率超过单一出现频率阈值时，则判定预设运行组的运行配合分析合格，生成运行配合分析合格信号并将运行配合分析合格信号发送至校验服务器。

4.根据权利要求3所述的一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统，其特征在于，校验服务器接收到运行配合分析合格信号或者运行配合分析不合格信号后，将对应预设运行组进行管控，在变电站运行流程中出现运行配合分析合格信号或者运行配合分析不合格信号后，则将当前运行时间段标记为风险运行时间段，将风险运行时间段内预设运行组对应前端过压过程与后端过压过程标记为风险运行；

当风险运行对应的电力设备为控制设备时，则将当前变电站运行流程进行中止，并将控制设备进行更换，且在更换的同时对当前运行流程中所有电力设备进行运行性能参数检测；当风险运行对应的电力设备为被控制设备时，则将被控制设备进行运行性能参数检测并将当前被控制设备进行更换，若被控制设备的运行性能参数未变化，则当前被控制设备仍能继续使用；若被控制设备的运行性能参数出现变化，则当前被控制设备需进行整顿。

5.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统，其特征在于，电压允许误差分析单元的运行过程如下：

采集到电力设备风险运行时的最大电压值，若电力设备在风险运行时对应运行性能参数未变化且风险运行的最大电压值通行次数不唯一，则将对应最大电压值标记为允许误差电压，根据电压设备的实际运行，其允许误差电压实时更新，若存在更大的允许误差电压安全通行时，则将其进行实时数值更新，若当前允许误差电压通行时，电力设备的运行性能参数存在变化，则将当前允许误差电压标记为非允许误差电压，且将当前允许误差电压历史最近更新前的数值作为实时允许误差电压；

若电力设备运行流程中电压未满足预设通行电压阈值时，则将当前运行流程标记为亏电过程，若亏电过程中变电设备所属的变电站运行满足需求，则将变电站对应电力设备进行型号更换；反之，则将电力设备的电压供给进行整顿。

6.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统，其特征在于，绝缘能力监测单元的运行过程如下：

采集到变电站的运行流程中直流母线运行时电流损耗值浮动速度以及对应直流母线电流损耗稳定的可持续运行时长，并将其分别与浮动速度阈值和持续运行时长阈值进行比较：

若变电站的运行流程中直流母线运行时电流损耗值浮动速度超过浮动速度阈值，或者对应直流母线电流损耗稳定的可持续运行时长未超过持续运行时长阈值，则生成绝缘能力高风险信号并将绝缘能力高风险信号发送至校验服务器；若变电站的运行流程中直流母线运行时电流损耗值浮动速度未超过浮动速度阈值，且对应直流母线电流损耗稳定的可持续运行时长超过持续运行时长阈值，则生成绝缘能力低风险信号并将绝缘能力低风险信号发送至校验服务器。

7.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的变电站直流绝缘监察校验系统，其特征在于，接地安全分析单元的运行过程如下：

将变电站运行流程中直流系统接地点进行监测；若直流系统中首次出现接地点时，且直流系统内直流电路合格闭环，则将当前时间段标记为隐患时间段；在隐患时间段内将接地点的位置进行确定并消除，同时在隐患时间段内若增加接地点，则立即停止当前直流系统运行，且在接地点位置确定并消除后继续运行。

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