JP2023122339A - Power equipment monitoring device, power equipment monitoring method, and power equipment monitoring program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は電力機器監視装置、電力機器監視方法および電力機器監視プログラムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a power device monitoring apparatus, a power device monitoring method, and a power device monitoring program.
電力機器は、経年変化によって電力機器表面又は電力機器内部の絶縁体の絶縁性能が劣化する。絶縁性能が劣化すると、劣化箇所で部分放電が発生する。さらに絶縁性能の劣化が進行した場合、絶縁破壊が起きる。このため、電力機器の保守作業において、部分放電の有無を判断することが求められている。 In electric power equipment, the insulation performance of the insulator on the surface of the electric power equipment or inside the electric power equipment deteriorates due to secular change. When the insulation performance deteriorates, partial discharge occurs at the deteriorated portion. If the insulation performance further deteriorates, dielectric breakdown occurs. Therefore, it is required to determine the presence or absence of partial discharge in maintenance work of electric power equipment.
部分放電の波形は、予め実験室等で測定されることで得ることができる。一方で、電力機器が設置される環境にはノイズが存在するため、部分放電の判定を行うためには、計測された信号からノイズを除去することが求められる。ノイズは、電力機器の設置された環境が変化すると、ノイズも変化することがある。この場合、環境の変化後にノイズを適切に除去できず、部分放電の判定を誤ってしまう可能性がある。 The partial discharge waveform can be obtained by measuring in advance in a laboratory or the like. On the other hand, since noise exists in the environment in which power equipment is installed, it is required to remove the noise from the measured signal in order to determine partial discharge. The noise may change as the environment in which the power equipment is installed changes. In this case, there is a possibility that the noise cannot be properly removed after the environmental change, resulting in an erroneous determination of partial discharge.
本発明が解決しようとする課題は、環境が変化してもノイズを除去することができる電力機器監視装置、電力機器監視方法および電力機器監視プログラムを提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide a power device monitoring apparatus, a power device monitoring method, and a power device monitoring program capable of removing noise even when the environment changes.
実施形態の電力機器監視装置は、センサとノイズ除去部とを持つ。センサは、電力機器に取り付けられ、部分放電に係る信号を計測する。ノイズ除去部は、デノイズモデルに、計測された信号を入力することでデノイズ信号を生成する。デノイズモデルとは、ノイズを含む信号を入力とし、ノイズを除去したデノイズ信号を出力とするように学習されたモデルである。ノイズ除去部は、第一デノイズモデルと第二デノイズモデルとを用いて前記デノイズ信号を生成する。第一デノイズモデルは、センサによって計測された信号を用いて生成された学習用データセットを用いて学習されたデノイズモデルである。第二デノイズモデルは、他の電力機器から計測された信号を用いて生成された学習用データセットを用いて学習されたデノイズモデルである。 A power equipment monitoring apparatus according to an embodiment has a sensor and a noise elimination unit. The sensor is attached to the power equipment and measures a signal related to partial discharge. The noise removing unit generates a denoising signal by inputting the measured signal to the denoising model. A denoising model is a model trained to receive a signal containing noise as an input and output a denoising signal from which the noise has been removed. The noise removal unit generates the denoising signal using the first denoising model and the second denoising model. The first denoising model is a denoising model trained using a training data set generated using signals measured by the sensors. The second denoising model is a denoising model learned using a learning data set generated using signals measured from other power equipment.
以下、実施形態の電力機器監視装置、電力機器監視方法および電力機器監視プログラムを、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a power device monitoring apparatus, a power device monitoring method, and a power device monitoring program according to embodiments will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る検出システム1の構成を示す概略図である。
検出システム1は、変電所などの複数のサイトSに設置された電力機器Mの部分放電を
検出する。電力機器Mの例としては、遮断機、断路器、変流器、変圧器、ガス絶縁開閉器、発電機、電動機、リアクトル等が挙げられる。電力機器Mは、外部から電源ケーブルを介して、高電圧および大電流を通電する。電力機器Mは、異常時には通電を遮断する機能を有する。なお、電力機器Mを収容する筐体の下部には、接地極が接続される。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a detection system 1 according to the first embodiment.
A detection system 1 detects partial discharge of power equipment M installed at a plurality of sites S such as substations. Examples of the power equipment M include circuit breakers, disconnectors, current transformers, transformers, gas-insulated switches, generators, motors, reactors, and the like. The power equipment M supplies a high voltage and a large current from the outside through a power cable. The electric power equipment M has a function of interrupting power supply in the event of an abnormality. A ground electrode is connected to the lower portion of the housing that accommodates the power equipment M. As shown in FIG.
検出システム1は、複数のサイトSに設置された電力機器監視装置10を備える。複数の電力機器監視装置10は、互いにインターネットなどの広域ネットワークNを介して接続される。
The detection system 1 includes power
電力機器監視装置10は、電力機器Mごとに設置されたセンサ11と演算装置12とを備える。電力機器監視装置10は、電力機器Mの近傍に設けられる。電力機器監視装置10は、センサ11は、電磁波・音波・過渡接地電流・電磁波由来の壁面の電流等、電力機器Mの運転によって生じる波動を計測する。センサ11の例としては、CT(Current Transformer)センサ、TEV(Transient Earth Voltage)センサ、AE(Acoustic Emission)センサなどが挙げられる。センサ11としては、1種類のセンサが用いられてもよいが、複数種類を組み合わせて用いられてもよい。
The power
演算装置12は、センサ11の計測データに基づいて電力機器Mから発生した部分放電を検出する。計測データは、波動の波形を表す。演算装置12は、所定のパラメータに従って、計測データの前処理、ノイズ除去、および部分放電の有無の判定を行う。パラメータは、例えば、計測データの増幅ゲイン、検出閾値、マッチング閾値、位相分解能、バンドパス周波数帯域などが挙げられる。例えば、演算装置12は、増幅ゲインに従って計測データを増幅し、位相分解能およびバンドパス周波数帯域に従って計測データの標本化を行う。演算装置12は、前処理された計測データからノイズを除去し、検出閾値およびマッチング閾値に基づいて部分放電の有無を判定する。
図2は、第1の実施形態に係る電力機器監視装置10の構成を表す概略ブロック図である。
演算装置12は、PC、スマートフォン又はタブレットコンピュータ等の情報処理装置である。演算装置12は、センサ11から出力された電気信号に基づいて、部分放電の発生の有無を判定する。演算装置12は、プロセッサ121、メインメモリ122、ストレージ123、インタフェース124を備える。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the configuration of the power
The
プロセッサ121の例としては、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphic Processing Unit)、マイクロプロセッサなどが挙げられる。なお、他の実施形態においては、演算装置12は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてPLD(Programmable Logic Device)などのカスタムLSI(Large Scale Integrated Circuit)を備えてもよい。PLDの例としては、PAL(Programmable Array Logic)、GAL(Generic Array Logic)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)が挙げられる。この場合、プロセッサ121によって実現される後述の機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。このような集積回路も、プロセッサの一例に含まれる。
Examples of the
ストレージ123の例としては、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ123は、演算装置12のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース124または通信回線を介して演算装置12に接続される外部メディアであってもよい。ストレージ123には、複数のサイトSそれぞれに係るデノイズモデルが記録されている。
Examples of the
デノイズモデルは、ノイズを含む信号を入力とし、ノイズを除去した信号(以下、デノイズ信号とよぶ)を出力とするようにパラメータが学習された学習済みモデルである。デノイズモデルは、例えばニューラルネットワークモデルや、決定木モデルなどの機械学習モデルによって構成される。デノイズモデルは、電力機器Mの運転開始直後の所定の学習期間にセンサ11から取得された信号に基づいて生成された学習用データセットを用いて学習される。学習期間は電力機器Mの劣化による部分放電が発生し始める期間より十分に短いものとする。つまり、学習期間にセンサ11から取得された信号には、部分放電に係る信号が含まれる蓋然性が低い。
学習用データセットには、例えばセンサ11から取得された信号に既知の部分放電信号を加えたものを入力サンプルとし、当該部分放電信号を出力サンプルとする組や、センサ11から取得された信号を入力サンプルとし、強度がゼロの信号を出力サンプルとする組が含まれる。このような学習用データセットを用いることで、デノイズモデルのパラメータは、ノイズを含む信号が入力されたときに、ノイズを除去したデノイズ信号を出力するように学習される。なお、学習用データセットの各サンプルは、例えば電気信号の波形を表したデータであってもよいし、電気信号をΦQNパターンで表したデータあってもよい。
ストレージ123には、電力機器監視装置10の検出対象となる電力機器Mが設置されたサイトSに係るデノイズモデルの他に、他のサイトSに係るデノイズモデルも記憶される。他のサイトSに係るデノイズモデルは、他のサイトSの電力機器監視装置10から受信したものである。
A denoising model is a trained model whose parameters have been learned so that a signal containing noise is input and a signal from which noise is removed (hereinafter referred to as a denoising signal) is output. A denoising model is composed of, for example, a neural network model or a machine learning model such as a decision tree model. The denoising model is learned using a learning data set generated based on the signal acquired from the
For the learning data set, for example, a set in which a signal obtained from the
The
インタフェース124には、複数のセンサ11、通信装置125、入力装置126、表示装置127が接続される。通信装置125は広域ネットワークNを介して、外部の通信装置と通信する。入力装置126は、利用者からの操作の入力を受け付ける。入力装置126の例としては、タッチパネル、マウス、キーボード等が挙げられる。表示装置127は、利用者に演算装置12の演算結果を表示する。表示装置127の例としては、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等が挙げられる。
A plurality of
プロセッサ121がストレージ123に記憶された電力機器監視プログラムを実行すると、プロセッサ121は、信号取得部131、ノイズ除去部132、部分放電判定部133として機能する。信号取得部131は、センサ11が計測した信号を取得する。ノイズ除去部132は、信号取得部131が取得した信号を、ストレージ123に記憶されたデノイズモデルに入力することで、デノイズ信号を得る。部分放電判定部133は、デノイズ信号を解析し、部分放電の有無を判定する。例えば部分放電判定部133は、デノイズ信号に所定の閾値以上の強度の信号成分が存在する場合に、部分放電があると判定する。部分放電判定部133は部分放電の判定結果をストレージ123に記録してよい。
When the
図3は、第1の実施形態に係る電力機器監視装置10の動作を示すフローチャートである。電力機器監視装置10は、所定の周期(例えば1時間)ごとに、以下に示す部分放電判定処理を実行する。
FIG. 3 is a flow chart showing the operation of the power
信号取得部131は、センサ11が計測した信号を取得する(ステップS1)。次に、電力機器監視装置10は、ストレージ123に記憶された複数のデノイズモデルを1つずつ選択し(ステップS2)、選択したデノイズモデルについて以下のステップS3およびステップS4を実行する。
The
ノイズ除去部132は、ステップS1で取得した信号をステップS2で選択したデノイズモデルに入力することで、デノイズ信号を得る(ステップS3)。部分放電判定部133は、部分放電判定部133は、デノイズ信号を解析し、部分放電の有無を判定する(ステップS4)。
The
各デノイズモデルを用いて部分放電の有無を判定すると、部分放電判定部133は、判定結果をストレージ123に記録する(ステップS5)。図4は、第1の実施形態に係る判定結果の記録例を示す図である。図4に示すように、ストレージ123には、一のサイトS(センサ11)で同日同時刻に計測された信号について、複数のサイトSのデノイズモデルを用いた部分放電の有無の判定結果が記録される。
After determining the presence or absence of partial discharge using each denoising model, the partial
このように、第1の実施形態に係る電力機器監視装置10は、複数のサイトSに係るデノイズモデルを用いてノイズ除去を実施することで、部分放電有無の判定精度の向上が期待できる。例えば、あるサイトSのノイズデータで生成したデノイズモデルのみを用いた場合、当該サイトSの環境ノイズが変化すると、正しい判定ができなくなる可能性がある。このとき、環境ノイズの変化の要因が、ノイズ源となる機器(例えばインバータやリレー等)の追加設置によるものである場合に、他のサイトSにおいて同等の機器が設置済みであれば、当該機器のノイズ信号は類似すると考えられるため、当該他のサイトSのデノイズモデルを用いれば正しくノイズを除去できる可能性がある。
As described above, the electric power
機械学習により生成した学習済みモデルの解は常に正しいとは限らないが、複数のモデルを用いた判断(アンサンブル)とすることにより、その判定精度の向上についても期待できる。
複数のサイトSのノイズ信号を用いて単一のデノイズモデルを構築することも考えられるが、これには以下の課題がある。
・複数のサイトSのノイズ信号からデノイズモデルを学習させるためには、ノイズ信号を広域ネットワークNを介して伝送する必要があるために通信負荷がかかる。
・データサイズが大きいノイズ信号を大量に処理する必要があり、計算量が大きい。
・サイトSが追加されるたびに、全てのサイトSで共通のデノイズモデルを更新する必要がある。
・サイトSとの契約内容によっては、契約終了したサイトSのノイズ信号を除去したデノイズモデルを構築し直す必要が生じ得る。
したがって、第1の実施形態に係る電力機器監視装置10のように、複数のサイトSに係るデノイズモデルを共有することで、小さい負荷で高い精度のデノイズ信号を得ることができる。
Although the solution of a trained model generated by machine learning is not always correct, it is expected that the judgment accuracy will be improved by making a judgment (ensemble) using a plurality of models.
It is conceivable to construct a single denoising model using noise signals from a plurality of sites S, but this poses the following problems.
- In order to learn a denoising model from noise signals of a plurality of sites S, it is necessary to transmit the noise signals through the wide area network N, which imposes a communication load.
・It is necessary to process a large amount of noise signals with a large data size, and the amount of calculation is large.
• Every time a site S is added, the common denoising model for all sites S needs to be updated.
- Depending on the content of the contract with the site S, it may be necessary to rebuild the denoising model from which the noise signal of the site S with which the contract has been terminated is removed.
Therefore, by sharing denoising models for a plurality of sites S like the power
(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態に係る電力機器監視装置10の構成を示す概略ブロック図である。第2の実施形態に係る電力機器監視装置10は、第1の実施形態の構成に加え、プロセッサ121の機能としてさらに総合判定部134を備える。総合判定部134は、ストレージ123に記録された複数のデノイズモデルそれぞれに係る部分放電の判定結果に基づいて、部分放電の有無についての総合判定を行う。例えば、総合判定部134は、複数の判定結果について、全て部分放電ありと判定された場合に、部分放電ありと判定し、1つでも部分放電なしと判定されている場合に、部分放電無しと判定する。これは、入力信号がノイズのみの場合、当該ノイズを学習済みであるデノイズモデルがひとつでも存在すれば、そのデノイズモデルを用いたノイズ除去後のデータは信号が除去され、部分放電判定部133の結果は部分放電なしと判定されると期待できるためである。
(Second embodiment)
FIG. 5 is a schematic block diagram showing the configuration of the power
図6は、第2の実施形態に係る電力機器監視装置10の動作を示すフローチャートである。電力機器監視装置10は、所定の周期(例えば1時間)ごとに、以下に示す部分放電判定処理を実行する。なお、ステップS1からステップS4の処理は、第1の実施形態と同様である。すべてのデノイズモデルについて判定結果が得られると、総合判定部134は、記録された判定結果に基づいて総合判定を行い(ステップS11)、結果をストレージ123に記録する(ステップS12)。図7は、第2の実施形態に係る判定結果の記録例を示す図である。図7に示すように、ストレージ123には、一のサイトS(センサ11)で同日同時刻に計測された信号について、複数のサイトSのデノイズモデルを用いた部分放電の有無の判定結果が記録され、また同日同時刻における当該サイトSの部分放電についての総合判定結果が記録される。
FIG. 6 is a flow chart showing the operation of the power
第2の実施形態によれば、電力機器監視装置10は、各デノイズ信号についての部分放電有無の判定結果に対し、総合的な判定結果を付すことができる。これにより、利用者は、サイトSに部分放電があるか否かを容易に認識することができる。
According to the second embodiment, the power
(第3の実施形態)
図8は、第3の実施形態に係る電力機器監視装置10の構成を表す概略ブロック図である。第3の実施形態に係る電力機器監視装置10は、第2の実施形態の構成に加え、プロセッサ121の機能としてさらに未学習判定部135を備える。未学習判定部135は、判定対象の信号が当該サイトSのデノイズモデルにとって未学習であるか否かを判定する。具体的には、未学習判定部135は、ある信号について、当該サイトSに係るデノイズモデルから生成されたデノイズ信号において部分放電があると判定され、一方で総合判定において部分放電がないと判定された場合に、当該信号が未学習であると判定する。
(Third Embodiment)
FIG. 8 is a schematic block diagram showing the configuration of the power
図9は、第3の実施形態に係る電力機器監視装置10の動作を示すフローチャートである。電力機器監視装置10は、所定の周期(例えば1時間)ごとに、以下に示す部分放電判定処理を実行する。なお、ステップS1からステップS11の処理は、第2の実施形態と同様である。ステップS11で総合判定部134が総合判定を行うと、未学習判定部135は、当該サイトSに係るデノイズモデルから生成されたデノイズ信号についての部分放電の判定結果と、総合判定結果とが一致するか否かを判定する(ステップS21)。当該サイトSに係るデノイズ信号についての判定結果と、総合判定結果とが一致する場合(ステップS21:YES)、計測された信号に含まれるノイズが学習済みであると判定する(ステップS22)。他方、当該サイトSに係るデノイズ信号についての判定結果と、総合判定結果とが一致しない場合(ステップS21:NO)、計測された信号に含まれるノイズが未学習であると判定する(ステップS23)。そして、未学習判定部135は、判定結果をストレージ123に記録する(ステップS24)。
FIG. 9 is a flow chart showing the operation of the power
図10は、第3の実施形態に係る判定結果の記録例を示す図である。図10に示すように、ストレージ123には、一のサイトS(センサ11)で同日同時刻に計測された信号について、複数のサイトSのデノイズモデルを用いた部分放電の有無の判定結果、総合判定結果、および当該信号が学習済みか否かの別が記録される。
FIG. 10 is a diagram showing a recording example of determination results according to the third embodiment. As shown in FIG. 10, the
このように、第3の実施形態によれば、サイトSで発生したノイズが未学習か否かの判定結果がストレージ123に蓄積される。利用者は、ストレージ123に蓄積された未学習か否かの判定結果において、未学習のノイズの増加傾向を認識することができる。未学習のノイズが増加している場合、利用者は、当該サイトSのデノイズモデルが実際のノイズを除去できなくなっていることを判断することができる。これにより、利用者は、当該サイトSのノイズの再収集を行い、またデノイズモデルの再学習を実施することで、デノイズモデルのノイズ除去精度を維持回復することが期待できる。
Thus, according to the third embodiment, the
(第4の実施形態)
第3の実施形態に係る電力機器監視装置10は、ノイズが未学習か否かの別をストレージ123に記録する。これに対し、第4の実施形態に係る電力機器監視装置10は、未学習のノイズを含むと判定された信号を、ストレージ123に記録する。第4の実施形態に係る電力機器監視装置10の構成は、第3の実施形態と同様である。
(Fourth embodiment)
The power
図11は、第4の実施形態に係る電力機器監視装置10の動作を示すフローチャートである。電力機器監視装置10は、所定の周期(例えば1時間)ごとに、以下に示す部分放電判定処理を実行する。なお、ステップS1からステップS23の処理は、第3の実施形態と同様である。未学習判定部135は、ステップS23で未学習であると判定すると、ステップS1で取得された信号をストレージ123に記録する(ステップS31)。そして、ステップS24で未学習判定部135は、判定結果をストレージ123に記録する。
FIG. 11 is a flow chart showing the operation of the power
このように、第4の実施形態によれば、電力機器監視装置10は、サイトSのデノイズモデルにおける未学習ノイズがストレージ123に記録されることとなる。これにより、電力機器監視装置10は、デノイズモデルの再学習を行う場合に、ストレージ123に記録された未学習ノイズを用いることで、効率的にデノイズモデルの再学習を実現できる。
Thus, according to the fourth embodiment, the power
(第5の実施形態)
図12は、第5の実施形態に係る電力機器監視装置10の構成を示す概略ブロック図である。第5の実施形態に係る電力機器監視装置10は、第4の実施形態に係る構成に加え、プロセッサ121の機能としてさらに学習部136を備える。学習部136は、ストレージ123に記録された未学習ノイズを用いてデノイズモデルの再学習を行う。
(Fifth embodiment)
FIG. 12 is a schematic block diagram showing the configuration of the power
第5の実施形態に係る電力機器監視装置10は、第4の実施形態と同様に、所定の周期(例えば1時間)ごとに、図11に示す部分放電判定処理を実行する。これにより、ストレージ123に未学習ノイズが蓄積される。
図13は、第5の実施形態に係る電力機器監視装置10によるモデルの再学習処理を示すフローチャートである。第5の実施形態に係る電力機器監視装置10は、図11に示す部分放電判定処理と並行して、モデルの再学習処理を行う。
A power
FIG. 13 is a flowchart showing model relearning processing by the power
学習部136は、デノイズモデルの更新条件を満たすか否かを判定する(ステップS41)。デノイズモデルの更新条件とは、例えばストレージ123に記録された未学習ノイズのサンプル数が一定量に達したことであってもよいし、前回のデノイズモデルの再学習から一定期間以上経過していることであってもよい。更新条件を満たさない場合(ステップS41:NO)、学習部136はデノイズモデルの再学習を行わない。
The
他方、更新条件を満たす場合(ステップS41:YES)、学習部136はストレージ123に記録された未学習ノイズを用いて学習用データセットを生成する(ステップS42)。学習部136は、学習用データセットとして、例えば未学習ノイズに既知の部分放電信号を加えたものを入力サンプルとし、当該未学習ノイズを出力サンプルとする組や、未学習ノイズを入力サンプルとし、強度がゼロの信号を出力サンプルとする組を生成する。なお、未学習ノイズとしてストレージ123に記録された信号は、総合判定において部分放電がないと判定されたものであるため、ノイズのみが含まれる蓋然性が高い。また、学習用データセットに用いる未学習ノイズは、前回のデノイズモデルの学習以降に蓄積されたものであってもよいし、直近の所定数のものであってもよい。
On the other hand, if the update condition is satisfied (step S41: YES), the
学習部136は、ストレージ123に記憶されている当該サイトSの現行のデノイズモデルを複製し、複製されたデノイズモデルのパラメータを初期値として、生成された学習用データセットを用いて、デノイズモデルのパラメータの学習を行う(ステップS43)。なお、この学習処理の間、電力機器監視装置10は、複製元のデノイズモデルを用いてステップS13に示す部分放電判定処理を実行することができる。パラメータの学習が完了すると、学習部136は、ストレージ123に記憶されている現行のデノイズモデルを、再学習されたデノイズモデルに更新する(ステップS44)。
The
このように、第5の実施形態に係る電力機器監視装置10によれば、デノイズモデルを自動的に再学習させることで、デノイズモデルを、電力機器Mの近傍のノイズの変化に対応可能な最新の状態に保つことができる。
As described above, according to the power
(第6の実施形態)
図14は、第6の実施形態に係る電力機器監視装置10の構成を表す概略ブロック図である。第6の実施形態に係る電力機器監視装置10は、第5の実施形態に係る電力機器監視装置10の構成に加え、さらに表示制御部137を備える。表示制御部137は、ノイズ除去部132が生成したデノイズ信号の波形(時間波形または周波数波形)および部分放電判定部133による判定結果のうち少なくともいずれか1つを、対応するデノイズモデルに関連付けて表示装置127に表示させる。
(Sixth embodiment)
FIG. 14 is a schematic block diagram showing the configuration of the power
図15は、第6の実施形態の電力機器監視装置10による結果表示画面の例である。図15に示す結果表示画面には、デノイズモデルごとのデノイズ信号および部分放電判定結果、ならびに総合判定結果が含まれる。図15に示す例では、サイト001で検出された信号について、サイト001の過去のノイズを用いて学習されたデノイズモデルではノイズを除去できていないことが分かる。他方、サイト002の過去のノイズを用いて学習されたデノイズモデルで、サイト001の信号のノイズを除去できていることが分かる。
FIG. 15 is an example of a result display screen by the power
このように、第6の実施形態によれば、電力機器監視装置10は、適用したデノイズモデルごとにノイズ除去結果や部分放電判定結果を表示することで、利用者にノイズ除去がうまくいっているデノイズモデルを特定させ、その理由を考察させることができる。
As described above, according to the sixth embodiment, the power
(第7の実施形態)
第7の実施形態に係る電力機器監視装置10は、第6の実施形態と同様の構成を有する。一方で、第7の実施形態のストレージ123には、各サイトSのノイズ源に関する情報であるノイズ源情報が記録されている。図16は、第7の実施形態に係るノイズ源情報の一例を示す図である。ノイズ源情報は、サイトSに関連付けて、当該サイトSに設けられるノイズ源(例えば、コンプレッサ、インバータ、リレーなど)の種類を格納する。
(Seventh embodiment)
A power
図17は、第7の実施形態の電力機器監視装置10による結果表示画面の例である。
第7の実施形態に係る表示制御部137は、デノイズ信号および部分放電の判定結果に加え、デノイズモデルの学習に用いたノイズを計測したサイトSに係るノイズ源情報を、デノイズモデルに関連付けて表示装置127に表示させる。
FIG. 17 is an example of a result display screen by the power
The
このように、第7の実施形態に係る電力機器監視装置10は、適用したデノイズモデルごとのノイズ源情報を表示することで、利用者に診断対象の信号に含まれるノイズのノイズ源について考察させることができる。
As described above, the power
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、電力機器監視装置10は、センサ11とノイズ除去部132とを持つ。センサ11は、電力機器Mに取り付けられ、部分放電に係る信号を計測する。ノイズ除去部132は、デノイズモデルに、計測された信号を入力することでデノイズ信号を生成する。デノイズモデルとは、ノイズを含む信号を入力とし、ノイズを除去したデノイズ信号を出力とするように学習されたモデルである。ノイズ除去部132は、第一デノイズモデルと第二デノイズモデルとを用いてデノイズ信号を生成する。第一デノイズモデルは、センサ11によって計測された信号を用いて生成された学習用データセットを用いて学習されたデノイズモデルである。第二デノイズモデルは、他の電力機器Mから計測された信号を用いて生成された学習用データセットを用いて学習された。デノイズモデルである。これにより、電力機器監視装置10は、電力機器Mの環境が変化しても、計測された信号からノイズを除去することができる。
According to at least one embodiment described above, the power
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
例えば、他の実施形態においては、電力機器監視装置10がサイトSごとに設けられるが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、電力機器監視装置10の機能の一部または全部が、広域ネットワークNに接続された情報処理装置によって実現されてもよい。例えば、情報処理装置は、複数のサイトSのデノイズモデルを一元管理し、各電力機器監視装置10が、情報処理装置から他のサイトSのデノイズモデルをダウンロードして用いてもよい。この場合、電力機器監視装置10は、デノイズモデルの更新をした場合、更新したデノイズモデルを情報処理装置にアップロードする。
For example, in other embodiments, the power
上述した実施形態では、部分放電判定部133は、デノイズ信号における信号成分の強度と閾値との比較によって部分放電の有無を判定するが、これに限られない。例えば他の実施形態に係る部分放電判定部133は、学習済みの機械学習モデル(部分放電判定モデル)を用いて部分放電の有無を判定してもよい。部分放電判定モデルの学習に用いられる学習用データセットは、入力サンプルをデノイズされた信号とし、出力サンプルを部分放電の有無を示すビット値とする。学習用データセットは、例えば既知の部分放電信号を入力サンプルとし、部分放電が存在することを示すビット値「1」を出力サンプルとする組や、デノイズモデルによってデノイズされた信号を入力サンプルとし、当該信号における部分放電の有無を示すビット値を出力サンプルとする組が含まれる。このような学習用データセットを用いることで、部分放電判定モデルのパラメータは、デノイズ信号が入力されたときに、部分放電が存在する確率を出力するように学習される。
In the above-described embodiment, the partial
1…検出システム 10…電力機器監視装置 11…センサ 12…演算装置 121…プロセッサ 122…メインメモリ 123…ストレージ 124…インタフェース 125…通信装置 126…入力装置 127…表示装置 131…信号取得部 132…ノイズ除去部 133…部分放電判定部 134…総合判定部 135…未学習判定部 136…学習部 137…表示制御部 M…電力機器 N…広域ネットワーク S…サイト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...
Claims (12)
ノイズを含む信号を入力とし、前記ノイズを除去したデノイズ信号を出力とするように学習されたデノイズモデルに、計測された前記信号を入力することでデノイズ信号を生成するノイズ除去部と
を備え、
前記ノイズ除去部は、前記センサによって計測された前記信号を用いて生成された学習用データセットを用いて学習されたデノイズモデルである第一デノイズモデルと、他の電力機器から計測された信号を用いて生成された学習用データセットを用いて学習されたデノイズモデルである第二デノイズモデルとを用いて、前記デノイズ信号を生成する
電力機器監視装置。 a sensor that is attached to the power equipment and measures a signal related to partial discharge;
a noise removing unit that generates a denoising signal by inputting the measured signal to a denoising model trained to receive a signal containing noise as an input and output a denoising signal from which the noise has been removed; ,
The noise removal unit includes a first denoising model, which is a denoising model learned using a learning data set generated using the signal measured by the sensor, and a first denoising model measured from other power equipment A power equipment monitoring apparatus that generates the denoising signal using a second denoising model that is a denoising model trained using a learning data set that is generated using the signal.
前記ノイズ除去部は、前記記憶部が記憶する複数のデノイズモデルのうち、2つ以上のデノイズモデルを用いて前記デノイズ信号を生成する
請求項1に記載の電力機器監視装置。 a storage unit that stores a plurality of denoising models including the first denoising model and the second denoising model;
The power equipment monitoring apparatus according to claim 1, wherein the noise removing unit generates the denoising signal using two or more denoising models among a plurality of denoising models stored in the storage unit.
を備える請求項1または請求項2に記載の電力機器監視装置。 3. The power device monitoring apparatus according to claim 1, further comprising a partial discharge determination unit that determines whether partial discharge has occurred based on the denoising signal.
を備える請求項3に記載の電力機器監視装置。 4. The power device monitoring apparatus according to claim 3, further comprising: a general judgment unit that judges whether partial discharge occurs or not based on the judgment result of occurrence or non-occurrence of partial discharge for each of a plurality of denoising signals generated from different denoising models.
を備える請求項4に記載の電力機器監視装置。 The measured signal is 5. The power equipment monitoring apparatus according to claim 4, further comprising an unlearned noise determination unit that determines that the noise is unknown to the first denoising model.
前記未学習ノイズ判定部は、未知のノイズであると判定された前記信号を前記信号記憶部に記録する
請求項5に記載の電力機器監視装置。 A signal storage unit that stores the signal measured by the sensor,
The power equipment monitoring apparatus according to claim 5, wherein the unlearned noise determination unit records the signal determined to be unknown noise in the signal storage unit.
未知のノイズであると判定された前記信号を用いて生成された前記学習用データセットを用いて、前記第一デノイズモデルのパラメータを再学習させる
請求項5または請求項6に記載の電力機器監視装置。 A learning unit for learning the parameters of the first denoising model using the learning data set,
The power equipment according to claim 5 or 6, wherein parameters of the first denoising model are re-learned using the learning data set generated using the signal determined to be unknown noise. surveillance equipment.
を備える請求項1から請求項7の何れか1項に記載の電力機器監視装置。 8. A display control unit for displaying a display screen in which a plurality of denoising signals generated based on the same signal are associated with the denoising model used to generate the denoising signals. 2. The power equipment monitoring device according to claim 1.
を備える請求項3から請求項7の何れか1項に記載の電力機器監視装置。 A display control unit that displays a display screen that associates the determination result of occurrence of partial discharge for each of a plurality of denoising signals generated based on the same signal with the denoising model used to generate the denoising signal. The power equipment monitoring apparatus according to any one of claims 3 to 7.
前記表示制御部は、前記表示画面において前記ノイズ源情報を対応する前記デノイズモデルに関連付けて表示させる
請求項8または請求項9に記載の電力機器監視装置。 Equipped with a noise source storage unit that stores noise source information for each power device,
10. The power equipment monitoring apparatus according to claim 8, wherein the display control unit causes the display screen to display the noise source information in association with the corresponding denoising model.
前記センサによって計測された前記信号を用いて生成された学習用データセットを用いて、ノイズを含む信号を入力とし、前記ノイズを除去したデノイズ信号を出力とするように学習された第一デノイズモデルに、取得した前記信号を入力することで第一デノイズ信号を生成するステップと、
他の電力機器に取り付けられたセンサによって計測された信号を用いて生成された学習用データセットを用いて、ノイズを含む信号を入力とし、前記ノイズを除去したデノイズ信号を出力とするように学習された第二デノイズモデルに、取得した前記信号を入力することで第二デノイズ信号を生成するステップと、
を有する電力機器監視方法。 obtaining a signal related to partial discharge measured by a sensor attached to the power equipment;
A first denoising learned using a learning data set generated using the signal measured by the sensor to receive a signal containing noise as an input and output a denoised signal from which the noise has been removed. generating a first denoising signal by inputting the obtained signal into a model;
Using a learning data set generated using a signal measured by a sensor attached to another power device, a signal containing noise is used as an input and a denoised signal from which the noise is removed is learned as an output. generating a second denoising signal by inputting the obtained signal into a second denoising model;
A power equipment monitoring method comprising:
請求項1から請求項10の何れか1項に記載の電力機器監視装置
として機能させるための電力機器監視プログラム。 the computer,
A power equipment monitoring program for functioning as the power equipment monitoring device according to any one of claims 1 to 10.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2022025990A JP2023122339A (en) | 2022-02-22 | 2022-02-22 | Power equipment monitoring device, power equipment monitoring method, and power equipment monitoring program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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- 2022-02-22 JP JP2022025990A patent/JP2023122339A/en active Pending
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