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變電設備智能故障預判與狀態評估大數據應用系統

作者:admin 發布日期:2019/7/30 關注次數: 二維碼分享

1 用戶需求理解

1.1 總體思路目標

電網的輸變電設備狀態監測評價中心,根據用戶提高電網智能化水平的建設要求,結合中長期發展戰略規劃,以一次設備為中心,實現“中心建設全統一、多維數據全融合、狀態監測全覆蓋”,從而支持運維策略的科學制定。

中心建設全統一 :全網按照分層分級的原則,在網省地三級建立狀態監測評價中心。

多維數據全融合 :各級主站按照統一的標準,實現設備在線監測信息、設備臺賬信息(含基本信息、技術參數、價值信息、運維資料、大修技改、缺陷記錄、績效評價等七個維度),以及系統運行信息、氣象環境信息、視頻監視信息等數據的歸集和全面融合。在平臺基礎上,優先利用成熟配套軟件,開發和部署基于生產大數據的分析應用,如風險評估、決策支持等,為實現全網設備的狀態檢修提供技術支撐。

狀態監測全覆蓋 :綜合主設備重要程度以及風險等級,從有效性、安全性、可靠性、必要性、創新性、經濟性等維度進行綜合評估,分批次分步驟的推進不同狀態監測技術在全網不同層面的推廣應用。



GIS局部放電在線監測系統研發

1.2 中心定位要求

(1) 實現一次設備運行狀態實時監測,告警及預警信息的發布,對設備運行狀態實時掌握和判斷;

(2) 實現一次設備狀態相關狀態數據的匯集及融合,多維度大數據的深度挖掘及分析;

(3) 實現一次設備運行問題的總結及分析,為制定設備運維策略,制定反事故措施等提供支撐,為生產指揮提供決策支持,有效指導設備檢修、技改等工作的開展。

1.3 主站建設內容

(1)全網主站系統整治;

(2)提升各層級數據質量;

(3)開展生產大數據應用研究,主要包括:數據基本分析功能、運行設備評價功能、設備事故風險預警預測功能、數據挖掘分析、設備缺陷及故障綜合分析診斷、共性隱患的分析挖掘、家族缺陷的跟蹤,以及設備綜合評價功能、基于風險控制的設備檢修策略優化功能,物資采購質量評估、生產監造質量評估、工程建設質量評估、出廠及交接實驗管理功能、運行維護績效評估、技改退役績效評估、設備績效指標分析、設備輔助決策分析。

2.1 已有研究成果及產品

變電設備智能故障診斷與狀態評估大數據應用系統是北京華電奧博科技有限公司與清華大學合作開發的,在國內、國際變電設備狀態檢修領域處于領先地位的應用系統。系統應用大數據分析手段,實現了110kV及以上電壓等級變電主設備的監測預警、故障預判、狀態評價、風險評估、輔助決策及深度數據挖掘等功能。

圖2-1  某項目系統主界面

系統以指導設備狀態檢修及全壽命周期管理為目標,以變電設備全維度狀態信息為基礎,以大數據分析后的應用模型為核心,圍繞缺陷/故障診斷及預判進行多維度功能拓展,對于對變電設備的運行及檢修具有重大的指導性意義。

圖2-2  故障診斷評價

2.2 主要功能及流程

圖2-3  系統功能及簡單業務流程

2.3 大數據應用

本系統應用主流大數據分析工具,有目標性的對設備狀態數據進行深度挖掘與應用,主要包括:大數據→典型缺陷庫;大數據→故障預判;大數據→家族性缺陷;大數據→設備壽命預測等。下圖為大數據應用的示例:

3 項目應用

北京華電奧博科技有限公司產品應用真實故障案例進行訓練學習,并通過了有效性驗證,目前在國網和南網的多個項目中得到了實際應用,受到了項目單位及專家的高度好評。

1特高壓輸變電設備遠程診斷中心系統

中國電科院


1000kV交流輸變電工程長治、荊門、南陽變電主設備的監測預警、故障診斷、狀態評價、風險評估及檢修決策功能。


※系統于2014年1月通過國網及中國電力科學研究院驗收。


2±400kV青藏直流工程主設備狀態評估項目


中國電科院


青海柴達木~西藏拉薩±400千伏直流輸電工程(柴達木、拉薩)的高海拔直流主設備的行運行狀態診斷評價系統。


※該系統于2015年05月通過國網及中國電力科學研究院驗收。


3皖電東送工程特高壓設備運行可靠性評估項目


中國電科院


1000kV交流輸變電工程淮南、蕪湖、安吉、練塘變電主設備的監測預警、故障診斷、狀態評價、風險評估及檢修決策功能。


※該系統于2015年12月通過國網及中國電力科學研究院驗收。


4變電設備診斷評價高級應用服務系統


廣東電科院


配合清華大學實現東省電網220kV及以上電壓等級的變壓器、高抗、GIS(HGIS)、避雷器、CVT等主設備運行狀態的診斷評價。系統為插件級應用,與現有系統實現無縫對接。


※該系統于2014年11月驗收。


5基于大數據分析的城市電網狀態評估系統(863項目)


廣州電科院


該系統是國家高技術研究發展計劃(863)“基于大數據分析的城市電網狀態評估系統開發與應用”課題中的研究子課題,主要是研究:基于大數據分析的負載能力動態評估、狀態評價及故障預測關鍵技術及應用;基于大數據分析的輸變電設備運行風險評估和輔助決策支持關鍵技術及應用。


※該項目于2016年3月啟動,目前處于系統實施階段。


6輸變電設備狀態監測系統有效性分析與評估項目


南網科研院


配合清華大學實現南方電網110kV及以上電壓等級的變壓器、高抗、GIS(HGIS)、隔離開關、避雷器、電壓互感器、電流互感器等主設備監測預警、診斷評價功能。系統為插件級應用,與現有系統實現無縫對接。


※該系統已驗收。


7極寒條件下特高壓變電設備診斷評價技術研究與應用項目


國網蒙東電力公司


該系統是針對蒙東極寒地區特高壓變電主設備實現極寒條件下設備失效機理研究、典型缺陷故障預判、運行狀態評估及輔助檢修決策等功能的高級應用系統。

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