[發明專利]一種面向大數據應用的電力設備狀態量動態閾值獲取方法

有效

• 申請號: 201710354861.3
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107271809B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 周盟;周正欽;谷凱凱;許曉路;徐進霞;郭艷雪;張玉剛;陳宏剛
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網甘肅省電力公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院;國網福建省電力有限公司;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G06F17/18
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 張惠玲

本發明公開了一種面向大數據應用的電力設備狀態量動態閾值獲取方法，通過廣義的橫縱向對比為設備狀態量分析提供了工程可行的方法，使得計算結果更加貼近實際需求，實現了從設備群體到個體的全面分析及狀態量所處狀態的準確定位。通過實例的驗證表明，該方法相比于現在所用的定閾值分析法更加符合電網精益化運維要求，提高了現場運行數據的可利用率，減小了設備過度維修和維修不足的風險。

技術領域

本發明涉及電力系統設備的維護和檢修領域，更具體地說，涉及一種面向大數據應用的電力設備狀態量動態閾值獲取方法。

背景技術

隨著智能電網建設和狀態檢修開展的不斷深入，以及傳感和計算機技術在電網運維的深入應用，國網及各省設備狀態評價中心開展設備的實時、動態分析已成為常態化工作，輸變電設備產生的運檢數據量呈指數級增長，電力公司獲取了設備狀態量的大數據樣本。如何應用這些大數據樣本為精益化運維服務是當前急需解決的問題。當前廣泛存在著設備狀態評價系統周期長、對信息的分析利用不足等問題。

國內外目前比較常用的設備狀態量，大致可分為正常狀態、基準態狀態、異常狀態三類：正常狀態表明設備不存在與該狀態量相關的缺陷；異常狀態表明設備已存在與該狀態量相關的缺陷甚至故障；基準態是指設備可能存在或發展為與該狀態量相關的缺陷，介于正常與異常之間。目前對設備的狀態量分析判斷仍然采用定期檢修常用的定閾值比較方法，該方法存在以下兩種明顯的不足：一是狀態量超過規定閾值但設備仍能正常運行，只需加強監測；二是狀態量沒超過規定閾值，但設備繼續運行存在較高的故障風險。顯然基于簡單的閾值判斷方法是非常粗放的，不符合狀態檢修的內在要求。

同時，依照國外對電力設備的差異化管理方法和經驗，對于電力公司管理的變壓器群來說，可能存在問題變壓器是小于10％的，其中比較嚴重而需要進行檢修或更換的可能占2％左右，剩余8％左右只需加強監測或視情提前檢修。因此事實上可以挑選出狀態劣化最為嚴重的一批變壓器進行檢修，以優化配置公司檢修資源，提高公司檢修效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種面向大數據應用的電力設備狀態量動態閾值獲取方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種面向大數據應用的電力設備狀態量動態閾值獲取方法，針對不隨時間年限正常老化的狀態量分析，采用廣義橫向比較分析法；針對隨時間年限正常老化的狀態量分析，采用廣義縱向比較分析法；

廣義橫向比較分析法包括以下步驟：收集某一地區的同一電壓等級變壓器群的同一狀態量實測值，形成該狀態量的大數據樣本；計算小于狀態量值的變壓器占樣本總數量的比重，形成百分數-狀態量值對，在二維坐標系描繪百分數與狀態量值的曲線圖并進行擬合，擬合得到的曲線為狀態量基準分布曲線；將狀態量基準分布曲線分為正常狀態區域、基準狀態區域、異常狀態區域三個區域，將實測狀態量與狀態量基準分布曲線比較即可對該狀態量進行評估。

廣義縱向比較分析法包括以下步驟：

收集并形成運行年限、狀態量值樣本對，在二維坐標系描繪在時間與狀態量值的散點圖并獲取回歸線L，采用置信區間理論計算上置信區間線L1及下置信區間線L2，通過L1及L2對當前狀態量閾值進行動態修正。

在上述廣義縱向比較分析法的步驟中，采用最小二乘算法獲取回歸線L。

優選地，最小二乘算法包括以下步驟：假設給定數據點(x_i,y_i)(i＝0,1,...,m)，φ為所有次數不超過n(n≤m)的多項式構成的函數類，確定多項式使得取最小值，由多元函數求極值的必要條件，得

(1)式是關于a₀,a₁,...,a_n的線性方程組，用矩陣表示為