[發明專利]一種面向云邊協同的電力設備故障識別方法及系統

在審

• 申請號: 202211026478.2
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115423009A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 雷煜卿;仝杰;彭國政;張中浩;張樹華
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網有限公司;國網天津市電力公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G01R31/56;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京中巡通大知識產權代理有限公司 11703
• 代理人: 張弘

本發明公開了一種面向云邊協同的電力設備故障識別方法及系統，包括：獲取目標電力設備實時監測參量，由實時監測參量得到故障現象數據；將故障現象數據輸入采用預先訓練的故障原因識別模型，對故障原因進行分類得到不同的故障原因；對不同故障原因在故障分析中的重要程度進行計算，獲取基于故障原因判斷故障部件時的權重組合，根據故障原因和權重組合定位對應的故障部件。本發明通過邊緣物聯終端或者采集終端實時采集數據進行故障現象識別故障原因，故障原因定位故障部件，解決了云端計算架構模式下現場傳感器信息處理時效性不足、信息傳輸難度大、現場故障診斷難于實施等眾多問題，具有顯著的應用價值。

技術領域

本發明屬于電網故障診斷技術領域，具體涉及一種面向云邊協同的電力設備故障識別方法及系統。

背景技術

電力物聯網為電力系統能源生產、傳輸、配售等各環節提供信息和數據支持，對優化電網運行、降低管理成本、提升經濟效益、提高服務質量有極大的促進作用。

為了有效提升數據共享能力，提升信息管理、信息價值挖掘、大數據及人工智能分析等水平，現階段采用云計算架構，將感知層數據上傳到云平臺集中處理應用。但在海量數據背景下存在以下問題：一方面云平臺數據傳輸時延大，造成業務響應不及時，另一方面數據集中于云平臺，造成網絡傳輸、云端計算資源的巨大負擔等。隨著電力物聯網數字化轉型的不斷深入，在相對數以萬計接入需求下云平臺的信息系統架構在業務處理時效性、中心數據處理能力等方面的局限性顯現出來。云邊協同技術的提出為上述問題提供了解決思路，其核心思想是將部分數據處理、分析、相關應用程序部署至靠近數據源的邊緣層中，以降低數據處理時延，緩解云平臺的資源壓力。

邊緣計算是在靠近物或數據源頭的網絡邊緣側，融合網絡、計算、存儲、應用核心能力的分布式開放平臺，就近提供邊緣智能服務，可以滿足行業數字化在敏捷聯接、實時業務、數據優化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。電力行業開展邊緣計算的研究應用已經啟動。邊緣層采用“統一硬件平臺+邊緣操作系統+APP業務應用軟件”的技術架構，考慮通過邊緣計算技術提高業務處理的實時性，降低云主站通訊和計算的壓力。

變壓器作為電網節點的核心設備，其運行狀態評估技術發展近年來備受關注，許多科研機構、高校、企業投入研究，開發了油中氣體在線監測、局部放電在線監測、套管絕緣在線監測、鐵芯接地電流在線監測及其評估診斷系統。變壓器故障主要有繞組故障、鐵芯故障、主絕緣故障、引線故障、分接故障、套管故障。不同故障的發展對應著狀態特征量的變化，例如：圍屏放電、匝間短路、絕緣浸漬不良等引起局部放電，過負荷或冷卻不良引起繞組過熱，不良工況引起繞組變形、主絕緣/縱絕緣損傷等；在電性故障或過熱故障作用下，絕緣油的分解產生各種低分子烴和氫氣，油紙絕緣發生裂解，釋放出CO和CO₂。對于過熱特征量的監測手段有紅外熱像、油溫、內置光纖測溫、噪聲等監測方法；對于電氣特征量有油色譜、局部放電、噪聲、電壓、電流等監測方法。通過傳感器監測故障現象往往不能準確定位故障原因和故障部件，例如：油中含有水，可以與鐵作用生成氫氣；溫度較高時，油中有氧時，設備中某些油漆在某些不銹鋼的催化下，可能生成大量的氫；設備檢修時暴露在空氣中的油可吸收空氣中的CO₂等。因此通過多餐量傳感器監測到多種故障現象，基于多種故障現象評估故障原因和故障部件是提高變電設備故障定位精度的必要方法。故現有技術存在云端計算架構模式下現場傳感器信息處理時效性不足、信息傳輸難度大、現場故障診斷難于實施等眾多問題。

發明內容

針對上述存在的不足，本發明的目的是提供一種面向云邊協同的電力設備故障識別方法及系統，本發明通過邊緣物聯終端或者采集終端實時采集數據進行故障現象識別故障原因，故障原因定位故障部件，解決了云端計算架構模式下現場傳感器信息處理時效性不足、信息傳輸難度大、現場故障診斷難于實施等眾多問題，具有顯著的應用價值。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種面向云邊協同的電力設備故障識別方法，包括：