CN114066163A - 一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法及装置，对电力设备进行数据获取、数据处理以及特征提取。根据状态特征量进行状态评价、故障诊断、故障预测和风险评估。根据分析结果进行检修决策、检修计划。本发明能够利用电力公司现有平台，弹性拓展设备状态分析相关业务，利用观察环节，分析环节和行动环节，实现决策分析的全维度高级应用功能，最终形成电力设备的全维度状态分析体系。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法及装置，属于电网设备状态分析技术领域。
背景技术
电力设备状态检修的基本思路是尽可能长时间使设备处于运行状态，当设备结构和性能即将到达不合格的临界状态才停运检修。状态检修改变以前以时间为基准的响应性检修，做到该修才修、修必修好。与传统的计划检修相比，它能改变长期以来定期检修模式中存在的"检修不足"或"检修过剩”的现象，减少电力设备运行经济性和安全性不高的问题。为了更好的实现电力设备状态检修，电力设备状态分析是前提。
以变电设备为例，传统的设备状态分析常采用比值故障诊断方法，专家系统诊断法。比值故障诊断方法主要依据局部放电、油中溶解气体及其他相关电气与化学试验等指标参量，采用横向比较、纵向比较、比值编码及阈值判断等数值分析方法进行诊断，但由于变电设备内部结构与故障机理复杂，其诊断准确率有待提高。专家系统诊断法是利用计算机技术将专家经验和领域知识相结合，通过知识库、数据库、推理机、解释程序、知识获取程序和人机接口的有机组织，达到解决问题能力的系统。尽管专家系统应用广泛，但大部分系统存在推理能力不足、匹配冲突、容错能力较差、推理速度慢等问题，难以满足实时评估要求。
同时，传统的设备状态分析应用常常基于设备或传感器厂家的系统的紧耦合，不利于应用的拓展。
为了克服传统的设备状态分析中比值故障诊断方法，专家系统诊断法，与厂家系统紧耦合的不足，本领域技术人员急需要设计出新的电力设备状态分析的方法。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法及装置。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
第一方面，一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法，包括以下步骤：
步骤1：对电力设备进行数据采集，对采集的数据经过数据处理和数据融合后提取表征，将表征作为电力设备的状态特征量。
步骤2：根据电力设备的状态特征量进行状态评估，获得电力设备的当前健康状态，若状态评估结果为正常，则完成整个分析流程；若状态评估结果为异常，则进入下一步。
步骤3：针对异常状态的电力设备进行故障诊断与分析，若诊断结果显示电力设备存在故障，则确定故障类型和故障原因，并制定故障检修决策；若诊断结果显示电力设备无明显故障，则依据诊断结果中可能的故障原因及发生概率进入下一步。
步骤4：针对未发生故障的异常电力设备进行风险评估，获取评估结果，若评估结果为低风险，则无需开展检修决策，若评估结果为高风险，则进入下一步。
步骤5：针对评估结果为高风险的电力设备进行故障预测，预测电力设备未来的健康状态。
步骤6：针对电力设备未来的健康状态进行检修决策，获得电力设备的检修类别。
步骤7：针对电力设备不同的检修类别、检修限制、互斥检修限制、检修资源及电网运行进行检修计划，获得检修计划。
第二方面，一种基于三层架构模式的设备状态分析装置，包括如下模块：
数据采集模块：用于对电力设备进行数据采集，对采集的数据经过数据处理和数据融合后提取表征，将表征作为电力设备的状态特征量。
状态评估模块：用于根据电力设备的状态特征量进行状态评估，获得电力设备的当前健康状态，若状态评估结果为正常，则完成整个分析流程；若状态评估结果为异常，则进入故障诊断与分析模块。
故障诊断与分析模块：用于针对异常状态的电力设备进行故障诊断与分析，若诊断结果显示电力设备存在故障，则确定故障类型和故障原因，并制定故障检修决策；若诊断结果显示电力设备无明显故障，则依据诊断结果中可能的故障原因及发生概率进入风险评估模块。
风险评估模块：用于针对未发生故障的异常电力设备进行风险评估，获取评估结果，若评估结果为低风险，则无需开展检修决策，若评估结果为高风险，则进入故障预测模块。
故障预测模块：用于针对评估结果为高风险的电力设备进行故障预测，预测电力设备未来的健康状态。
检修决策模块：用于针对电力设备未来的健康状态进行检修决策，获得电力设备的检修类别。
检修计划模块：用于针对电力设备不同的检修类别、检修限制、互斥检修限制、检修资源及电网运行进行检修计划，获得检修计划。
作为优选方案，所述数据包括：在线监测数据、试验数据、运行数据、历史检修数据、缺陷信息。
作为优选方案，所述检修类别包括大修、小修或更换。
作为优选方案，所述检修计划包括：检修内容、检修时间。
作为优选方案，所述电力设备设置为换流变压器或调相机。
有益效果：本发明提供的一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法及装置，能够利用电力公司现有平台，弹性拓展设备状态分析相关业务，利用观察环节，分析环节和行动环节，实现决策分析的全维度高级应用功能，最终形成电力设备的全维度状态分析体系。
附图说明
图1为实时电力设备状态分析的流程示意图。
图2为电力设备状态分析三层架构模式的结构示意图。
图3为电力设备状态分析装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法，包括以下步骤：
步骤1：对电力设备进行在线监测数据、试验数据、运行数据、历史检修数据、缺陷信息进行采集，经过数据处理和数据融合后提取表征，将表征作为电力设备的状态特征量。
步骤2：根据电力设备的状态特征量进行状态评估，获得电力设备的当前健康状态，若状态评估结果为正常，则完成整个分析流程；若状态评估结果为异常，则进入下一步。
步骤3：针对异常状态的电力设备进行故障诊断与分析，若诊断结果显示电力设备存在故障，则确定故障类型和故障原因，并制定故障检修决策；若诊断结果显示电力设备无明显故障，则依据诊断结果中可能的故障原因及发生概率进入下一步。
步骤4：针对未发生故障的异常电力设备进行风险评估，获取评估结果，若评估结果为低风险，则无需开展检修决策，若评估结果为高风险，则进入下一步。
步骤5：针对评估结果为高风险的电力设备进行故障预测，预测电力设备未来的健康状态。
步骤6：针对电力设备未来的健康状态进行检修决策，获得电力设备的检修类别，检修类别包括大修、小修或更换。
步骤7：针对电力设备不同的检修类别、检修限制、互斥检修限制、检修资源及电网运行进行检修计划，检修计划包括：检修内容、检修时间。
实施例1：
如图2所示，一种三层架构模式，包括：观察、分析和行动三个环节。三个环节构成了功能架构的数据流向和功能边界。
其中，观察环节包括：数据获取、数据处理以及特征提取。
分析环节包括：状态评价、故障诊断、故障预测和风险评估。
行动环节包括：检修决策、检修计划。
实施例2：
一种基于三层架构模式的设备状态分析装置，包括如下模块：
数据采集模块：用于对电力设备进行在线监测数据、试验数据、运行数据、历史检修数据、缺陷信息进行采集，经过数据处理和数据融合后提取表征，将表征作为电力设备的状态特征量。
状态评估模块：用于根据电力设备的状态特征量进行状态评估，获得电力设备的当前健康状态，若状态评估结果为正常，则完成整个分析流程；若状态评估结果为异常，则进入故障诊断与分析模。
故障诊断与分析模块：用于针对异常状态的电力设备进行故障诊断与分析，若诊断结果显示电力设备存在故障，则确定故障类型和故障原因，并制定故障检修决策；若诊断结果显示电力设备无明显故障，则依据诊断结果中可能的故障原因及发生概率进入风险评估模块。
风险评估模块：用于针对未发生故障的异常电力设备进行风险评估，获取评估结果，若评估结果为低风险，则无需开展检修决策，若评估结果为高风险，则进入故障预测模块。
故障预测模块：用于针对评估结果为高风险的电力设备进行故障预测，预测电力设备未来的健康状态。
检修决策模块：用于针对电力设备未来的健康状态进行检修决策，获得电力设备的检修类别，检修类别包括大修、小修或更换。
检修计划模块：用于针对电力设备不同的检修类别、检修限制、互斥检修限制、检修资源及电网运行进行检修计划，检修计划包括：检修内容、检修时间。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：对电力设备进行数据采集，对采集的数据经过数据处理和数据融合后提取表征，将表征作为电力设备的状态特征量；
步骤2：根据电力设备的状态特征量进行状态评估，获得电力设备的当前健康状态，若状态评估结果为正常，则完成整个分析流程；若状态评估结果为异常，则进入下一步；
步骤3：针对异常状态的电力设备进行故障诊断与分析，若诊断结果显示电力设备存在故障，则确定故障类型和故障原因，并制定故障检修决策；若诊断结果显示电力设备无明显故障，则依据诊断结果中可能的故障原因及发生概率进入下一步；
步骤4：针对未发生故障的异常电力设备进行风险评估，获取评估结果，若评估结果为低风险，则无需开展检修决策，若评估结果为高风险，则进入下一步；
步骤5：针对评估结果为高风险的电力设备进行故障预测，预测电力设备未来的健康状态；
步骤6：针对电力设备未来的健康状态进行检修决策，获得电力设备的检修类别；
步骤7：针对电力设备不同的检修类别、检修限制、互斥检修限制、检修资源及电网运行进行检修计划，获得检修计划。
2.根据权利要求1所述的一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法，其特征在于：所述数据包括：在线监测数据、试验数据、运行数据、历史检修数据和缺陷信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法，其特征在于：所述检修类别包括大修、小修或更换。
4.根据权利要求1所述的一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法，其特征在于：所述检修计划包括：检修内容、检修时间。
5.根据权利要求1所述的一种基于三层架构模式的电力设备状态分析方法，其特征在于：所述电力设备设置为换流变压器或调相机。
6.一种基于三层架构模式的电力设备状态分析模块，其特征在于：包括如下模块：
数据采集模块：用于对电力设备进行数据采集，对采集的数据经过数据处理和数据融合后提取表征，将表征作为电力设备的状态特征量；
状态评估模块：用于根据电力设备的状态特征量进行状态评估，获得电力设备的当前健康状态，若状态评估结果为正常，则完成整个分析流程；若状态评估结果为异常，则进入故障诊断与分析模块；
故障诊断与分析模块：用于针对异常状态的电力设备进行故障诊断与分析，若诊断结果显示电力设备存在故障，则确定故障类型和故障原因，并制定故障检修决策；若诊断结果显示电力设备无明显故障，则依据诊断结果中可能的故障原因及发生概率进入风险评估模块；
风险评估模块：用于针对未发生故障的异常电力设备进行风险评估，获取评估结果，若评估结果为低风险，则无需开展检修决策，若评估结果为高风险，则进入故障预测模块；
故障预测模块：用于针对评估结果为高风险的电力设备进行故障预测，预测电力设备未来的健康状态；
检修决策模块：用于针对电力设备未来的健康状态进行检修决策，获得电力设备的检修类别；
检修计划模块：用于针对电力设备不同的检修类别、检修限制、互斥检修限制、检修资源及电网运行进行检修计划，获得检修计划。
7.根据权利要求6所述的一种基于三层架构模式的电力设备状态分析装置，其特征在于：所述数据包括：在线监测数据、试验数据、运行数据、历史检修数据和缺陷信息。
8.根据权利要求6所述的一种基于三层架构模式的电力设备状态分析装置，其特征在于：所述检修类别包括大修、小修或更换。
9.根据权利要求6所述的一种基于三层架构模式的电力设备状态分析装置，其特征在于：所述检修计划包括：检修内容、检修时间。
10.根据权利要求6所述的一种基于三层架构模式的电力设备状态分析装置，其特征在于：所述电力设备设置为换流变压器或调相机。
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