一種電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力設(shè)備(power system)主要包括以發(fā)電設(shè)備和供電設(shè)備兩大類，發(fā)電設(shè)備主要是電站鍋爐、蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器等等，供電設(shè)備主要是各種電壓等級的輸電線路、互感器、接觸器等等。電力二次設(shè)備構(gòu)成的是一個(gè)系統(tǒng)，不僅僅是裝置本身，如交流、直流、控制回路等，由于部分回路還沒有監(jiān)測手段，對設(shè)備狀態(tài)無法進(jìn)行實(shí)時(shí)的技術(shù)分析判斷。因此，就電氣二次設(shè)備的應(yīng)用現(xiàn)狀而言嚴(yán)格意義上講大多數(shù)保護(hù)并不具備狀態(tài)檢修的條件
電力系統(tǒng)中電力設(shè)備大多采用的計(jì)劃檢修體制存在著嚴(yán)重缺陷，如臨時(shí)性維修頻繁、維修不足或維修過剩、盲目維修等，這使世界各國每年在設(shè)備維修方面耗資巨大。怎樣及時(shí)了解電力設(shè)備的狀態(tài)，同時(shí)保證系統(tǒng)有較高的可靠性，對系統(tǒng)運(yùn)行人員來說是一個(gè)重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種有效的和準(zhǔn)確的電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)分析方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)分析方法，包括如下步驟:
1)讀取數(shù)據(jù)庫:讀取電力設(shè)備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)；
2)數(shù)據(jù)預(yù)處理:對讀取的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除讀取數(shù)據(jù)中的無效數(shù)據(jù)；
3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模:以預(yù)處理后的數(shù)據(jù)作為輸入，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)方法建立電力設(shè)備的綜合狀態(tài)量評估模型；
4)綜合狀態(tài)量評估模型存儲(chǔ):將獲得的電力設(shè)備的綜合狀態(tài)量評估模型存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中；
5)讀取綜合狀態(tài)量評估模型:讀取數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的電力設(shè)備的綜合狀態(tài)量評估模型；
6)獲取數(shù)據(jù):實(shí)時(shí)獲取電力設(shè)備輸出功率、電阻、電壓、電流、局部放電、溫度、空氣密度數(shù)據(jù)；
7)期望輸出功率計(jì)算:以獲取的電阻、電壓、電流、局部放電、溫度、空氣密度數(shù)據(jù)作為綜合狀態(tài)量評估模型輸入，計(jì)算期望電力設(shè)備輸出功率；
8)期望輸出功率與實(shí)際輸出功率偏差統(tǒng)計(jì):對期望電力設(shè)備輸出功率與電力設(shè)備實(shí)際輸出功率進(jìn)行偏差統(tǒng)計(jì)；
9)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判定:根據(jù)實(shí)際輸出功率采集數(shù)據(jù)相對于期望輸出功率的波動(dòng)采用多數(shù)投票算法對電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判定。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是: 本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)更加有效和準(zhǔn)確的電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)測，也即為電力設(shè)備維護(hù)維修提供更加有效的和準(zhǔn)確的決策支持。
【具體實(shí)施方式】
[0006]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0007]實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例中，一種電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)分析方法，包括:
讀取數(shù)據(jù)庫:讀取電力設(shè)備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)。
[0008]數(shù)據(jù)預(yù)處理:對讀取的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除讀取數(shù)據(jù)中的無效數(shù)據(jù)；無效數(shù)據(jù)包括停機(jī)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，故障時(shí)采集的數(shù)據(jù)，極端天氣條件下采集的數(shù)據(jù)和電力設(shè)備調(diào)試時(shí)采集的數(shù)據(jù)。故障時(shí)采集的數(shù)據(jù)包括網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)采集的數(shù)據(jù)和傳感器故障時(shí)采集的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的采集時(shí)間間隔為0.5分鐘。極端天氣總體可以分為極端高溫、極端低溫、極端干旱、極端降水等幾類，一般特點(diǎn)是發(fā)生概率小、社會(huì)影響大，如雷擊、冰雹、颶風(fēng)、地震、海嘯、洪水、火山噴發(fā)等。
[0009]神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模:以預(yù)處理后的數(shù)據(jù)作為輸入，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)方法建立電力設(shè)備的綜合狀態(tài)量評估模型。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為:①核函數(shù)為Tansig函數(shù)輸入層節(jié)點(diǎn)為4個(gè)輸出層節(jié)點(diǎn)為I個(gè)；④神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)為I層；采用的機(jī)器學(xué)習(xí)方法為正交最小二乘學(xué)習(xí)方法，用于對徑向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的重點(diǎn)是構(gòu)造閾值邏輯單元，一個(gè)值邏輯單元是一個(gè)對象，它可以輸入一組加權(quán)系數(shù)的量，對它們進(jìn)行求和，如果這個(gè)和達(dá)到或者超過了某個(gè)閾值，輸出一個(gè)量。如有輸入值X1, X2,...，1和它們的權(quán)系數(shù)=W1, W2,...，Wn，求和計(jì)算出的X1-W1，產(chǎn)生了激發(fā)層a=(X1W1) + (X2*w2) +...+ (X1W1) +...+ (Xn*Wn)，其中X1是各條記錄出現(xiàn)頻率或其他參數(shù)，W i是綜合狀態(tài)量評估模型中得到的權(quán)系數(shù)。
[0010]綜合狀態(tài)量評估模型存儲(chǔ):將獲得的電力設(shè)備的綜合狀態(tài)量評估模型存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。
[0011]讀取綜合狀態(tài)量評估模型:讀取數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的電力設(shè)備的綜合狀態(tài)量評估模型。
[0012]獲取數(shù)據(jù):實(shí)時(shí)獲取電力設(shè)備輸出功率、電阻、電壓、電流、局部放電、溫度、空氣密度數(shù)據(jù)。
[0013]期望輸出功率計(jì)算:以獲取的電阻、電壓、電流、局部放電、溫度、空氣密度數(shù)據(jù)作為綜合狀態(tài)量評估模型輸入，計(jì)算期望電力設(shè)備輸出功率。
[0014]期望輸出功率與實(shí)際輸出功率偏差統(tǒng)計(jì):對期望電力設(shè)備輸出功率與電力設(shè)備實(shí)際輸出功率進(jìn)行偏差統(tǒng)計(jì)。電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判定:根據(jù)實(shí)際輸出功率采集數(shù)據(jù)相對于期望輸出功率的波動(dòng)采用多數(shù)投票算法對電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判定。當(dāng)實(shí)際輸出功率采樣點(diǎn)相對于期望輸出功率波動(dòng)多數(shù)在0.5%以內(nèi)，則判定風(fēng)力發(fā)電機(jī)為正常運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)實(shí)際輸出功率采樣點(diǎn)相對于期望輸出功率波動(dòng)多數(shù)在0.5-2.5%內(nèi)，則判定風(fēng)力發(fā)電機(jī)非正常運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)實(shí)際輸出功率采樣點(diǎn)相對于期望輸出功率波動(dòng)多數(shù)超過2.5%，則判定風(fēng)力發(fā)電機(jī)為故障狀態(tài)。
[0015]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
[0016]此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)分析方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)讀取數(shù)據(jù)庫:讀取電力設(shè)備的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)； 2)數(shù)據(jù)預(yù)處理:對讀取的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除讀取數(shù)據(jù)中的無效數(shù)據(jù)； 3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模:以預(yù)處理后的數(shù)據(jù)作為輸入，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器學(xué)習(xí)方法建立電力設(shè)備的綜合狀態(tài)量評估模型； 4)綜合狀態(tài)量評估模型存儲(chǔ):將獲得的電力設(shè)備的綜合狀態(tài)量評估模型存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中； 5)讀取綜合狀態(tài)量評估模型:讀取數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的電力設(shè)備的綜合狀態(tài)量評估模型； 6)獲取數(shù)據(jù):實(shí)時(shí)獲取電力設(shè)備輸出功率、電阻、電壓、電流、局部放電、溫度、空氣密度數(shù)據(jù)； 7)期望輸出功率計(jì)算:以獲取的電阻、電壓、電流、局部放電、溫度、空氣密度數(shù)據(jù)作為綜合狀態(tài)量評估模型輸入，計(jì)算期望電力設(shè)備輸出功率； 8)期望輸出功率與實(shí)際輸出功率偏差統(tǒng)計(jì):對期望電力設(shè)備輸出功率與電力設(shè)備實(shí)際輸出功率進(jìn)行偏差統(tǒng)計(jì)； 9)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判定:根據(jù)實(shí)際輸出功率采集數(shù)據(jù)相對于期望輸出功率的波動(dòng)采用多數(shù)投票算法對電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判定。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)分析方法，經(jīng)過讀取數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)預(yù)處理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立電力設(shè)備的綜合狀態(tài)量評估模型、模型存儲(chǔ)、讀取綜合狀態(tài)量評估模型、獲取數(shù)據(jù)、期望輸出功率計(jì)算、期望輸出功率與實(shí)際輸出功率偏差統(tǒng)計(jì)、電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)判定：根據(jù)實(shí)際輸出功率采集數(shù)據(jù)相對于期望輸出功率的波動(dòng)采用多數(shù)投票算法對電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判定。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)更加有效和準(zhǔn)確的電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)測，也即為電力設(shè)備維護(hù)維修提供更加有效的和準(zhǔn)確的決策支持。
【IPC分類】G06F19/00
【公開號】CN105117591
【申請?zhí)枴緾N201510499501
【發(fā)明人】王棟, 韓梅梅, 張艷霞, 俞迎新, 李加剛
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東禹城市供電公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月15日