輸變電設(shè)備狀態(tài)變化預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輸變電設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種輸變電設(shè)備狀態(tài)變化預(yù)測(cè)方法和系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國民經(jīng)濟(jì)與電網(wǎng)的發(fā)展，一方面電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，輸變電設(shè)備數(shù)量激增，供 電可靠性壓力提高；另一方面，人力資源相對(duì)顯得短缺，維護(hù)力量的發(fā)展跟不上電網(wǎng)規(guī)模發(fā) 展。電力設(shè)備狀態(tài)檢修與設(shè)備運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性緊密相關(guān)。設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果可用于 電網(wǎng)設(shè)備規(guī)劃設(shè)計(jì)等資產(chǎn)生命周期環(huán)節(jié)的管理工作，以及故障預(yù)測(cè)故障類型及故障處理等 環(huán)節(jié)。電力設(shè)備狀態(tài)檢修是保障國民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)重要工作。
[0003]目前，國內(nèi)外對(duì)輸變電設(shè)備健康水平和運(yùn)行狀況好壞的評(píng)估，主要還是借鑒相關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，通過停電預(yù)防性試驗(yàn)和定期檢修來實(shí)現(xiàn)的，絕大部分設(shè)備到了 規(guī)定的時(shí)間就要進(jìn)行大修，可能出現(xiàn)對(duì)健康狀態(tài)良好的設(shè)備做了不必要的檢修工作，而且 在設(shè)備尚未出現(xiàn)健康問題時(shí)就對(duì)其實(shí)行停運(yùn)檢修或更換設(shè)備，很大程度上浪費(fèi)了人力、物 力和財(cái)力。所以如何能夠快速、準(zhǔn)確地確定輸變電設(shè)備健康狀態(tài)并對(duì)設(shè)備可能出現(xiàn)的狀態(tài) 進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而降低人力物力成本成為了現(xiàn)在電力行業(yè)亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為此，本發(fā)明提供了一種低成本且準(zhǔn)確率較高的輸變電設(shè)備狀態(tài)變化預(yù)測(cè)方法和 系統(tǒng)。
[0005] -種輸變電設(shè)備狀態(tài)變化預(yù)測(cè)方法，包括
[0006] 采集待檢測(cè)輸變電設(shè)備的N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)，并對(duì)N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得 到與待檢測(cè)輸變電設(shè)備對(duì)應(yīng)的第一特征向量；
[0007] 將第一特征向量輸入對(duì)應(yīng)的聚類模型中得到待檢測(cè)設(shè)備的當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)；
[0008] 根據(jù)當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)判斷待檢測(cè)輸變電設(shè)備是否處于故障狀態(tài)；
[0009] 若否，則根據(jù)當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)及待檢測(cè)輸變電設(shè)備對(duì)應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣預(yù)測(cè)待檢測(cè) 設(shè)備發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變的概率，以預(yù)測(cè)待檢測(cè)輸變電設(shè)備狀態(tài)的變化。
[0010] 在其中一種實(shí)施方式中，在采集待檢測(cè)輸變電設(shè)備的N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)，并對(duì)N 個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到與待檢測(cè)輸變電設(shè)備對(duì)應(yīng)的第一特征向量的步驟之前，還包 括：預(yù)先建立聚類模型的步驟，預(yù)先建立聚類模型包括：
[0011] 獲取電網(wǎng)的輸變電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并從歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中提取每臺(tái)輸變電設(shè) 備的N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)；
[0012] 對(duì)每個(gè)輸變電設(shè)備的N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到每個(gè)輸變電設(shè)備的第二特 征向量；
[0013] 分別將每個(gè)輸變電設(shè)備的第二特征向量采用無聚類監(jiān)督算法得到每個(gè)輸變電設(shè) 備對(duì)應(yīng)的Μ類設(shè)備狀態(tài)，并對(duì)Μ類設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)記得到對(duì)應(yīng)的輸變電設(shè)備的聚類模型。
[0014] 在其中一種實(shí)施方式中，在預(yù)先建立聚類模型的步驟之后，還包括建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移 矩陣的步驟，建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣包括：
[0015] 按時(shí)間順序依次將第二特征向量輸入聚類模型，得到待檢測(cè)輸變電設(shè)備的設(shè)備狀 態(tài)變化情況；
[0016] 統(tǒng)計(jì)設(shè)備狀態(tài)變化情況中從一個(gè)設(shè)備狀態(tài)到其它設(shè)備狀態(tài)變化的次數(shù)，得到不同 設(shè)備狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率以得到狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣。
[0017] 在其中一種實(shí)施方式中，采集待檢測(cè)輸變電設(shè)備的N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)，并對(duì)N個(gè)狀 態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到與待檢測(cè)輸變電設(shè)備對(duì)應(yīng)的第一特征向量的步驟包括：
[0018] 采集待檢測(cè)輸變電設(shè)備的N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)；
[0019] 對(duì)N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行量化和歸一化處理，得到與待檢測(cè)輸變電設(shè)備對(duì)應(yīng)的第 一特征向量。
[0020] -種輸變電設(shè)備狀態(tài)變化預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括
[0021] 采集模塊，用于采集待檢測(cè)輸變電設(shè)備的N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)，并對(duì)N個(gè)狀態(tài)特征數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理得到與待檢測(cè)輸變電設(shè)備對(duì)應(yīng)的第一特征向量；
[0022] 聚類模塊，用于將第一特征向量輸入對(duì)應(yīng)的聚類模型中得到待檢測(cè)設(shè)備的當(dāng)前設(shè) 備狀態(tài)；
[0023] 判斷模塊，用于根據(jù)當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)判斷待檢測(cè)輸變電設(shè)備是否處于故障狀態(tài)；
[0024] 預(yù)測(cè)模塊，用于在判斷模塊的判斷結(jié)果為否時(shí)，根據(jù)當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)及待檢測(cè)輸變 電設(shè)備對(duì)應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣預(yù)測(cè)待檢測(cè)設(shè)備發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變的概率，以預(yù)測(cè)待檢測(cè)輸變電設(shè) 備狀態(tài)的變化。
[0025] 在其中一種實(shí)施方式中，還包括：建模模塊，建模模塊包括：
[0026] 提取單元，用于獲取電網(wǎng)的輸變電設(shè)備的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，并從歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)中提 取每臺(tái)輸變電設(shè)備的N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)；
[0027] 第一處理單元，用于對(duì)每個(gè)輸變電設(shè)備的N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到每個(gè)輸 變電設(shè)備的第二特征向量；
[0028] 聚類單元，用于分別將每個(gè)輸變電設(shè)備的第二特征向量采用無聚類監(jiān)督算法得到 每個(gè)輸變電設(shè)備對(duì)應(yīng)的Μ類設(shè)備狀態(tài)，并對(duì)Μ類設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)記得到對(duì)應(yīng)的輸變電設(shè)備 的聚類模型。
[0029] 在其中一種實(shí)施方式中，還包括狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣建立模塊，狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣建立模塊 包括：
[0030] 分析單元，用于按時(shí)間順序依次將第二特征向量輸入聚類模型，得到待檢測(cè)輸變 電設(shè)備的設(shè)備狀態(tài)變化情況；
[0031] 計(jì)算單元，用于統(tǒng)計(jì)設(shè)備狀態(tài)變化情況中從一個(gè)設(shè)備狀態(tài)到其它設(shè)備狀態(tài)變化的 次數(shù)，得到不同設(shè)備狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率以得到狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣。
[0032] 在其中一種實(shí)施方式中，采集模塊包括：
[0033] 采集單元，用于采集待檢測(cè)輸變電設(shè)備的Ν個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)；
[0034] 第二處理單元，用于對(duì)Ν個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行量化和歸一化處理得到與待檢測(cè)輸 變電設(shè)備對(duì)應(yīng)的第一特征向量。
[0035] 該輸變電設(shè)備狀態(tài)變化預(yù)測(cè)，通過采集待檢測(cè)設(shè)備當(dāng)前的第一狀態(tài)特征數(shù)據(jù)，將 當(dāng)前的第一狀態(tài)特征數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)先建立的聚類模塊得到當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)，若當(dāng)前設(shè)備不處 于故障狀態(tài)，則根據(jù)當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)和狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣預(yù)測(cè)該輸變電設(shè)備發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變的概 率從而預(yù)測(cè)該輸變電設(shè)備的狀態(tài)變化。該方法能夠快速的確定當(dāng)待檢測(cè)設(shè)備的當(dāng)前設(shè)備狀 態(tài)，并預(yù)測(cè)可能發(fā)生轉(zhuǎn)變的設(shè)備狀態(tài)的概率，從而針對(duì)較大問題故障的設(shè)備能夠及時(shí)進(jìn)行 檢修和更換，從而有效地保障電力設(shè)備的正常運(yùn)行。該方法通過聚類模型和狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣 進(jìn)行分析，成本低且準(zhǔn)確率高。
【附圖說明】
[0036] 圖1為一種實(shí)施方式的輸變電設(shè)備狀態(tài)變化預(yù)測(cè)方法的流程圖；；
[0037] 圖2為另一種實(shí)施方式的輸變電設(shè)備狀態(tài)變化預(yù)測(cè)方法的流程圖；
[0038] 圖3為一種實(shí)施方式的預(yù)先建立聚類模型的方法的流程圖；
[0039] 圖4為一種實(shí)施方式的建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣的方法的流程圖；
[0040] 圖5為一種實(shí)施方式的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的示意圖；
[0041] 圖6為一種實(shí)施方式的采集狀態(tài)特征數(shù)據(jù)得到第一特征向量的方法的流程圖；
[0042] 圖7為一種實(shí)施方式的輸變電設(shè)備狀態(tài)變化預(yù)測(cè)系統(tǒng)的功能模塊示意圖；
[0043] 圖8為另一種實(shí)施方式的輸變電設(shè)備狀態(tài)變化預(yù)測(cè)系統(tǒng)的功能模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044] 如圖1所示，一種輸變電設(shè)備狀態(tài)變化預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：
[0045] S30 :采集待檢測(cè)輸變電設(shè)備的N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)，并對(duì)N個(gè)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理得到與待檢測(cè)輸變電設(shè)備對(duì)應(yīng)的第一特征向量。
[0046] 本實(shí)施方式以電壓等級(jí)220kV，容量120MVA及以上的大型油浸式電力變壓器為例 進(jìn)行說明，由于變壓器生產(chǎn)廠家、制造結(jié)構(gòu)不同，特別是電壓等級(jí)不同與容量的差異，其影 響評(píng)估的因素指標(biāo)也不同，本發(fā)明從反映變壓器運(yùn)行狀態(tài)的油色譜分析、電氣試驗(yàn)、油化試 驗(yàn)、變壓器附件方面來評(píng)估狀態(tài)。因此，確定的變壓器的狀態(tài)特征包括：油色譜分析、電氣試 驗(yàn)、油化試驗(yàn)和變壓器附件。
[0047] 當(dāng)需要對(duì)某一臺(tái)變壓器的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估時(shí)，采集該變壓器的上述4個(gè)狀態(tài)特 征數(shù)據(jù)，并對(duì)狀態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到對(duì)應(yīng)的特征向量。
[0048] S40:將第一特征向量輸入對(duì)應(yīng)的聚類模型中得到待檢測(cè)設(shè)備的當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)。
[0049] 將第一特征向量輸入該輸變電設(shè)備對(duì)應(yīng)的聚類模型中得到該特征向量的所屬設(shè) 備狀態(tài)的分類結(jié)果，從而得到待檢測(cè)設(shè)備的當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)。
[0050] S50 :根據(jù)當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)判斷待檢測(cè)輸變電設(shè)備是否處于故障狀態(tài)。
[0051] 若是，則產(chǎn)生故障提示信息，提示相關(guān)工作人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修，并在設(shè)備維護(hù)投 入使用后繼續(xù)執(zhí)行步驟S30。
[0052] 若否，則執(zhí)行步驟S60 :根據(jù)當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)及待檢測(cè)輸變電設(shè)備對(duì)應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移 矩陣預(yù)測(cè)待檢測(cè)設(shè)備發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)變的概率，以預(yù)測(cè)