摘要：近些年，我國的電力行業(yè)發(fā)展非常快速，為解決變電運(yùn)維工作中所獲得的大量設(shè)備數(shù)據(jù)未能得到充分利用的問題，本文在搭建變電站云平臺已成為可能的條件下，主要結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對運(yùn)行人員從現(xiàn)場獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。這些數(shù)據(jù)包括設(shè)備壓力、泄漏電流、動作次數(shù)、以及設(shè)備臺賬等，可以用來提高工作效率和質(zhì)量、進(jìn)行業(yè)務(wù)決策，避免形成數(shù)據(jù)孤島，提高變電運(yùn)維的智能化水平。一是利用了趨勢外推法進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合來指導(dǎo)設(shè)備巡視維護(hù)工作，二是采用多元線性回歸法分析設(shè)備狀態(tài)的影響因素并進(jìn)行缺陷預(yù)測和故障診斷，三是通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)進(jìn)行電網(wǎng)停電承載力分析。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)挖掘;變電運(yùn)維;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);承載力分析;缺陷預(yù)測

　　引言

　　近年來，電力行業(yè)對通信技術(shù)的重視程度不斷加強(qiáng)，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。為確保配電網(wǎng)管理系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的信息等進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，因此有更多的數(shù)據(jù)生成。目前，國家借助多種措施對電力市場進(jìn)行改革，同時(shí)智能電網(wǎng)技術(shù)也在不斷發(fā)展，信息數(shù)據(jù)會愈發(fā)龐大，電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲存能力必須要逐漸提升起來。

　　電力論文投稿刊物：《智慧電力》(月刊)創(chuàng)刊于1973年，由國網(wǎng)陜西省電力公司主辦，是國內(nèi)外公開發(fā)行的全國性科技刊物。《智慧電力》除特高壓技術(shù)、電力系統(tǒng)、分析與研究、設(shè)計(jì)與規(guī)劃、電力信息與安全等傳統(tǒng)欄目外，還設(shè)置和打造智能電網(wǎng)，電動汽車技術(shù)，分布式發(fā)電，儲能和微電網(wǎng)，清潔能源發(fā)電等特色欄目。

　　1變電站巡視

　　在電力系統(tǒng)中，進(jìn)行變電站巡視是一個(gè)不可避免的環(huán)節(jié)，它是電力設(shè)備正常、平穩(wěn)運(yùn)行的重要保證。而依照國家電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化的電力設(shè)備巡檢必然會產(chǎn)生巡檢狀態(tài)、巡檢視頻等大量的數(shù)據(jù)，能否高效的采集和存儲這些數(shù)據(jù)將直接決定巡檢的質(zhì)量和對設(shè)備狀態(tài)的判斷，它不僅是設(shè)備狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)保證，也符合變電站綜合自動化正在實(shí)施的電氣運(yùn)行模式的需要。

　　一方面，變電站巡視工作是運(yùn)行人員的日常工作，具備重復(fù)性強(qiáng)、工作量大、難以保證巡視質(zhì)量等特點(diǎn)，需要嚴(yán)格遵循巡視周期并按要求執(zhí)行巡視作業(yè)卡。在巡視過程中會產(chǎn)生大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，例如保護(hù)數(shù)據(jù)、通信數(shù)據(jù)、時(shí)鐘數(shù)據(jù)、電能計(jì)量讀數(shù)等設(shè)備的各種運(yùn)行參數(shù)。如變壓器及高壓電抗器油中溶解氣體含量、局部放電數(shù)據(jù)、套管介損、微水、油溫、油位、鐵芯接地電流、夾件接地電流、噪聲;斷路器的跳閘報(bào)告、測距報(bào)告、動作次數(shù)、氣體成分、氣室壓力、油壓;避雷器的泄露電流、動作次數(shù);GIS設(shè)備的壓力、溫度、局部放電圖譜、環(huán)境參數(shù);各類匯控柜端子箱內(nèi)的溫濕度數(shù)據(jù)等;蓄電池電壓和內(nèi)阻值;紅外測溫溫度值等反應(yīng)設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。

　　運(yùn)維人員在巡視后將所抄錄數(shù)據(jù)登記于PMS2.0系統(tǒng)中，但此數(shù)據(jù)庫并沒有得到充分利用。另一方面，一直以來，對設(shè)備巡視工作人員減負(fù)、提質(zhì)增效方面的研究方法主要有:①確定合理的巡視周期和巡視方式;②通過加強(qiáng)過程管控，保證巡視到位控制巡視質(zhì)量。后者強(qiáng)調(diào)流程控制，往往造成人員分心，認(rèn)為走完流程即完成工作，缺乏對巡視結(jié)果的評估和審查，無法充分發(fā)揮人員的主觀能動性;相比起來，前者通過優(yōu)化巡視策略，加強(qiáng)對重點(diǎn)設(shè)備的巡視來減少運(yùn)行人員的工作量，更有效地提高了設(shè)備巡視工作的效率。因此，可以利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對PMS2.0系統(tǒng)中存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以確定設(shè)備狀態(tài)的發(fā)展趨勢，從而發(fā)現(xiàn)重點(diǎn)巡視設(shè)備甚至縮短巡視周期。隨著云計(jì)算、大容量數(shù)據(jù)存儲等技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，大容量的數(shù)據(jù)倉儲變得更加完備、可靠，符合了電力系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和存儲的要求。

　　2運(yùn)行數(shù)據(jù)特點(diǎn)

　　2.1告警數(shù)據(jù)源

　　選擇遠(yuǎn)程變電站自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘平臺，需要考慮的問題比較多，首先要完成的工作是提取運(yùn)行信息，從監(jiān)控系統(tǒng)中提取到所需信息后，要對其進(jìn)行分析，挖掘出其中蘊(yùn)含的重要信息。此項(xiàng)工作是一個(gè)海量選取過程，選定模式確定后，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選與區(qū)分，使不同類型的警報(bào)均處于有序狀態(tài)。在數(shù)據(jù)挖掘模型最終確定前，應(yīng)先對信息源進(jìn)行有效分析，并以此為基礎(chǔ)對渠道進(jìn)行挖掘。

　　變電設(shè)備，尤其是二次設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性等，需要通過變電站自動化監(jiān)視控制系統(tǒng)進(jìn)行保障。運(yùn)行過程中，監(jiān)控系統(tǒng)會根據(jù)電網(wǎng)的運(yùn)行狀況給出相應(yīng)的監(jiān)控信息，同時(shí)，有關(guān)工作人員將以此為基礎(chǔ)對電站設(shè)備等進(jìn)行監(jiān)控。遙控信息涵蓋的信息形式和內(nèi)容較多，其中最主要的是遙測信息。對設(shè)備運(yùn)行和分布狀況進(jìn)行直觀反映是遙測信息的主要作用。變電站設(shè)備的所有現(xiàn)場信息組成遙信信息，此信息可直觀反映出電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀況，在整體信息采集量中的占比>70%。

　　2.2電網(wǎng)告警信號特征

　　電網(wǎng)告警信號通過SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))上傳至調(diào)度臺。但目前缺乏對應(yīng)的信息篩選系統(tǒng)，因此發(fā)出告警信息時(shí)需要工作人員辨識。電網(wǎng)告警信息存在2個(gè)特征。(1)信息較多。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，告警信息呈現(xiàn)出大量發(fā)送狀態(tài)，而且電壓等級越高對應(yīng)的發(fā)送信號則越多。以220kV電網(wǎng)故障為例，發(fā)生故障后出現(xiàn)的告警信息多達(dá)幾十條，如果二次保護(hù)設(shè)備不能正確動作，告警信息更多。(2)信息關(guān)聯(lián)且復(fù)雜。電網(wǎng)是一個(gè)巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)，除了一次設(shè)備外，還有二次設(shè)備和輔助設(shè)施等。為保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，一次設(shè)備、二次設(shè)備和輔助設(shè)施都加裝有對應(yīng)的感應(yīng)裝置和狀態(tài)監(jiān)視裝置，一旦發(fā)現(xiàn)異常，這些監(jiān)視裝置都會發(fā)出對應(yīng)的告警信息。綜合以上特點(diǎn)，說明電網(wǎng)告警信息的辨識十分困難。

　　3電網(wǎng)故障追蹤對數(shù)據(jù)挖掘方法的應(yīng)用對策

　　3.1加強(qiáng)日常巡視和管理的有效落實(shí)

　　智能變電站發(fā)展過程中，電力設(shè)備工作能否安全、穩(wěn)定的開展將在很大程度上影響電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，因此，在大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)作用下，要求在今后的工作中，智能變電站要進(jìn)一步加強(qiáng)對各項(xiàng)設(shè)備的維護(hù)和巡視工作的有效開展，在此過程中，相關(guān)單位可以成立技術(shù)發(fā)展和巡視工作小組，通過這種方式對安全隱患、系統(tǒng)和設(shè)備等進(jìn)行有效排查，從而對故障線路和設(shè)備中的問題進(jìn)行明確，尋找更有效的方式來解決問題。其次還應(yīng)該建立定期巡視維護(hù)方案，督查人員也應(yīng)該對各項(xiàng)檢查工作進(jìn)行監(jiān)督，季節(jié)交替和惡劣天氣下也應(yīng)該建立必要的檢查制度，采取有效的保護(hù)機(jī)制，從而保證智能變電站設(shè)備安全運(yùn)行的穩(wěn)定性和科學(xué)性。綜上所述，隨著當(dāng)前智能變電站監(jiān)控

　　3.2決策樹下的故障數(shù)據(jù)挖掘方法

　　在當(dāng)前數(shù)據(jù)挖掘的分類算法中，決策樹方法的應(yīng)用最為廣泛，這種方法主要是應(yīng)用在非連續(xù)性變量的分析和預(yù)測過程中，也就是在工作中借助樹形結(jié)構(gòu)對問題進(jìn)行描述，這是一種典型可收斂式的分類器。決策樹在對信息進(jìn)行細(xì)化分類的過程中，往往會最大化影響變量的差別性，最終將數(shù)據(jù)分在沒有交集的分支上。由于電網(wǎng)出現(xiàn)故障后需要在較短時(shí)間內(nèi)對工作中產(chǎn)生的各種故障問題進(jìn)行分析，所以運(yùn)用決策樹方法，可以更準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)對報(bào)警信息的分類處置，這對于調(diào)度端故障追蹤程序起到了支持作用。決策樹分類算法屬于一種監(jiān)督式學(xué)習(xí)方法，在工作中需要將訓(xùn)練樣本輸入其中，從而對監(jiān)督模型進(jìn)行分類處置，在歸納作用下形成決策樹，之后再對陌生數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測或是分析。

　　4結(jié)語

　　對電網(wǎng)監(jiān)控信息工作流程進(jìn)行系統(tǒng)性分析，指出變電站的信息多而復(fù)雜，特別是智能變電站上線后，由于設(shè)備的集成以及自動化應(yīng)用增多，對應(yīng)的信號也變得多種多樣。引入先進(jìn)技術(shù)和信息化手段實(shí)現(xiàn)信息的辨識和校核則顯得尤為重要。為此，以智能變電站為例，引入數(shù)據(jù)挖掘的相關(guān)方法對信息進(jìn)行辨識，提出一種基于數(shù)據(jù)挖掘的設(shè)備故障診斷方法，為類似的故障診斷和信息處理提供參考。

　　參考文獻(xiàn)

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　　作者：孫加齊