本申请提出了一种基于变电站设备管理及运行状态的监测与分析可视化系统，涉及变电站运维管理技术领域，该系统中数据分析成果展示模块用于展示其他模块的数据，设备监测数据提取展示模块用于展示变压器中各设备的参数与状态量，设备趋势劣化分析模块基于神经网络算法对变电站中的设备状态以及寿命进行分析预测，设备故障诊断模块基于机器学习方法对变电站中各设备进行故障诊断。该系统能实时监测变电站主设备运行状态，将主设备运行数据及其运行状态可视化展示便于变电站工作人员对主设备进行管理，使变电站工作人员对主设备的运行维护提供可靠依据，并贴合变电站运维管理人员的功能需求，有较高的实用性。有较高的实用性。有较高的实用性。
【技术实现步骤摘要】
基于变电站设备管理及运行状态的监测与分析可视化系统
[0001]本申请涉及变电站运维管理
，尤其涉及一种基于变电站设备管理及运行状态的监测与分析可视化系统。
技术介绍
[0002]变电站作为电力系统的枢纽，其在电网中有着举足轻重的作用，为了使变电站能更好地发挥电能的传输与分配作用，故对其进行运维管理有着重要的意义。对于现有的变电站运维管理，由于变电站设备多、型号杂，且变电站传感器采集到的数据繁多，加大了变电站运维人员的工作强度与难度。
[0003]变电站运维人员所面临的挑战有：
①
对于众多站内设备的管理；
②
对于海量对应设备状态量数据的管理；
③
众多设备的检修与故障诊断；
④
对设备状态量数据进行分析工作强度大，效率低且准确性差。
[0004]互联网软件平台及机器学习技术在工业生产中占据着越来越重要的地位。通过互联网平台结合机器学习技术对变电站的设备及传感器采集到的数据管理、监测及分析能大大提高变电站的运维管理效率。基于此，发展变电站运维管理的系统具有较强的现实意义。
技术实现思路
[0005]针对上述问题，提出了一种基于变电站设备管理及运行状态的监测与分析可视化系统，用于变电站设备的管理、监测与分析，从而减轻变电站运维人员的工作强度与难度，提高变电站的运维管理效率。
[0006]本申请第一方面提出一种基于变电站设备管理及运行状态的监测与分析可视化系统，包括：数据分析成果展示模块、设备监测数据提取展示模块、设备趋势劣化分析模块、设备故障诊断模块，其中，
[0007]所述数据分析成果展示模块展示的信息包括所述设备监测数据提取展示模块的实时运行信息、变电站概况、耗电量统计信息、监测数据接入信息、变压器油色谱信息与单台设备信息；
[0008]所述设备监测数据提取展示模块展示的信息包括变压器、110KV气体绝缘封闭式组合电器GIS、35KV开关柜/隔离开关、10KV开关柜/隔离开关设备以及在线监测装置的状态量及数据；
[0009]所述设备劣化趋势分析模块基于神经网络算法进行回归及预测的分析，并采用滑动窗口训练模型结合逐步外推预测的方法保障了模型的性能与预测结果的准确性；
[0010]所述设备故障诊断模块基于机器学习方法对变电站中GIS、变压器、开关柜进行故障诊断。
[0011]可选的，所述数据分析成果展示模块展示的单台设备信息包括：铭牌参数、设备状态监测数据展示、设备当前劣化趋势分析和故障诊断结果展示、设备历史劣化报警/故障诊断记录、设备故障、停运和检修次数统计数据。
[0012]可选的，所述设备监测数据提取展示模块包括主设备监测数据展示模块和在线监测装置数据展示模块，其中，
[0013]所述主设备监测数据展示模块展示了变压器、110KV GIS、35KV开关柜/隔离开关、10KV开关柜/隔离开关设备的状态量及数据；
[0014]所述在线监测装置数据展示模块展示了变压器油中溶解气体监测装置、GIS微水密度监测装置、SF6泄露监测装置、35KV断路器与隔离开关温度监测装置/机械特性监测装置、10KV断路器与隔离开关温度监测装置/机械特性监测装置、主变室环境温度监测装置、GIS大厅环境监测装置、计算机监控的状态量及数据。
[0015]可选的，所述主设备监测数据展示模块展示的变压器状态量及数据包括油中溶解气体、油面温度、绕组温度、档位、主变室环境温度、主变高/中/低压侧三相电流、主变高/中/低压侧三相电压、主变高/中/低压侧有功功率、主变高/中/低压侧无功功率、主变高/中/低/压侧功率因数；
[0016]所述主设备监测数据展示模块展示的110KV GIS状态量及数据包括SF6泄露监测与GIS微水密度监测；
[0017]所述主设备监测数据展示模块展示的35KV开关柜/隔离开关状态量及数据包括开关柜温度与隔离开关温度，其中，所述开关柜温度包括断路器触头温度、母排温度与出线侧电缆温度，所述隔离开关温度包括母排温度与隔离手车上下触头温度。
[0018]可选的，所述在线监测装置数据展示模块展示的GIS微水密度监测装置的状态量及数据包括温度、压力、微水、密度、露点，所述在线监测装置数据展示的SF6泄露监测装置的状态量及数据包括温度、湿度、SF6气体浓度、氧气浓度；
[0019]所述在线监测装置数据展示模块展示的机械特性监测装置的状态量及数据包括分闸线圈电流、合闸线圈电流、分闸时间、合闸时间、分闸状态、合闸状态、分闸次数、合闸次数、储能电机电流、储能时间；
[0020]所述在线监测装置数据展示模块展示的计算机监控的状态量及数据包括绕组温度、档位、主变室环境温度、油面温度、三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因素、系统频率、零序电流、母线三相电压、母线频率、环境温度。
[0021]可选的，所述设备趋势劣化分析模块包括设备劣化状态预警模块、回归分析与状态预警模块与预测分析与状态预警模块，其中，
[0022]所述回归分析与状态预警模块采用融合变电站对应设备的多种状态量，以多输入多输出的方式并利用随机森林模型得到对应设备的多个预测量；
[0023]所述预测分析与状态预警模块采用某一时刻变电站对应设备的某一状态量并利用LSTM模型预测该设备未来时刻对应的该状态量，通过逐步外推的方式使得所利用的历史值预测未来值能够满足多尺度长度的预测要求；
[0024]所述设备劣化状态预警模块基于所述回归分析与状态预警模块与所述预测分析与状态预警模块的分析结果分析对应设备的劣化情况并发出预警。
[0025]可选的，所述设备故障诊断模块还包括故障诊断库，其中，
[0026]所述故障诊断库用于储存变电站设备中的故障案例与诊断结果。
[0027]本申请第二方面提出了一种设备劣化状态预警方法，应用于回归分析与状态预警模块与预测分析与状态预警模块，包括：
[0028]在所述回归分析与状态预警模块中，根据时间序列以可调周期T对随机森林模型进行动态更新和实时回归与预测，通过对变电站主要监测指标进行回归与预测以达到对设备趋势劣化分析及状态预警，其中，当前周期范围内所述随机森林模型的训练数据来源于上一周期的对应监测数据；
[0029]在所述预测分析与状态预警模块中，使用逐步外推的预测方法预测对应设备的状态量，其中，LSTM的训练数据来源于当前时间点之前的k天的n个状态量，通过当前时间点前三天设备所对的n个状态量作为模型的输入来预测当前时间点后一天的状态量。
[0030]本申请第三方面提出了一种设备故障诊断方法，应用于设备故障诊断模块，包括：
[0031]使用支持向量数据描述SVDD对设备的正常数据进行处理，获取设备的正常状态置信区间，其中，所述正常状态置信区间外则为故障状态；
[0032]采用三比值法、大卫三角形法并结合随机森林的机器学习方法对设备进行故障诊断，其中，所述三比值法与所述大卫三角形本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于变电站设备管理及运行状态的监测与分析可视化系统，其特征在于，包括：数据分析成果展示模块、设备监测数据提取展示模块、设备趋势劣化分析模块、设备故障诊断模块，其中，所述数据分析成果展示模块展示的信息包括所述设备监测数据提取展示模块的实时运行信息、变电站概况、耗电量统计信息、监测数据接入信息、变压器油色谱信息与单台设备信息；所述设备监测数据提取展示模块展示的信息包括变压器、110KV气体绝缘封闭式组合电器GIS、35KV开关柜/隔离开关、10KV开关柜/隔离开关设备以及在线监测装置的状态量及数据；所述设备劣化趋势分析模块基于神经网络算法进行回归及预测的分析，并采用滑动窗口训练模型结合逐步外推预测的方法保障了模型的性能与预测结果的准确性；所述设备故障诊断模块基于机器学习方法对变电站中GIS、变压器、开关柜进行故障诊断。2.根据权利要求1所述的基于变电站设备管理及运行状态的监测与分析可视化系统，其特征在于，所述数据分析成果展示模块展示的单台设备信息包括：铭牌参数、设备状态监测数据展示、设备当前劣化趋势分析和故障诊断结果展示、设备历史劣化报警/故障诊断记录、设备故障、停运和检修次数统计数据。3.根据权利要求1所述的基于变电站设备管理及运行状态的监测与分析可视化系统，其特征在于，所述设备监测数据提取展示模块包括主设备监测数据展示模块和在线监测装置数据展示模块，其中，所述主设备监测数据展示模块展示了变压器、110KV GIS、35KV开关柜/隔离开关、10KV开关柜/隔离开关设备的状态量及数据；所述在线监测装置数据展示模块展示了变压器油中溶解气体监测装置、GIS微水密度监测装置、SF6泄露监测装置、35KV断路器与隔离开关温度监测装置/机械特性监测装置、10KV断路器与隔离开关温度监测装置/机械特性监测装置、主变室环境温度监测装置、GIS大厅环境监测装置、计算机监控的状态量及数据。4.根据权利要求3所述的基于变电站设备管理及运行状态的监测与分析可视化系统，其特征在于，所述主设备监测数据展示模块展示的变压器状态量及数据包括油中溶解气体、油面温度、绕组温度、档位、主变室环境温度、主变高/中/低压侧三相电流、主变高/中/低压侧三相电压、主变高/中/低压侧有功功率、主变高/中/低压侧无功功率、主变高/中/低/压侧功率因数；所述主设备监测数据展示模块展示的110KV GIS状态量及数据包括SF6泄露监测与GIS微水密度监测；所述主设备监测数据展示模块展示的35KV开关柜/隔离开关状态量及数据包括开关柜温度与隔离开关温度，其中，所述开关柜温度包括断路器触头温度、母排温度与出线侧电缆温度，所述隔离开关温度包括母排温度与隔离手车上下触头温度。5.根据权利要求3所述的基于变电站设备管理及运行状态的监测与分析可视化系统，其特征在于，所述在线监测装置数据展示模块展示的GIS...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱晓韬，张礼兵，邱崇俊，祁英明，刘伟，秦峰，李继承，王子成，杨硕文，唐季，刘志坚，刘航，张德春，王录永，陶韵旭，
申请(专利权)人：中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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