【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子设备可靠性评估，具体涉及一种变电站二次设备可靠性评估方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
1、在变电站中，二次设备负责电网运行数据采集和一次设备状态监测的职责，一次设备需要保持12年以上的7×24小时不间断运行，二次设备作为一次设备的运行采集单元，其可靠性要求也需要达到12年不间断运行的要求。目前变电站一次、二次设备普遍采用定期检修或状态检修方式进行维护，可在供电冗余度较高的时期，进行设备停电维护。随着新型电力系统建设推进，传统火电占比下降，各类新能源并网一方面带来供电可靠性的降低、另一方面供电容量也无法跟上社会经济发展的需求。长时间的停电维修带来供电可靠性的降低。
2、二次设备可靠性研究主要通过对设备失效率进行统计，并将二次设备进行分解，按照各类元器件的通用失效率，结合可性框图法和应力分析法计算整机可靠性。其中，可性框图(rbd)是一种为可靠性而设计的工具，用于分析可靠性分配、可用性和可维护性。可性框图法提供了一种表示组成系统各个子系统(或组件)操作关系的方法。这些关系的准确表示对于确凿有意义的预测、分配和评估是很重要的。此外，可性框图很容易理解，因为它有视觉上的影响。传统上，可性框图用于对大型复杂系统进行系统可靠性和可用性分析，一旦系统块被正确配置，系统的故障间隔时间(mtbf)、可靠性和可用性就可以得到评估。而应力分析法是一种基于应力的可靠性评估方法，它通过分析系统或设备在不同应力条件下的工作状态和失效机制，来评估系统或设备的可靠性。应力分析法主要关注系统或设备的应力水平和应力引起的失效机制
3、目前变电站二次设备可靠性评估和分析建立在历史数据的统计和电子器件通用失效率基础上，需要掌握二次设备整机、板卡和芯片的组成原理图，包括芯片之间的接口、板卡类型以及驱动信息、整机组成等信息。并通过该数据，基于gjb/z299c所提出的应力分析法进行可靠性预计。通过分析计算设备内各器件的失效率，得到设备在不同工作环境下的可靠性预计值，对准确预计实际情况下的设备寿命提供理论支撑，为实际工程产品方案择优、改进设计提供科学依据。应用应力分析法需要考虑工作环境、工作温度、质量等级、电应力等会对电子设备元器件可靠性产生影响的因素。以上现有技术至少存在以下缺点：
4、首先，目前对电子设备可靠性评估的应力分析法需要大量的可靠性数据来支持分析，包括产品的故障率、失效模式和失效机制等。然而获取这些数据非常困难，很多变电站二次设备现场运行缺陷被当作临时性故障排除，相关记录以人工方式记录，难以形成有效的失效数据。其次，应力分析法对于更复杂的缺陷和失效机理，常常采用试差法确定关键的影响因素，但是这个方法需要较长的试验时间和设备修正，效率低、花费高，难以批量适用于各类在运设备。最后，可靠性应力分析法基于一些假设，例如，故障率服从特定的分布、失效模式是独立的等情况。然而，在实际情况中这些假设可能不成立，导致分析结果的准确性受到影响。而且可靠性应力分析法的结果是基于历史数据和统计分析得出的，存在一定的误差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种变电站二次设备可靠性评估方法、系统、设备及存储介质，直接从变电站二次设备芯片级监测数据入手，以设备实时运行数据和设备告警为基础，建立二次设备失效判据数据库，实时评估二次设备的可靠性。
2、为了实现上述目的，本专利技术有如下的技术方案：
3、第一方面，提供一种变电站二次设备可靠性评估方法，包括以下步骤：
4、采集变电站二次设备芯片级历史运行数据并分类；
5、按照设备告警等级对分类后的变电站二次设备芯片级历史运行数据进行分析，找到导致设备故障的数据，作为二次设备失效判据，建立变电站二次设备失效判据数据库；
6、将变电站二次设备失效判据数据库中的二次设备失效判据与变电站二次设备芯片级历史运行数据通过模型工具进行拟合，获得对应的变电站二次设备可靠性评估模型；
7、采集变电站二次设备芯片级实时运行数据，输入对应的变电站二次设备可靠性评估模型，获得变电站二次设备可靠性评估结果。
8、作为一种优选方案，在所述采集变电站二次设备芯片级历史运行数据并分类的步骤中，所述变电站二次设备芯片级历史运行数据包括运行数据、设备台账信息以及告警信息；
9、所述运行数据包括处理器结温、电源输出电压与电流、网络芯片交互速率、存储和内存芯片写入与写出数据，以及环境温湿度数据；
10、所述设备台账信息包括设备型号、生产厂商、设备类型以及版本信息；
11、所述告警信息包括设备异常以及设备故障信息。
12、作为一种优选方案，在所述采集变电站二次设备芯片级历史运行数据并分类的步骤中，将采集到的变电站二次设备芯片级历史运行数据与所属设备进行关联，记录对应的设备台账信息；将各个变电站采集到的各类二次设备按照生产厂商的不同软硬件版本进行分类；将告警信息与当前时刻采集的变电站二次设备芯片级运行数据进行关联，建立基于告警的事件化芯片级运行数据集合；将事件化芯片级运行数据集合与分类的设备生产厂商以及软硬件版本进行关联。
13、作为一种优选方案，在所述按照设备告警等级对分类后的变电站二次设备芯片级历史运行数据进行分析的步骤中，所述设备告警等级按照严重程度由轻至重依次包括轻微故障、中等故障、严重故障以及致命故障；
14、轻微故障，是指对设备的正常运行没有影响，不维修情况下能够保持12小时正常运行；
15、中等故障，是指可能导致设备的某些非核心功能无法正常运行或者影响设备的性能，需要在2-4小时内进行处理；
16、严重故障，是指导致设备无法正常工作或者无法使用，核心功能无法正常运行，需要立即处理；
17、致命故障，是指出现的问题或故障无法修复或者修复成本超过标准，需要更换设备。
18、作为一种优选方案，在所述按照设备告警等级对分类后的变电站二次设备芯片级历史运行数据进行分析，找到导致设备故障的数据，作为二次设备失效判据，建立变电站二次设备失效判据数据库的步骤中，统计收集变电站二次设备历史告警信息，对各等级告警当时的变电站二次设备芯片级运行数据进行分析，根据同厂商同型号同版本设备运行数据的差异，找到导致设备故障的数据；将导致设备故障的数据作为二次设备失效判据写入对应设备，同时记录该型号设备的运行时长；对照导致设备失效的芯片类型，按照标准手册提供的失效率计算模型，通过运行数据及失效时长计算并修正对应芯片的失效率，将修正后的失效率按照故障等级分类存入数据库。
19、作为一种优选方案，所述的标准手册为gjb/z 299c—2006《电子设备可靠性预计手册》。
20、作为一种优选方案，所述将变电站二次设备失效判据数据库中的二次设备失效判据与变电站二次设备芯片级历史运行数据通过模型工具进行拟合，获得对应的变电站二次设备可靠性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，在所述采集变电站二次设备芯片级历史运行数据并分类的步骤中，所述变电站二次设备芯片级历史运行数据包括运行数据、设备台账信息以及告警信息；
3.根据权利要求2所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，在所述采集变电站二次设备芯片级历史运行数据并分类的步骤中，将采集到的变电站二次设备芯片级历史运行数据与所属设备进行关联，记录对应的设备台账信息；将各个变电站采集到的各类二次设备按照生产厂商的不同软硬件版本进行分类；将告警信息与当前时刻采集的变电站二次设备芯片级运行数据进行关联，建立基于告警的事件化芯片级运行数据集合；将事件化芯片级运行数据集合与分类的设备生产厂商以及软硬件版本进行关联。
4.根据权利要求1所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，在所述按照设备告警等级对分类后的变电站二次设备芯片级历史运行数据进行分析的步骤中，所述设备告警等级按照严重程度由轻至重依次包括轻微故障、中等故障、严重故障以及致命故障；
5.根据权利要求4所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，在所述按照设备告警等级对分类后的变电站二次设备芯片级历史运行数据进行分析，找到导致设备故障的数据，作为二次设备失效判据，建立变电站二次设备失效判据数据库的步骤中，统计收集变电站二次设备历史告警信息，对各等级告警当时的变电站二次设备芯片级运行数据进行分析，根据同厂商同型号同版本设备运行数据的差异，找到导致设备故障的数据；将导致设备故障的数据作为二次设备失效判据写入对应设备，同时记录该型号设备的运行时长；对照导致设备失效的芯片类型，按照标准手册提供的失效率计算模型，通过运行数据及失效时长计算并修正对应芯片的失效率，将修正后的失效率按照故障等级分类存入数据库。
6.根据权利要求5所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，所述的标准手册为GJB/Z 299C—2006《电子设备可靠性预计手册》。
7.根据权利要求1所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，所述将变电站二次设备失效判据数据库中的二次设备失效判据与变电站二次设备芯片级历史运行数据通过模型工具进行拟合，获得对应的变电站二次设备可靠性评估模型的步骤中，按照设备型号及软硬件版本，将变电站二次设备芯片级历史运行数据与对应二次设备失效判据进行预处理，使用Weibull分布来拟合变电站二次设备芯片级历史运行数据与对应二次设备失效判据，通过最大似然估计方法估计Weibull分布的形状参数和尺度参数，得到对应设备的Weibull模型。
8.根据权利要求7所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，在所述将变电站二次设备芯片级历史运行数据与对应二次设备失效判据进行预处理的步骤中，预处理包括剔除无效数据与异常数值数据，以及补充数据缺失属性。
9.根据权利要求7所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，在所述采集变电站二次设备芯片级实时运行数据，输入对应的变电站二次设备可靠性评估模型，获得变电站二次设备可靠性评估结果的步骤中，所述Weibull模型的形状参数和尺度参数迭代更新。
10.一种变电站二次设备可靠性评估系统，其特征在于，包括：
11.根据权利要求10所述的变电站二次设备可靠性评估系统，其特征在于，所述芯片级历史运行数据获取模块采集的变电站二次设备芯片级历史运行数据包括运行数据、设备台账信息以及告警信息；
12.根据权利要求11所述的变电站二次设备可靠性评估系统，其特征在于，所述芯片级历史运行数据获取模块将采集到的变电站二次设备芯片级历史运行数据与所属设备进行关联，记录对应的设备台账信息；将各个变电站采集到的各类二次设备按照生产厂商的不同软硬件版本进行分类；将告警信息与当前时刻采集的变电站二次设备芯片级运行数据进行关联，建立基于告警的事件化芯片级运行数据集合；将事件化芯片级运行数据集合与分类的设备生产厂商以及软硬件版本进行关联。
13.根据权利要求10所述的变电站二次设备可靠性评估系统，其特征在于，所述失效判据数据库建立模块按照设备告警等级对分类后的变电站二次设备芯片级历史运行数据进行分析时，所述设备告警等级按照严重程度由轻至重依次包括轻微故障、中等故障、严重故障以及致命故障；
14.根据权利要求13所述的变电站二次设备可靠性评估系统，其特征在于，所述失效判据数据库建立模块统计收集变电站二次设备历史告警信息，对各等级告警当时的变电站二次设备芯片级运行数据进行分析，根据同厂商同型号同版本设备运行数据的...
【技术特征摘要】
1.一种变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，在所述采集变电站二次设备芯片级历史运行数据并分类的步骤中，所述变电站二次设备芯片级历史运行数据包括运行数据、设备台账信息以及告警信息；
3.根据权利要求2所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，在所述采集变电站二次设备芯片级历史运行数据并分类的步骤中，将采集到的变电站二次设备芯片级历史运行数据与所属设备进行关联，记录对应的设备台账信息；将各个变电站采集到的各类二次设备按照生产厂商的不同软硬件版本进行分类；将告警信息与当前时刻采集的变电站二次设备芯片级运行数据进行关联，建立基于告警的事件化芯片级运行数据集合；将事件化芯片级运行数据集合与分类的设备生产厂商以及软硬件版本进行关联。
4.根据权利要求1所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，在所述按照设备告警等级对分类后的变电站二次设备芯片级历史运行数据进行分析的步骤中，所述设备告警等级按照严重程度由轻至重依次包括轻微故障、中等故障、严重故障以及致命故障；
5.根据权利要求4所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，在所述按照设备告警等级对分类后的变电站二次设备芯片级历史运行数据进行分析，找到导致设备故障的数据，作为二次设备失效判据，建立变电站二次设备失效判据数据库的步骤中，统计收集变电站二次设备历史告警信息，对各等级告警当时的变电站二次设备芯片级运行数据进行分析，根据同厂商同型号同版本设备运行数据的差异，找到导致设备故障的数据；将导致设备故障的数据作为二次设备失效判据写入对应设备，同时记录该型号设备的运行时长；对照导致设备失效的芯片类型，按照标准手册提供的失效率计算模型，通过运行数据及失效时长计算并修正对应芯片的失效率，将修正后的失效率按照故障等级分类存入数据库。
6.根据权利要求5所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，所述的标准手册为gjb/z 299c—2006《电子设备可靠性预计手册》。
7.根据权利要求1所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，所述将变电站二次设备失效判据数据库中的二次设备失效判据与变电站二次设备芯片级历史运行数据通过模型工具进行拟合，获得对应的变电站二次设备可靠性评估模型的步骤中，按照设备型号及软硬件版本，将变电站二次设备芯片级历史运行数据与对应二次设备失效判据进行预处理，使用weibull分布来拟合变电站二次设备芯片级历史运行数据与对应二次设备失效判据，通过最大似然估计方法估计weibull分布的形状参数和尺度参数，得到对应设备的weibull模型。
8.根据权利要求7所述的变电站二次设备可靠性评估方法，其特征在于，在所述将变电站二次设备芯片级历史运行数据与对应二次设备失效判据进行预处理的步骤中，预处理包括剔除无效数据与异常数值数据，以及补充数据缺失属性。
...【专利技术属性】
技术研发人员：姚志强，姜玉磊，任浩，樊陈，于同伟，赵国庆，杨青，张海东，窦仁晖，楚天丰，吴艳平，任辉，徐歆，王雪莹，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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