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输变电设备状态智能监测和大数据评估系统及大规模应用

2021-05-19

 

输变电设备的安全稳定运行既是保障电能可靠输送的基础,也是维护社会安全稳定的基石,关系国计民生。据统计,由于设备运行环境复杂恶劣、设备质量潜在缺陷等问题长期存在,设备故障一直是引起电网停电事故的主要源头。因此,对输变电设备健康状态进行准确感知、全面监测与实时评估,是保障电网安全运行、实现电网智能运行的先决条件。随着智能电网发展和电网规模的迅速增长,及时、准确地掌握设备健康状态面临挑战。首先,设备健康状态影响因素多样,机理复杂,传统的变电设备状态评价主要依据少量参量、单一阈值和人工经验,准确性差,健康状态评估方法亟待突破。其次,状态数据多源异构、贯通性差、数据质量参差不齐,多维度、多层次融合分析难度大、效率低下,运检数据价值缺乏有效挖掘。最后,已有设备图像/图谱类监测装置实时分析能力弱,信息价值密度低,装置智能化水平亟需提高。
近年来,电网设备状态相关数据指数级增长、体量大、多源异构。山东电网PMS、EMS、气象等12 个系统每日新增数据近10亿条,日数据总量1.2 TB,其中每日图像/图谱达100余万张,数据总量由TB 级向PB 级发展,呈现大数据特征,为状态评估方法的突破开辟了全新的思路。在国家863 计划课题和国家电网公司总部科技项目的资助下,国网山东省电力公司联合国网山东省电力公司电力科学研究院、中国电力科学研究院有限公司、华北电力大学、上海交通大学、山东电工电气集团有限公司、国网电力科学研究院武汉南瑞有限公司,自主创新,历经6年“产、学、研、用”联合攻关,应用大数据分析和人工智能技术,攻克了输变电设备状态评估大数据分析方法、多源异构数据融合分析、图像/图谱类装置智能监测等关键技术难题,研制了具备边缘计算和自组网能力的三类设备状态智能监测装置,开发了设备状态大数据分析挖掘平台,构建了融合环境、设备和环境信息的输变电设备状态大数据评估系统,并进行了大规模应用,取得良好的经济效益和社会效益。
该项目主要完成人有苏建军、辜超、杨祎、林颖、李程启、李勇、王峰、齐波、秦佳峰、常文治。项目获国家授权发明专利24件(一种基于健康指数的电力变压器评估方法,ZL201610865178.1;一种结合电网运行方式的设备运行数据匹配和扩展方法,ZL201711269972.0等)、软件著作权1项,制定标准4项,发表SCI论文9篇、EI论文45篇、核心期刊论文2篇,出版专著2部。以陈维江院士为主任委员的鉴定委员会认为项目成果整体达到国际领跑水平。项目成果获2020年度国家电网有限公司科学技术进步奖一等奖、中国电力科学技术进步奖二等奖。