一种随机性电源接入设备的故障预警方法
【技术领域】
[0001] 本发明具体设及一种随机性电源接入设备的故障预警方法。
【背景技术】
[0002] 低碳经济、可持续发展是人类可持续发展的必然要求，可再生能源、储能、电动汽 车的应用增长迅速，新能源都是通过电力电子设备接入电网，设备利用水平直接关系新能 源的发展。
[0003] 新能源的发展设及面广，投资业主关注其投资回报率，希望减少故障运行时间，快 速收回成本；电网运行公司关注其对电网造成的影响，希望设备故障对电网造成更大的不 确定性；用户（同时也可能是投资业主）关注更加安全、可靠的应用；因此，随机性电源接 入设备（将光伏、储能、电动汽车等运些具有随机性、波动性等特点并接入电网的新能源统 称为"随机性电源"，其通过接入电网的设备统称为"随机性电源接入设备"）故障水平和运 行情况对新能源的发展有很大的影响。随着新能源建设的不断提供，随机性电源接入设备 的数量越来越庞大，地域也更为分散广阔，通过人工定期或不定期的巡检运维方式不适应 其发展，表现为费时费力、维修不及时、运维水平不高，不能有效提高随机性电源的利用水 平。
[0004] 因此急需一种故障预警分析准确且成本低的预警分析方法来提高随机性电源接 入设备的运维水平，并进一步推进随机性电源的建设。
【发明内容】
[0005] 本发明提出了一种随机性电源接入设备的故障预警方法，旨在解决现有人工定期 或不定期的巡检方式费时费力且不能及时预警检修而使随机性电源的利用水平不高的问 题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明的随机性电源接入设备的故障预警方法包括如下步 骤：
[0007] 1)实时获取设备信息、设备告警信息及设备维修记录信息；
[0008] 2)根据设备信息、设备告警信息及设备维修记录信息，计算设备预期使用寿命及 告警类型与故障类型之间的关联度、设备使用频率与故障类型之间的关联度、设备使用频 率与告警类型级别之间的关联度，确定各告警类型所对应的故障类型，并根据告警类型上 送频率及其与对应故障类型的正比关系，计算对应类型的故障发生概率；确定设备使用频 率过高所引起的故障类型，并根据设备使用频率及其与对应故障类型的正比关系，计算对 应类型的故障发生概率；
[0009] 3)判断设备预期寿命是否小于等于零，若是，则发出尽快更换设备的预警信号，否 贝1J，判断故障发生概率是否大于预设值，若是，则进行预警并将设备地理位置信息及预发生 故障的类型推送至运维人员。
[0010] 维修或更换设备完成后，将设备维修信息及时间上送至运维中屯、，作为下一次预 警分析的参考数据。 W11] 所述步骤。中设备预期使用寿命Lmp的计算公式为：
[0012]
阳01引其中，LdMi为设备设计寿命，L。,。为设备使用年限，Ftw(t)为维修频率，Fhpq(t)为 设备的使用频率，t为时间尺度。
[0014] 某时间t段内告警类型Atype上送后故障类型Ttype发生概率PDccur化ype，Atype)的计 算公式为： 阳01 5] Poccur灯邮6,Aty阳，)(t) =Atype(Rf"q(t) ) *C托 1 (Atype，T邮e)
[0016] 其中，Atype(Rfreq(t))为时间段t内告警类型Atype的上送频率，Crel(Atype,Ttype)为告 警类型Atyp。与故障类型T typ。的关联度。
[0017]某时间t内设备发生故障类型Ttyp。的概率PDCCU^Ttyp。，Ufw)与设备使用频率 Ffreq(t)之间的关系式为： 阳01 8] Poccur灯邮6, Ffreq) (t) = Ffreq (t) *Crel灯type, Ffreq (t))
[0019] 其中，Crela\ype，Ffreq(t))为故障类型Ttype与使用频率的关联度。
[0020] 所述步骤2)中时间段t内设备使用频率Fffpq(t)与告警类型级别之间的关联度计 算公式为：
[0021]
[00巧其中，L_Atypp_N指原有告警级别，Fhpq(t)为设备使用频率。
[0023] 所述步骤1)中设备投入运行后与运维服务中屯、主动连接，上送自身相关信息。
[0024] 设备通过GI^S定位经缔度信息，并与GIS系统的融合，实现设备信息在现实地理 场景的展示及快速精确定位。 阳0巧]所述步骤3)中的预设值为80%。
[00%] 设备自身相关信息是通过物联网发送至云运维中屯、。
[0027] 本发明的随机性电源接入设备的故障预警方法根据设备状态信息、告警信息及维 修记录信息，计算设备预期寿命和故障发生概率，当设备预期寿命较低或故障发生概率达 到一定值时，发出预警信号，进而运维检修人员做出相应措施。本发明的方法实现了多维度 预警评估，提前及时推送设备可能要发生的故障类型及故障概率，在故障发生概率前进行 维护，提升了随机性电源正常运行时间，进一步推进随机性电源的建设。
[0028] 本发明的方法将GI^S定位与GIS系统融合，实现了设备地理空间的精确快速定位， 由于接入设备编码唯一，能够自动连接及身份识别，满足了随机性电源接入设备运行维护 的即插即用。
【附图说明】：
[0029] 图1本实施例中所设及的随机性电源示意图；
[0030] 图2本实施例中随机性电源接入运行维护的即插即用原理示意图；
[0031]图3本实施例中多维度随机性电源接入设备预警评估模型示意图；
[0032] 图4本实施例中电子化的随机性电源接入设备运维检修原理图；
[0033]图5本实施例预警方法的流程图；
[0034] 图6本实施例中设备信息二维码样例图。
【具体实施方式】：
[0035] 下面结合附图，对本发明的技术方案作进一步详细说明。
[0036] 本实施例的随机性电源接入设备的故障预警方法的具体步骤包括如下：
[0037] 1)实时获取设备信息、设备告警信息及设备维修记录信息；
[00測。根据设备信息、设备告警信息及设备维修记录信息，计算设备预期使用寿命及 告警类型与故障类型之间的关联度、设备使用频率与故障类型之间的关联度、设备使用频 率与告警类型级别之间的关联度，确定各告警类型所对应的故障类型，并根据告警类型上 送频率及其与对应故障类型的正比关系，计算对应类型的故障发生概率；确定设备使用频 率过高所引起的故障类型，并根据设备使用频率及其与对应故障类型的正比关系，计算对 应类型的故障发生概率，即建立多维度预警模型；
[0039] 3)判断设备预期寿命是否小于等于零，若是，则发出尽快更换设备的预警信号，否 贝1J，判断故障发生概率是否大于预设值，若是，则进行预警并将设备地理位置信息及预发生 故障的类型推送至运维人员。
[0040] 下面对上述不步骤进行详细阐述：
[0041] 对于步骤1)随机性电源接入设备投入运行后，主动连接运维中屯、，进行身份识 另IJ，报告位置信息及设备运行工况，满足运行维护的即插即用需求；运行维护的即插即用 是指设备投入运行后，用户无需手动配置的情况下运维管理系统能够自动识别新接入的设 备，并对设备加W管理；本方案通过规定接入设备编码唯一（类似于手机号码），投入运行 后与运维服务中屯、的主动连接，进行身份自动识别，报告位置信息及设备运行工况，类似于 手机插上手机卡就可W使用。
[0042] 步骤2)中的多维度预警模型有四个维度，包括设备寿命、设备故障（故障类型、维 修次数及维修人员）、设备告警（告警类型及次数）、使用频率（或正常运行时间），其中，设 备寿命是基准，其它=个维度进行融合分析得出设备近期可能发生某种或某几种故障的概 率，并通过与设备寿命进行加权得出设备健康评估报告，具体包括四个个方面：设备预期寿 命、告警类型与故障类型之间的关联度、使用频率与故障类型之间的关联度和设备使用频 率与告警类型级别之间的关联度。下面对设备预期寿命、告警类型与故障类型之间的关联 度、使用频率与故障类型之间的关联度和设备使用频率与告警类型级别之间的关联度的具 体计算方式进行介绍：
[0043] ①设备预期寿命
[0044] 该模型健康评估W设备预期寿命（简称为：Lpyp)为基准参考，其与设备使用年限 (简称：L。,。)、设备的使用频率（按照不同的时间尺度计算，t为时间尺度，简称为：Fff。。(t)) 及故障维修情况（按照不同的时间尺度计算，维修频率简称为：Ffw(t))有直接的关联，设 备设计寿命简称为：LdMi，设备预期寿命公式为：
[0045]
(1)
[0046] ②告警类型与故障类型之间的关联度分析