专利名称：电力设备综合带电检测方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电力系统带电检测领域，涉及到一种移动的、综合的电力设备带电检测方法与系统，具体地，本发明涉及到综合带电检测软件平台及综合带电检测车。
背景技术：
带电检测技术在欧美等发达国家已经有十多年的历史，通过设备状态评价、风险评估，检修决策等技术手段，采取电力设备集约化、科学化管理方式，对电力设备的进行资产全寿命管理，实现了基于设备的可靠性检修、基于绩效的风险检修，向基于电网可靠性的检修模式的转变，切实保障了电力设备的安全。2008年奥运会期间，北京电力公司已经引进相关的带电检测设备，有效保障了奥运场馆用电安全；近几年，国家电网在部分省市正在试点推行带电检测工作，选取典型变电站开展现场带电测试演示和示范，并组织员工开展技术培训，着力提升带电检测技术水平。目前，电网结构较为复杂，设备数量和类型种类不断扩大，对应的巡检项目、试验方法也不断增加，大大加强了巡检人员的工作强度。存在传统的巡检方式逐渐暴露出明显缺陷，如人为因素多、工作量大、效率低、管理成本高、巡检记录信息化程度低、试验仪器过多及部分·性能不理想等。开展带电测试工作面临仪器设备相对分散，试验效率低，智能化水平不高等诸多问题。近些年，南方电网公司在带电检修方面已取得较大的发展，特别是红外带电检测项目、局部放电检测项目等项目，已经积累了大量的现场检测数据和诊断经验，具备开展电力设备综合带电检修技术的基础。为了支撑综合带电检测工作的顺利开展，及早发现潜伏性运行隐患，保证设备和电网安全可靠运行，有必要加快如何建立高效、机动的现场带电检测系统方面的研究。近两年，在国内已有少量单位根据本区域带电检测工作特点逐步启动带电检测综合系统平台的试点建设。由于带电检测设备厂家不同，通讯接口、检测方式、通讯协议的各不相同，电力设备现场带电检测工作流程尚不统一，“电力设备综合带电检测方法及系统”能在有限空间内设计出一体化集成车载结构，简化测试操作，搭建移动式自动化、信息化现场工作环境，提供远距离及时的数据上传服务，能有效提升带电测试工作技术水平和管理水平。
发明内容
本发明目的之一是提供一种电力设备带电检测方法，该方法能对数据预警消息、预警可靠性提出的可量化的判断方法，对设备运行工况进行完善、全面的分析，确保对设备进行进一步的故障定位提供可靠数据依据。为实现以上发明目的，本发明提供了一种电力设备带电检测方法，其检测方法包括如下步骤
步骤I)、系统进行用户验证
当移动客户端每次处于在线状态时，均向服务器发起用户认证申请，保证客户端用户信息与上层系统客户端信息同步；
具体用户验证步骤如下
步骤11)、在线模式下，移动客户端发起用户认证申请；
步骤12)、业务服务器端响应申请，通过用户认证服务，检验用户名和密码以及移动终端的合法性，并验证该用户是否具备登录此服务器端的权限；
步骤13)、客户端收到成功认证信息后，合法移动终端可以调用服务器的可用服务资源，认证模块调用服务器端的数据同步服务获取用户认证信息；
步骤14)、将通知认证模块在本地保存用户信息，可以与服务器端进行服务，这样，下一次用户离线登陆时可在本地进行验证；
步骤2)、移动客户端领取工作任务合法移动用户通过数据同步模块，更新带电检测任务信息，领取当前检测工作，客户端受管模块调用申请客户端管理服务，下载任务菜单；然后执行以下步骤
(I)进入本地工作流程，执行工作任务；
移动用户获得任务菜单以 后，可以申请断开服务，断开连接，进入本地工作流程；根据任务菜单项指示开展带电检测项目，采集和整理带电检测数据，在数据整理过程中，如需服务器端的资源，可重复用户认证操作步骤I)申请服务；
具体本地操作步骤如下
531、数据获取用户利用车载检测仪器设备开展带电检测项目，获取不同种类型的原始数据源，其格式及存储方式跟仪器设备厂家有关
532、数据处理对多样化的数据源进行标准化、格式化处理，转化为到表征电力设备状态的特征量数据；同时，将特征数据量关联设备检测任务信息、被检任务信息，存入到本地数据库；检测数据分为指标量和非指标两种，分别用于定量或定性分析设备运行工况；
如直接将车载式红外热像仪所采集的数据存入移动终端数据库，具体方法如下红外热像仪设备直接固定在综合带电检测车车厢内的升降杆上，工控机通过视频采集卡接入可见光、红外两路视频信号，并采用485传输检测数据；
具体的操作流程是
(01)、通过程序控制升降杆最先上电，将红外热像仪伸出车顶天窗外；
(02)、待升降杆到位以后开始上电采集数据；
(03),采集过程中，红外热像仪上位机程序从本地数据库中读取电力设备树信息、任务信息，用户可通过鼠标查看红外画面各点温度值，并将数据及数据与被检设备、任务标号的对应关系通过485总线存入后台数据表；
(04)、完成测量后，通过程序控制将云台复位至初始位置，之后关断云台及摄像头电源，结束测量并升降复位；
如为标准化设备检测数据，将检测结果存入后台数据中；
其他设备类型均可提供信息化结果数据，本地数据库根据不同检测项目设计数据表，通过485、RS232、USB在内的方式之一将检测项目结果映射到后台数据表中；
533、预警以被检设备为分析对象，融合该设备对象相关的多专业带电检测结果数据，综合分析设备运行工况，输出预警消息；预警消息内容有设备健康因子、预警量、差异化分析判断三部分，其中设备健康因子=1-异常项目数量/已检项目总数；
预警量说明，包含说明预警指标量的信息及劣化程度；
劣化程度=检测结果-阈值/阈值；
差异化分析判断为用户参与的结论，表现为预警情况的文字表述说明；
534、智能诊断根据预警消息，可选择性分析数据，综合出预警处理意见；可根据需要与业务服务器端进行数据交互，申请查询历史数据、功能模块；
功能模块用于分析预警项目可信度，初步判断设备健康状态；具体的，采用支持向量机计算方法，拟合出设备状态的最优分类函数，原理说明如下选择设备正常、异常情况下的设备参数集作为特征值样本集，并将样本集等概率抽样分为分类样本和训练样本，通过内积计算将不可分的低维样本直接映射到高维空间形成可分离的正常、异常两个分类样本集，并得出分类面函数集；通过训练集计算令分类误差最小的分类面，即为最优分类面；在测试过程中，通过设备状态检测的特征值信息与最优分类面的距离关系，以判断待测设备出现正常或异常工况，综合得出带电检测结论，为评估设备健康状态提供参考依据；
535、数据传输
本地数据融合完成以后，本地管理员出具带电检测结果报告；另外，本地用户可申请链接，将数据或报表上传至业务数据服务端，实现移动客户端的数据汇集；
步骤3)、断开服务、断开连接，完成系统工作流程，退出软件系统；
步骤4)、接入服务代理定期将业务服 务器端的数据定期同步到电力系统生产管理系统数据库中，实现业务数据最终接入PMS系统。本发明方法为在线加离线模式，在线即为移动终端实时连接业务服务端，每一次操作都直接向业务服务端发送请求的工作模式，这种模式适合网络条件较好的环境；离线就是一次性上传、下载工作信息，然后再工作过程中，不连接服务的工作方式。本发明的目的之二在于提供一种检测流程清晰、数据管理规范的电力设备综合带电检测系统，搭建变电站现场与远方生产管理系统的数据交互通道，将现场数据无线接入电力专网系统，现场标准化、信息化、可视化业务数据，为实现综合评估检测设备运行工况提供带电检测业务数据支撑。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是电力设备综合带电检测系统，其系统依据分布式设计思想，遵循W3C Web Service架构,采用服务发布-发现-访问机制，构建业务服务器端及综合带电检测专用车移动终端二级分布式系统；软件平台具体的包括局方业务数据中心，移动业务服务平台软件，SSL/IPSec VPN网关；移动终端具体包括综合带电检测车，客户端软件，3G数据接入模块。本发明采用分布式部署方式，使得每个移动终端能够给独立完成带电检测测试项目，并采用多种数据接入方法汇集到数据库，与平台的服务器端向配合，建立一个面向所辖区所有电力设备、涵盖全部的带电检测项目的带电检测数据综合分析网。该系统和方法采用多种数据预警分析方式，对数据预警消息、预警可靠性提出的可量化的判断方法，对设备运行工况进行完善、全面的分析，确保对设备进行进一步的故障定位提供可靠数据依据。
附图1 :系统逻辑框 附图2 :系统主流程 附图3 :本地工作流程 附图4 :红外热像仪工作流程。
具体实施例方式如图1-图4，本发明实施例一种电力设备带电检测方法，其检测方法包括如下步骤
步骤I)、系统进行用户验证
当移动客户端每次处于在线状态时，均向服务器发起用户认证申请，保证客户端用户信息与上层系统客户端信息同步；
具体用户验证步骤如下
步骤11)、在线模式下，移动客户端发起用户认证申请；
步骤12)、业务服务器端响应申请，通过用户认证服务，检验用户名和密码以及移动终端的合法性，并验证该用户是否具备登录此服务器端的权限；
步骤13)、客户端收到成功认证信息后，合法移动终端可以调用服务器的可用服务资源。认证模块调用服务器端的数据同步服务获取用户认证信息；
步骤14)、将通知认证模块在本地保存用户信息，可以与服务器端进行服务。这样，下一次用户离线登陆时可在本地进行验证。步骤2)、移动客户端领取工作任务合法移动用户通过数据同步模块，更新带电检测任务信息，领取当前检测工作，客户端受管模块调用申请客户端管理服务，下载任务菜单；然后执行以下步骤
(2)进入本地工作流程，执行工作任务；
移动用户获得任务菜单以后，可以申请断开服务，断开连接，进入本地工作流程。根据任务菜单项指示开展带电检测项目，采集和整理带电检测数据。在数据整理过程中，如需服务器端的资源，可重复用户认证操作(I)申请服务；
具体本地操作步骤如下
531、数据获取用户利用车载检测仪器设备开展带电检测项目，获取不同种类型的原始数据源，其格式及存储方式跟仪器设备厂家有关
532、数据处理对多样化的数据源进行标准化、格式化处理，转化为到表征电力设备状态的特征量数据；同时，将特征数据量关联设备检测任务信息、被检任务信息，存入到本地数据库；检测数据分为指标量和非指标两种，分别用于定量或定性分析设备运行工况；
如直接将车载式红外热像仪所采集的数据存入移动终端数据库，具体方法如下红外热像仪设备直接固定在综合带电检测车车厢内的升降杆上，工控机通过视频采集卡接入可见光、红外两路视频信号，并采用485传输检测数据；
具体的操作流程是
(01)通过程序控制升降杆最先上电 ，将红外热像仪伸出车顶天窗外；
(02)待升降杆到位以后开始上电采集数据；
(03)采集过程中，红外热像仪上位机程序从本地数据库中读取电力设备树信息、任务信息，用户可通过鼠标查看红外画面各点温度值，并将数据及数据与被检设备、任务标号的对应关系通过485总线存入后台数据表；
(04)完成测量后，通过程序控制将云台复位至初始位置，之后关断云台及摄像头电源，结束测量并升降复位；
如为标准化设备检测数据，将检测结果存入后台数据中；
其他设备类型均可提供信息化结果数据，本地数据库根据不同检测项目设计数据表，通过485、RS232、USB在内的方式之一将检测项目结果映射到后台数据表中；
533、预警以被检设备为分析对象，融合该设备对象相关的多专业带电检测结果数据，综合分析设备运行工况，输出预警消息；预警消息内容有设备健康因子、预警量、差异化分析判断三部分，其中
设备健康因子=1-异常项目数量/已检项目总数； 预警量说明，包含说明预警指标量的信息及劣化程度。劣化程度=检测结果-阈值/阈值；
差异化分析判断为用户参与的结论，表现为预警情况的文字表述说明；
534、智能诊断根据预警消息，可选择性分析数据，综合出预警处理意见；可根据需要与业务服务器端进行数据交互，申请查询历史数据、功能模块；
功能模块用于分析预警项目可信度，初步判断设备健康状态；具体的，采用支持向量机计算方法，拟合出设备状态的最优分类函数，原理说明如下选择设备正常、异常情况下的设备参数集作为特征值样本集，并将样本集等概率抽样分为分类样本和训练样本，通过内积计算将不可分的低维样本直接映射到高维空间形成可分离的正常、异常两个分类样本集，并得出分类面函数集；通过训练集计算令分类误差最小的分类面，即为最优分类面；在测试过程中，通过设备状态检测的特征值信息与最优分类面的距离关系，以判断待测设备出现正常或异常工况，综合得出带电检测结论，为评估设备健康状态提供参考依据；
535、数据传输
本地数据融合完成以后，本地管理员出具带电检测结果报告；另外，本地用户可申请链接，将数据或报表上传至业务数据服务端，实现移动客户端的数据汇集；
步骤3)、断开服务、断开连接，完成系统工作流程，退出软件系统；
步骤4)、接入服务代理定期将业务服务器端的数据定期同步到电力系统生产管理系统数据库中，实现业务数据最终接入PMS系统。本发明方法为在线加离线模式，在线即为移动终端实时连接业务服务端，每一次操作都直接向业务服务端发送请求的工作模式，这种模式适合网络条件较好的环境；离线就是一次性上传、下载工作信息，然后再工作过程中，不连接服务的工作方式。本发明电力设备综合带电检测系统，其系统依据分布式设计思想，遵循W3C WebService架构，采用服务发布_发现_访问机制，构建业务服务器端及综合带电检测专用车移动终端二级分布式系统；软件平台具体的包括局方业务数据中心，移动业务服务平台软件，SSL/IPSec VPN网关；移动终端具体包括综合带电检测车，客户端软件，3G数据接入模块。上述业务服务器端部署在电力企业专用网，其中局方业务数据中心，用于存储服务端基础信息、检测数据信息等；
移动业务服务平台软件，提供主要的Web Service服务资源，包括用户认证服务，时间同步服务，数据同步服务，客户端管理服务及上级系统接入服务代理。客户端的移动应用服务接口可访问前四种服务，实现现场与局方业务数据中心的安全交互；
SSL/IPSec VPN网关，建立移动终端与局方业务数据中心之间的安全隔离，提供客户端认证和访问控制，防止数据中心遭受来自远程非法用户的攻击。综合带电检测专用车移动终端搭载多种检测设备集合在多个变电站开展现场带电检测工作，其中
综合带电检测车，搭载了开展综合带电检测业务所需的仪器及附件，主要包括红外热像仪、紫外线电晕观测仪、SF6设备泄漏点红外成像检测仪、局部放电测试仪、接地电流测量仪、相对介损带电检测系统、MOA全电流和阻性电流测试仪、便携式油气分析仪、便携式SF6综合分析仪、油介损测试仪。客户端软件，具备小型数据库的数据管理功能，根据不同种业务数据特点，设计了从仪器到客户端的接入功能，在本地统一管理进行多种专业数据，并通过用户认证模块，时间同步模块，数据同步模块和客户端受管模块，通过访问向对应的服务接口，实现移动客户端与业务服务器端的系统同步；
3G数据接入模块，通过运营商专有APN+接入认证、L2TP私有隧道、IPsec安全加密技术来实现3G移动接入电力系统专网，建立与移动平台之间的数据通信链路。本发明采用分布式部署方式，使得每个移动终端能够给独立完成带电检测测试项目，并采用多种数据接入方法汇集到数据库，与平台的服务器端向配合，建立一个面向所辖区所有电力设备、涵盖全部的带电检测项目的带电检测数据综合分析网。该系统和方法采用多种数据预警分析方式，对数据预警消息、预警可靠性提出的可量化的判断方法，对设备运行工况进行完善、全 面的分析，确保对设备进行进一步的故障定位提供可靠数据依据。
权利要求
1.一种电力设备带电检测方法，其特征在于其检测方法包括如下步骤 步骤I)、系统进行用户验证 当移动客户端每次处于在线状态时，均向服务器发起用户认证申请，保证客户端用户信息与上层系统客户端信息同步； 具体用户验证步骤如下 步骤11)、在线模式下，移动客户端发起用户认证申请； 步骤12)、业务服务器端响应申请，通过用户认证服务，检验用户名和密码以及移动终端的合法性，并验证该用户是否具备登录此服务器端的权限； 步骤13)、客户端收到成功认证信息后，合法移动终端可以调用服务器的可用服务资源，认证模块调用服务器端的数据同步服务获取用户认证信息； 步骤14)、将通知认证模块在本地保存用户信息，可以与服务器端进行服务，这样，下一次用户离线登陆时可在本地进行验证； 步骤2)、移动客户端领取工作任务合法移动用户通过数据同步模块，更新带电检测任务信息，领取当前检测工作，客户端受管模块调用申请客户端管理服务，下载任务菜单；然后执行以下步骤 (I)进入本地工作流程，执行工作任务； 移动用户获得任务菜单以后，可以申请断开服务，断开连接，进入本地工作流程；根据任务菜单项指示开展带电检测项目，采集和整理带电检测数据，在数据整理过程中，如需服务器端的资源，可重复用户认证操作步骤I)申请服务； 具体本地操作步骤如下 ·531、数据获取用户利用车载检测仪器设备开展带电检测项目，获取不同种类型的原始数据源，其格式及存储方式跟仪器设备厂家有关 ·532、数据处理对多样化的数据源进行标准化、格式化处理，转化为到表征电力设备状态的特征量数据；同时，将特征数据量关联设备检测任务信息、被检任务信息，存入到本地数据库；检测数据分为指标量和非指标两种，分别用于定量或定性分析设备运行工况； 如直接将车载式红外热像仪所采集的数据存入移动终端数据库，具体方法如下红外热像仪设备直接固定在综合带电检测车车厢内的升降杆上，工控机通过视频采集卡接入可见光、红外两路视频信号，并采用485传输检测数据； 具体的操作流程是 (01)、通过程序控制升降杆最先上电，将红外热像仪伸出车顶天窗外； (02)、待升降杆到位以后开始上电采集数据； (03),采集过程中，红外热像仪上位机程序从本地数据库中读取电力设备树信息、任务信息，用户可通过鼠标查看红外画面各点温度值，并将数据及数据与被检设备、任务标号的对应关系通过485总线存入后台数据表； (04)、完成测量后，通过程序控制将云台复位至初始位置，之后关断云台及摄像头电源，结束测量并升降复位； 如为标准化设备检测数据，将检测结果存入后台数据中； 其他设备类型均可提供信息化结果数据，本地数据库根据不同检测项目设计数据表，通过485、RS232、USB在内的方式之一将检测项目结果映射到后台数据表中；S33、预警以被检设备为分析对象，融合该设备对象相关的多专业带电检测结果数据，综合分析设备运行工况，输出预警消息；预警消息内容有设备健康因子、预警量、差异化分析判断三部分，其中 设备健康因子=1-异常项目数量/已检项目总数； 预警量说明，包含说明预警指标量的信息及劣化程度； 劣化程度=检测结果-阈值/阈值； 差异化分析判断为用户参与的结论，表现为预警情况的文字表述说明； S34、智能诊断根据预警消息，可选择性分析数据，综合出预警处理意见；可根据需要与业务服务器端进行数据交互，申请查询历史数据、功能模块； 功能模块用于分析预警项目可信度，初步判断设备健康状态；具体的，采用支持向量机计算方法，拟合出设备状态的最优分类函数，原理说明如下选择设备正常、异常情况下的设备参数集作为特征值样本集，并将样本集等概率抽样分为分类样本和训练样本，通过内积计算将不可分的低维样本直接映射到高维空间形成可分离的正常、异常两个分类样本集，并得出分类面函数集；通过训练集计算令分类误差最小的分类面，即为最优分类面； 在测试过程中，通过设备状态检测的特征值信息与最优分类面的距离关系，以判断待测设备出现正常或异常工况，综合得出带电检测结论，为评估设备健康状态提供参考依据； S35、数据传输 本地数据融合完成以后，本地管理员出具带电检测结果报告；另外，本地用户可申请链接，将数据或报表上传至业务数据服务端，实现移动客户端的数据汇集； 步骤3)、断开服务、断开连接，完成系统工作流程，退出软件系统； 步骤4)、接入服务代理定期将业务服务器端的数据定期同步到电力系统生产管理系统数据库中，实现业务数据最终接入PMS系统。
2.电力设备综合带电检测系统，其特征在于其系统依据分布式设计思想，遵循W3CWeb Service架构,采用服务发布-发现-访问机制，构建业务服务器端及综合带电检测专用车移动终端二级分布式系统；软件平台具体的包括局方业务数据中心，移动业务服务平台软件，SSL/IPSec VPN网关；移动终端具体包括综合带电检测车，客户端软件，3G数据接入模块。
全文摘要
本发明属于电力系统带电检测领域，涉及到一种移动的、综合的电力设备带电检测方法与系统，本发明采用分布式部署方式，使得每个移动终端能够给独立完成带电检测测试项目，并采用多种数据接入方法汇集到数据库，与平台的服务器端向配合，建立一个面向所辖区所有电力设备、涵盖全部的带电检测项目的带电检测数据综合分析网。该系统和方法采用多种数据预警分析方式，对数据预警消息、预警可靠性提出的可量化的判断方法，对设备运行工况进行完善、全面的分析，确保对设备进行进一步的故障定位提供可靠数据依据。
文档编号H04L12/26GK103051494SQ201210553830
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者陈勇, 陈永强, 王蔚, 廖卉芬, 代洁, 王江平, 胡华峰, 郑浩, 邱欣杰, 王刘芳, 叶剑涛, 程登峰, 朱太云 申请人:国家电网公司, 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司, 安徽省电力公司, 安徽省电力科学研究院