一种基于大数据的电站设备实时状态评估及故障预警方法与流程

本发明涉及电站设备监测，具体涉及一种基于大数据的电站设备实时状态评估及故障预警方法。

背景技术：

1、电站是指将各种能源（如火力、水力、风力、太阳能等）转化为电能，并进行储存、输送和分配的设施。电站是电力系统的重要组成部分，是电能生产、传输和分配的关键环节。

2、电站会用到许多不同类型的电力设备，包括发电机、变压器、断路器、开关柜以及自动化控制系统等；

3、发电机：将能源转化为电能的主要设备，根据不同的能源来源和发电方式，发电机也会有不同的类型和规格；

4、变压器：用于电能输送和分配的设备，可以将高电压输送到较远的地方，再通过变压器进行降压，以供应给用户所需的低电压电能；

5、断路器：用于电力系统的开关和保护，可以在电路出现故障时切断电路，防止设备受到过载或短路的损害；

6、开关柜：用于安装和保护电力设备的箱体结构，包括各种开关、保护和测量装置，以及控制和监测设备，开关柜通常用于连接和控制发电机、变压器、断路器、接地开关等重要的电力设备，起到保护设备、保障电力系统安全和稳定运行的作用；

7、自动化控制系统：用于对电力系统的运行状态进行监测、控制和管理，可以实现对电力设备的远程控制和智能化管理。

8、现有技术存在以下不足：现有技术中开关柜大多是技术人员根据经验进行定期检修，且检测周期一般较长，当开关柜的运行状态出现问题需要及时进行维护和处理时，无法及时知晓，开关柜长期处于该状态下，将严重影响开关柜的使用寿命，其次，在对配电网电力系统中的开关柜进行检修时，无法确定检修顺序，可能会导致部分状态较差的开关柜过后检修，会加速开关柜的损坏，从而降低开关柜的维护效率。

9、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于大数据的电站设备实时状态评估及故障预警方法，本发明通过采集开关柜运行时的电气设备参数和环境参数，将电气设备参数和环境参数建立数据分析模型，生成影响系数，将影响系数与阈值进行比对，生成高影响信号与低影响信号，若开关柜的运行状态较差，则生成高影响信号预警提示，提示工作人员对开关柜的运行状态问题及时进行维护和处理，有效地防止开关柜长期处于该状态下，有效地延长开关柜的使用寿命，以解决上述背景技术中的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于大数据的电站设备实时状态评估及故障预警方法，包括以下步骤：

3、s1：采集开关柜运行时的多项参数，多项运行参数包括开关柜内的电气设备参数和环境参数；

4、s2：将开关柜内的电气设备参数和环境参数建立数据分析模型，生成影响系数；

5、s3：将影响系数与阈值进行比对，生成高影响信号与低影响信号，对高影响信号发出预警提示，对低影响信号不发出预警提示；

6、s4：对低影响信号对应的影响系数建立数据集合，对数据集合内的影响系数进行分析，生成风险检修信号，通过风险检修信号生成检修系数；

7、s5：对生成检修系数进行排序，按照顺序对开关柜进行检修。

8、优选的，电气设备参数包括电气设备电流分布系数和电气设备电压分布系数，环境参数包括温湿度干扰系数，采集后，将电气设备电流分布系数、电气设备电压分布系数以及温湿度干扰系数分别标定为。

9、优选的，电气设备电流分布系数，即开关柜内电气设备电流的分布情况，获取的逻辑如下：

10、通过电气设备电流的标准差计算开关柜内电气设备电流的分布情况，将电气设备电流的标准差标定为s1，电气设备电流的标准差计算的公式为：，式中，为开关柜内电气设备的电流值，为开关柜内电气设备电流值的平均值，n为开关柜内电气设备的数量，n大于等于2且n为正整数，通过电气设备电流的标准差值获取电气设备电流分布系数。

11、优选的，电气设备电压分布系数，即开关柜内电气设备电压的分布情况，获取的逻辑如下：

12、通过电气设备电压的标准差计算开关柜内电气设备电压的分布情况，将电气设备电压的标准差标定为s2，电气设备电压的标准差计算的公式为：，式中，为开关柜内电气设备的电压值，为开关柜内电气设备电压值的平均值，n为开关柜内电气设备的数量，n大于等于2且n为正整数，通过电气设备电压的标准差值获取电气设备电压分布系数。

13、优选的，温湿度干扰系数获取的逻辑如下：

14、对温度设置梯度范围wmin~wmax，实时获取开关柜内的温度值，将开关柜内的温度值标定为w，若w处于梯度范围wmin~wmax内，表明开关柜内的温度值正常，若w不处于梯度范围wmin~wmax内，表明开关柜内的温度值不正常，将开关柜内温度的偏差值标定为，获取的方式为：

15、若w小于wmin，则为w和wmin差值的绝对值，若w大于wmax，则为w和wmax差值的绝对值；

16、对湿度设置梯度范围smin~smax，实时获取开关柜内的湿度值，将开关柜内的湿度值标定为s，若s处于梯度范围smin~smax内，表明开关柜内的湿度值正常，若s不处于梯度范围smin~smax内，表明开关柜内的湿度值不正常，将开关柜内湿度的偏差值标定为，获取的方式为：

17、若s小于smin，则为s和smin差值的绝对值，若s大于smax，则为s和smax差值的绝对值；

18、通过公式计算出温湿度干扰系数，表达式为：；式中，为开关柜内温度的偏差值，为开关柜内湿度的偏差值，t1~t2为开关柜内的温度不在梯度范围wmin~wmax之间的时间段，t3~t4为开关柜内的湿度不在梯度范围wmin~wmax之间的时间段。

19、优选的，获取到电气设备电流分布系数、电气设备电压分布系数以及温湿度干扰系数后，建立数据分析模型，生成影响系数，依据的公式为：；

20、式中，q为误差修正因子，取值为1.2348，h1、h2、h3分别为电气设备电流分布系数、电气设备电压分布系数以及温湿度干扰系数的预设比例系数，且。

21、优选的，将生成影响系数与阈值bb1进行比对，若影响系数大于等于阈值bb1，则生成高影响信号预警提示，提示工作人员对开关柜的运行状态问题及时进行维护和处理，若影响系数小于阈值bb1，则生成低影响信号预警提示。

22、优选的，在对开关柜进行检修时，将低影响信号对应的影响系数建立数据集合，将数据集合标定为k，则，i为低影响信号对应的影响系数的数量，i=1、2、3、4、...、e，e大于等于2，且e为正整数。

23、优选的，将数据集合内的影响系数分别与阈值bb1、bb2、bb3进行比对，其中，，若影响系数小于阈值bb1且大于等于阈值bb2，则生成高等风险检修信号，若影响系数小于阈值bb2且大于等于阈值bb3，则生成中等风险检修信号，若影响系数小于阈值bb3，则生成低等风险检修信号，将数据集合内与阈值bb1、bb2、bb3比对后的风险检修信号建立数据集合j，对数据集合j内高等风险检修信号、中等风险检修信号以及低等风险检修信号的数量进行统计，将高等风险检修信号的数量、中等风险检修信号的数量以及低等风险检修信号的数量分别标定为，将高等风险检修信号的数量、中等风险检修信号的数量以及低等风险检修信号的数量建立数据分析模型，生成检修系数，依据的公式为：；

24、式中，分别为电气设备电流分布系数、电气设备电压分布系数以及温湿度干扰系数的预设比例系数，j表示待检修开关柜的数量，且。

25、优选的，获取到开关柜的检修系数后，将检修系数按照由大到小的顺序进行排顺序排序，优先对检修系数表现值大的开关柜进行检修。

26、在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

27、本发明通过采集开关柜运行时的电气设备参数和环境参数，将电气设备参数和环境参数建立数据分析模型，生成影响系数，将影响系数与阈值进行比对，生成高影响信号与低影响信号，若开关柜的运行状态较差，则生成高影响信号预警提示，提示工作人员对开关柜的运行状态问题及时进行维护和处理，有效地防止开关柜长期处于该状态下，有效地延长开关柜的使用寿命；

28、本发明通过对低影响信号对应的影响系数建立数据集合，对数据集合内的影响系数进行分析，生成风险检修信号，通过风险检修信号生成检修系数，获取到开关柜的检修系数后，将检修系数按照由大到小的顺序进行排顺序排序，优先对检修系数表现值大的开关柜进行检修，从而有效地防止部分状态较差的开关柜过后检修加速开关柜的损坏，进而提高开关柜的维护效率。