一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變壓器在線監(jiān)測(cè)信息聚合方法
【專利摘要】本發(fā)明專利涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變壓器在線監(jiān)測(cè)信息聚合方法，屬于電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)信息聚合【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明將變壓器在線監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)分為信息感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、應(yīng)用子站層以及應(yīng)用主站層，利用前端多個(gè)傳感器資源與監(jiān)測(cè)單元獲取數(shù)據(jù)和信息，關(guān)聯(lián)變壓器運(yùn)維信息、檢修信息、評(píng)估信息、歷史案例信息，構(gòu)建變壓器在線監(jiān)測(cè)信息處理模型，按照多維差異信息柔性關(guān)聯(lián)的要求，將各類信息在空間和時(shí)間上互補(bǔ)，設(shè)計(jì)信息聚合關(guān)鍵步驟，結(jié)合運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估需求，進(jìn)一步將變壓器的運(yùn)行狀態(tài)空間換分為正常運(yùn)行、異?？蛇\(yùn)行、預(yù)警、告警，并相應(yīng)地將變壓器各項(xiàng)主要監(jiān)測(cè)量分為漸變信息、突變信息和告警信息三類，給出狀態(tài)推送示意流程。
【專利說明】一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變壓器在線監(jiān)測(cè)信息聚合方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變壓器在線監(jiān)測(cè)信息聚合方法，屬于電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)信息聚合【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，大型變電站的主要設(shè)備都安裝了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，起到了重要的安全監(jiān)控作用。但由于各監(jiān)控系統(tǒng)一般都是針對(duì)某類設(shè)備一個(gè)或幾個(gè)方面特征的監(jiān)測(cè)，缺乏完備的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與全景的信息評(píng)估，“信息孤島”現(xiàn)象嚴(yán)重，且目前對(duì)于電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本上是以設(shè)備的故障事件為驅(qū)動(dòng)，對(duì)檢測(cè)到的信息的本質(zhì)挖掘不到位，對(duì)信息本體反映出的內(nèi)容理解不全面，這些問題都極大的制約了在線監(jiān)測(cè)的應(yīng)用與發(fā)展。
[0003]物聯(lián)網(wǎng)(The Internet of Things)作為新一代信息通信網(wǎng)絡(luò),具有全面感知、可靠傳輸和智能處理的特點(diǎn)，其技術(shù)具有空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化等特征，是智能電網(wǎng)由系統(tǒng)智能化向設(shè)備智能化延伸的互聯(lián)手段。利用物聯(lián)網(wǎng)的“智能信息感知末梢”相關(guān)技術(shù)，可以提高電力設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)性能水平，滿足現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)電力設(shè)備狀態(tài)信息的準(zhǔn)確獲取與網(wǎng)絡(luò)化交互的需要；利用基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的多源信息處理技術(shù)，可以更好地為電力設(shè)備狀態(tài)估計(jì)與全壽命周期管理服務(wù)。
[0004]信息聚合用數(shù)學(xué)語言可以描述為利用像求解原像的過程，這里的像指的是由底層傳感器所獲得的客觀環(huán)境(即被測(cè)對(duì)象)的多源信息，原像指的是客觀環(huán)境。信息聚合技術(shù)能從大數(shù)據(jù)中，圍繞某個(gè)主題，把極度分散、高度相關(guān)的信息碎片，整合成有參考價(jià)值的全景信息，是處理多元、海量的數(shù)據(jù)最行之有效的處理手段。
[0005]變壓器是電力系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備之一，變壓器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在孤立性強(qiáng)、信息量大、數(shù)據(jù)類型多樣等特點(diǎn)，是物聯(lián)網(wǎng)信息聚合技術(shù)應(yīng)用的良好平臺(tái)。藉此，提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變壓器在線監(jiān)測(cè)信息聚合方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)目前電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，缺乏完備的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與全景的信息評(píng)估以及對(duì)檢測(cè)到的信息的本質(zhì)挖掘不到位，對(duì)信息本體反映出的內(nèi)容理解不全面兩個(gè)問題，公開了一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變壓器在線監(jiān)測(cè)信息聚合方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變壓器在線監(jiān)測(cè)信息聚合方法，在電力物聯(lián)網(wǎng)體系之上，將變壓器在線監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)分為信息感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、應(yīng)用子站層以及應(yīng)用主站層，利用前端多個(gè)傳感器資源與監(jiān)測(cè)單元獲取數(shù)據(jù)和信息，關(guān)聯(lián)變壓器運(yùn)維信息、檢修信息、評(píng)估信息、歷史案例信息，構(gòu)建變壓器在線監(jiān)測(cè)信息處理模型，按照多維差異信息柔性關(guān)聯(lián)的要求，將各類信息在空間和時(shí)間上互補(bǔ)，設(shè)計(jì)信息聚合關(guān)鍵步驟，結(jié)合運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估需求，進(jìn)一步將變壓器的運(yùn)行狀態(tài)空間換分為正常運(yùn)行、異?？蛇\(yùn)行、預(yù)警、告警，并相應(yīng)地將變壓器各項(xiàng)主要監(jiān)測(cè)量分為漸變信息、突變信息和告警信息三類，給出狀態(tài)推送示意流程。
[0008]具體步驟如下:
(I)將變壓器在線監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)分為信息感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、應(yīng)用子站層以及應(yīng)用主站層，其中，信息感知層即為多傳感器層，由獲取變壓器各類在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的智能傳感器組成，將該層所采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分為電氣量、過程量、狀態(tài)量三大類；網(wǎng)絡(luò)通信層提供解析數(shù)據(jù)傳輸通道，支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入，并支持移動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無縫透明接入，實(shí)現(xiàn)感知層各類信息的傳輸；在應(yīng)用子站層構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)信息處理平臺(tái)，提供信息的標(biāo)準(zhǔn)接入，通過對(duì)多源差異信息的特征提取、挖掘、關(guān)聯(lián)等方法，實(shí)現(xiàn)變壓器信息的綜合分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同對(duì)象分析需求的智能化決策、控制和指示；應(yīng)用主站層推送出匯集各個(gè)子站層的信息處理結(jié)果和案例信息，將已經(jīng)形成的具有關(guān)聯(lián)性的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，存儲(chǔ)至歷史特征數(shù)據(jù)庫，作為新階段的變壓器運(yùn)行狀況分析需求的重要參考信息，亦作為變壓器壽命估計(jì)的重要特征信息。
[0009](2)結(jié)合變壓器多維信息的時(shí)間維度、信息關(guān)聯(lián)程度和應(yīng)用空間，將變壓器相關(guān)信息建立在由時(shí)間維度t、信息維度Xl和應(yīng)用維度X2形成的三維空間中。其中，時(shí)間維度中包含過程量監(jiān)測(cè)信息、電氣量監(jiān)測(cè)信息、狀態(tài)量監(jiān)測(cè)信息等，信息維度中包含變壓器基本信息、運(yùn)維信息、評(píng)估信息、歷史故障信息、調(diào)度運(yùn)行信息、在線監(jiān)測(cè)關(guān)聯(lián)信息等，應(yīng)用維度中包含變壓器故障診斷案例庫、變壓器壽命估計(jì)和周期管理等。在三維空間中將變壓器參數(shù)信息、運(yùn)維信息、檢修信息、評(píng)估信息與經(jīng)時(shí)間維度統(tǒng)一后的各類在線監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)之后，用信息維度來衡量，可建立面向變壓器在線監(jiān)測(cè)的信息處理模型。
[0010](3)設(shè)計(jì)信息聚合的關(guān)鍵步驟。第一步，確定決策級(jí)的分析需求。決策級(jí)對(duì)象可分為檢修人員、運(yùn)行維護(hù)人員，變壓器設(shè)備管理人員，變壓器設(shè)計(jì)研究人員等幾類，他們對(duì)變壓器狀態(tài)的需求側(cè)重點(diǎn)不同，需要制定個(gè)性化的決策方案。第二步，從需求中識(shí)別變量。從變壓器的各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得的信息，確定哪些信息的相互關(guān)聯(lián)能夠反映出所需要關(guān)注的情況。第三步，確定多維關(guān)聯(lián)的維。由將由信息感知層中采集節(jié)點(diǎn)從各類儀表、傳感器獲取的設(shè)備狀態(tài)信息經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換、規(guī)約、標(biāo)準(zhǔn)化處理后，選擇其中具有直接關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的二維聚合，獲得由兩維信息共同表征的不同屬性，這些聚合后的二維向量在多維關(guān)系中，即可看作是維。第四步，對(duì)維進(jìn)行可信度分析及權(quán)重分析。針對(duì)不同事件中，不同的用戶需求，對(duì)維的權(quán)重進(jìn)行判斷，并輔以檢測(cè)量精度、時(shí)間尺度上的差異，對(duì)維度可信度做出判斷。第五步，確定分析需求的表達(dá)形式和多維表關(guān)聯(lián)的關(guān)系。第六步，隨著決策分析需求變化調(diào)整維。若分析需求改變，則以第一步開始調(diào)整現(xiàn)有的多維關(guān)聯(lián)方案，形成一種可變通、可調(diào)方式、多需求適應(yīng)的信息聚合。
[0011](4)將變壓器運(yùn)行狀態(tài)換分為四個(gè)區(qū)域，分別是正常運(yùn)行、異?？蛇\(yùn)行、預(yù)警及告警。將變壓器主要檢測(cè)量分為漸變信息、突變信息、告警信息三類。比如，溫濕度監(jiān)測(cè)信息、色譜分析屬于漸變信息，鐵芯接地電流、主變運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、油中氣體成分屬于突變信息，當(dāng)某個(gè)信號(hào)突變程度直接達(dá)到了告警值，這個(gè)信號(hào)認(rèn)為是告警值。根據(jù)信息處理模型，得到變壓器狀態(tài)空間推送圖。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:解決了目前電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，缺乏完備的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與全景的信息評(píng)估以及對(duì)檢測(cè)到的信息的本質(zhì)挖掘不到位，對(duì)信息本體反映出的內(nèi)容理解不全面兩個(gè)問題。實(shí)現(xiàn)了變壓器運(yùn)行狀態(tài)的合理預(yù)知性評(píng)估，同時(shí)可為變壓器壽命估計(jì)提供極具參考意義的歷史特征信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的變壓器多維信息時(shí)空關(guān)聯(lián)示意圖；
圖2是本發(fā)明的信息處理模型建立方案；
圖3是本發(fā)明的信息級(jí)聚合的關(guān)鍵步驟；
圖4是本發(fā)明的變壓器運(yùn)行狀態(tài)空間劃分；
圖5是本發(fā)明的變壓器狀態(tài)空間推送示意圖；
圖6是本發(fā)明實(shí)施例1中，CO氣體含量隨時(shí)間的變化規(guī)律；
圖7是本發(fā)明實(shí)施例1中，CO產(chǎn)氣速率隨時(shí)間的變化規(guī)律；
圖8是本發(fā)明實(shí)施例1中，甲烷和乙烯在總烴中所占比重；
圖9是本發(fā)明實(shí)施例1中，甲烷所占比例(CH4/ (CH4+C2H4))；
圖10是本發(fā)明實(shí)施例1中，乙炔氣體含量隨時(shí)間變化；
圖11是本發(fā)明實(shí)施例1中，乙炔氣體與10%乙烯氣體含量的關(guān)系；
圖12是本發(fā)明實(shí)施例1中，基于油中溶解氣體色譜分析的變壓器運(yùn)行狀態(tài)推送圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015]一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變壓器在線監(jiān)測(cè)信息聚合方法，在電力物聯(lián)網(wǎng)體系之上，將變壓器在線監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)分為信息感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、應(yīng)用子站層以及應(yīng)用主站層，利用前端多個(gè)傳感器資源與監(jiān)測(cè)單元獲取數(shù)據(jù)和信息，關(guān)聯(lián)變壓器運(yùn)維信息、檢修信息、評(píng)估信息、歷史案例信息，構(gòu)建變壓器在線監(jiān)測(cè)信息處理模型，按照多維差異信息柔性關(guān)聯(lián)的要求，將各類信息在空間和時(shí)間上互補(bǔ)，設(shè)計(jì)信息聚合關(guān)鍵步驟，結(jié)合運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估需求，進(jìn)一步將變壓器的運(yùn)行狀態(tài)空間換分為正常運(yùn)行、異常可運(yùn)行、預(yù)警、告警，并相應(yīng)地將變壓器各項(xiàng)主要監(jiān)測(cè)量分為漸變信息、突變信息和告警信息三類，給出狀態(tài)推送示意流程。
[0016]具體步驟如下:
(I)將變壓器在線監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)分為信息感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、應(yīng)用子站層以及應(yīng)用主站層，其中，信息感知層即為多傳感器層，由獲取變壓器各類在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的智能傳感器組成，將該層所采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分為電氣量、過程量、狀態(tài)量三大類；網(wǎng)絡(luò)通信層提供解析數(shù)據(jù)傳輸通道，支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入，并支持移動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無縫透明接入，實(shí)現(xiàn)感知層各類信息的傳輸；在應(yīng)用子站層構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)信息處理平臺(tái)，提供信息的標(biāo)準(zhǔn)接入，通過對(duì)多源差異信息的特征提取、挖掘、關(guān)聯(lián)等方法，實(shí)現(xiàn)變壓器信息的綜合分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同對(duì)象分析需求的智能化決策、控制和指示；應(yīng)用主站層推送出匯集各個(gè)子站層的信息處理結(jié)果和案例信息，將已經(jīng)形成的具有關(guān)聯(lián)性的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，存儲(chǔ)至歷史特征數(shù)據(jù)庫，作為新階段的變壓器運(yùn)行狀況分析需求的重要參考信息，亦作為變壓器壽命估計(jì)的重要特征信息。
[0017](2)結(jié)合變壓器多維信息的時(shí)間維度、信息關(guān)聯(lián)程度和應(yīng)用空間，將變壓器相關(guān)信息建立在由時(shí)間維度t、信息維度Xl和應(yīng)用維度X2形成的三維空間中。其中，時(shí)間維度中包含過程量監(jiān)測(cè)信息、電氣量監(jiān)測(cè)信息、狀態(tài)量監(jiān)測(cè)信息等，信息維度中包含變壓器基本信息、運(yùn)維信息、評(píng)估信息、歷史故障信息、調(diào)度運(yùn)行信息、在線監(jiān)測(cè)關(guān)聯(lián)信息等，應(yīng)用維度中包含變壓器故障診斷案例庫、變壓器壽命估計(jì)和周期管理等。在三維空間中將變壓器參數(shù)信息、運(yùn)維信息、檢修信息、評(píng)估信息與經(jīng)時(shí)間維度統(tǒng)一后的各類在線監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)之后，用信息維度來衡量，可建立面向變壓器在線監(jiān)測(cè)的信息處理模型。
[0018](3)設(shè)計(jì)信息聚合的關(guān)鍵步驟。第一步，確定決策級(jí)的分析需求。決策級(jí)對(duì)象可分為檢修人員、運(yùn)行維護(hù)人員，變壓器設(shè)備管理人員，變壓器設(shè)計(jì)研究人員等幾類，他們對(duì)變壓器狀態(tài)的需求側(cè)重點(diǎn)不同，需要制定個(gè)性化的決策方案。第二步，從需求中識(shí)別變量。從變壓器的各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得的信息，確定哪些信息的相互關(guān)聯(lián)能夠反映出所需要關(guān)注的情況。第三步，確定多維關(guān)聯(lián)的維。由將由信息感知層中采集節(jié)點(diǎn)從各類儀表、傳感器獲取的設(shè)備狀態(tài)信息經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換、規(guī)約、標(biāo)準(zhǔn)化處理后，選擇其中具有直接關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的二維聚合，獲得由兩維信息共同表征的不同屬性，這些聚合后的二維向量在多維關(guān)系中，即可看作是維。第四步，對(duì)維進(jìn)行可信度分析及權(quán)重分析。針對(duì)不同事件中，不同的用戶需求，對(duì)維的權(quán)重進(jìn)行判斷，并輔以檢測(cè)量精度、時(shí)間尺度上的差異，對(duì)維度可信度做出判斷。第五步，確定分析需求的表達(dá)形式和多維表關(guān)聯(lián)的關(guān)系。第六步，隨著決策分析需求變化調(diào)整維。若分析需求改變，則以第一步開始調(diào)整現(xiàn)有的多維關(guān)聯(lián)方案，形成一種可變通、可調(diào)方式、多需求適應(yīng)的信息聚合。
[0019](4)將變壓器運(yùn)行狀態(tài)換分為四個(gè)區(qū)域，分別是正常運(yùn)行、異?？蛇\(yùn)行、預(yù)警及告警。將變壓器主要檢測(cè)量分為漸變信息、突變信息、告警信息三類。比如，溫濕度監(jiān)測(cè)信息、色譜分析屬于漸變信息，鐵芯接地電流、主變運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障錄波數(shù)據(jù)、油中氣體成分屬于突變信息，當(dāng)某個(gè)信號(hào)突變程度直接達(dá)到了告警值，這個(gè)信號(hào)認(rèn)為是告警值。根據(jù)信息處理模型，得到變壓器狀態(tài)空間推送圖。
[0020]實(shí)施例1:以某500kV變電站的I號(hào)主變嚴(yán)重過熱故障之前的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)。I號(hào)主變的油中溶解氣體監(jiān)測(cè)采樣間隔為8小時(shí)，即每天3個(gè)采樣點(diǎn)。本例中展示的是I年的歷史數(shù)據(jù)。
[0021]變壓器油在300°C以下沒有局部放電和強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，釋放的氣體很少，只產(chǎn)生少量的C02、CH4和H2等，油中氣體的數(shù)量和特征氣體比值不會(huì)有大的變化，而當(dāng)變壓器內(nèi)部存在潛在過熱故障，若熱點(diǎn)只影響到絕緣油的分解而不涉及固體絕緣時(shí)，變壓器油產(chǎn)生的氣體主要是低分子烴類，其中甲烷、乙烯是特征氣體，一般二者之和占總烴的80%以上；當(dāng)故障點(diǎn)溫度較低時(shí)，甲烷占的比重大，隨著熱點(diǎn)溫度的升高，乙烯組分急劇增加，比例增大；當(dāng)嚴(yán)重過熱時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生少量的乙炔，但其最大含量不超過乙烯量的10%。同時(shí)變壓器油紙絕緣老化速率加大，產(chǎn)氣速率增加。
[0022]根據(jù)信息聚合關(guān)鍵步驟，設(shè)計(jì)本例具體實(shí)施步驟如下:
(O在對(duì)油中各氣體成分監(jiān)測(cè)的過程中，發(fā)現(xiàn)異常量:即一氧化碳產(chǎn)氣量與產(chǎn)氣速率超過閾值；如圖6所示。 在第67天(對(duì)應(yīng)第199~201個(gè)采樣點(diǎn))時(shí)，CO氣體含量有明顯的增大，從該天開始關(guān)注CO的產(chǎn)氣速率和含量。由歷史數(shù)據(jù)計(jì)算得到的CO產(chǎn)氣速率隨時(shí)間變化曲線如圖7所示。
[0023]由圖7可知，從第67天開始，CO的產(chǎn)氣速率為2.2607pmm/天，第77天(對(duì)應(yīng)第229^231個(gè)采樣點(diǎn))的產(chǎn)氣速率為3.5017pmm/天，與第67天相比，產(chǎn)氣速率提高了 54.89%。由于此時(shí)C0、H2以及溶解的可燃?xì)怏w(TDCG)含量均未超過正常運(yùn)行的閾值，因此仍然推送至變壓器正常運(yùn)行空間，此時(shí)觸發(fā)對(duì)甲烷、乙烯這兩種過熱性故障特征氣體的重點(diǎn)關(guān)注。
[0024](2)在重點(diǎn)關(guān)注氣體甲烷、乙烯的監(jiān)測(cè)中，若發(fā)現(xiàn)甲烷和乙烯在總烴中所占比重超過了總烴含量的80%，如圖8所示，則初步斷定變壓器發(fā)生低溫過熱的情況，推送至異常運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步追進(jìn)對(duì)甲烷、乙烯含量比重的關(guān)注。若乙烯含量比重大于50%，推測(cè)變壓器過熱溫度進(jìn)一步升高，如圖9所示。
[0025]由圖9可以看出，在第92天(274-276采樣點(diǎn))時(shí)，甲烷所占的比例急劇下降為47.63%，此后持續(xù)保持在50%以下，由此可知，第92天之后變壓器過熱故障的溫度進(jìn)一步升聞;
第92天測(cè)得的CO氣體含量為255.3ppm，此時(shí)計(jì)算CO產(chǎn)氣速率為19.75ppm/天，假設(shè)CO氣體以19.75ppm/天的速率勻速增加，則可計(jì)算出大約7天之后，CO氣體含量將達(dá)到400ppm，超過正常運(yùn)行的閾值，大約19天后含量將達(dá)到600ppm，進(jìn)入預(yù)警狀態(tài)。
[0026](3)由CO產(chǎn)氣速率對(duì)預(yù)警的預(yù)測(cè)結(jié)果以及上述對(duì)甲烷、乙烯含量的監(jiān)測(cè)結(jié)果，進(jìn)一步觸發(fā)對(duì)高能故障特征氣體乙炔的監(jiān)測(cè),觀測(cè)高能故障特征氣體乙炔含量變化，同時(shí)關(guān)注乙炔和乙烯含量比重的關(guān)系，建立其二維關(guān)系圖。若連續(xù)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)乙炔含量超過設(shè)定閾值，或者乙炔所占10%乙烯氣體的比重超過閾值，則表示發(fā)生了高能放電故障，監(jiān)測(cè)結(jié)果和關(guān)聯(lián)結(jié)果如圖10所示。
[0027]由圖10可知，監(jiān)測(cè)第92天時(shí)乙炔氣體含量值仍然在正常值范圍內(nèi)，到第125天后乙炔值突然增大，其值超過乙炔單監(jiān)測(cè)量的預(yù)警閾值，到達(dá)預(yù)警狀態(tài)；
結(jié)合乙烯氣體含量進(jìn)行分析，如圖11所示為乙炔氣體和10%乙烯氣體含量的關(guān)系，坐標(biāo)平面上的點(diǎn)代表當(dāng)天乙炔測(cè)量值與10%乙烯測(cè)量值，正常情況下乙炔的含量應(yīng)小于35ppm,且相對(duì)于乙烯含量而言，乙炔應(yīng)不超過乙烯含量的10%,在圖中反映為不超過虛線。根據(jù)變壓器運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)可從圖11所示的10%乙烯-乙炔含量圖上大致劃定正常運(yùn)行的閾值范圍，即橫軸42?88ppm，縱軸l(T20ppm構(gòu)成的一個(gè)矩形。若單個(gè)值超出閾值，連續(xù)監(jiān)測(cè)不到其他的異常值，則認(rèn)為該點(diǎn)為奇異點(diǎn)，可以排除；若連續(xù)監(jiān)測(cè)多個(gè)點(diǎn)均超出劃定閾值，則認(rèn)為有出現(xiàn)高能放電故障的可能性，應(yīng)推送至異常狀態(tài)，引起關(guān)注。
[0028]結(jié)合上述理論分析與色譜信息聚合步驟，可得到基于油中溶解氣體色譜分析的變壓器運(yùn)行狀態(tài)推送圖如圖12所示。
[0029]可知，利用油中氣體在線監(jiān)測(cè)信息聚合，可提前預(yù)知潛在過熱故障、高能放電故障，對(duì)氣體變化速率進(jìn)行關(guān)注和預(yù)測(cè)，可大致估計(jì)未來故障發(fā)生時(shí)間；對(duì)不同氣體含量變化進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，可實(shí)現(xiàn)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的可靠推送，達(dá)到對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)預(yù)知性估計(jì)的良好效果。
[0030]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種基于物聯(lián)網(wǎng)的變壓器在線監(jiān)測(cè)信息聚合方法，其特征在于:在電力物聯(lián)網(wǎng)體系之上，將變壓器在線監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)分為信息感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、應(yīng)用子站層以及應(yīng)用主站層，利用前端多個(gè)傳感器資源與監(jiān)測(cè)單元獲取數(shù)據(jù)和信息，關(guān)聯(lián)變壓器運(yùn)維信息、檢修信息、評(píng)估信息、歷史案例信息，構(gòu)建變壓器在線監(jiān)測(cè)信息處理模型，按照多維差異信息柔性關(guān)聯(lián)的要求，將各類信息在空間和時(shí)間上互補(bǔ)，設(shè)計(jì)信息聚合關(guān)鍵步驟，結(jié)合運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估需求，進(jìn)一步將變壓器的運(yùn)行狀態(tài)空間換分為正常運(yùn)行、異常可運(yùn)行、預(yù)警、告警，并相應(yīng)地將變壓器各項(xiàng)主要監(jiān)測(cè)量分為漸變信息、突變信息和告警信息三類，給出狀態(tài)推送示意流程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的變壓器在線監(jiān)測(cè)信息聚合方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)將變壓器在線監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)分為信息感知層、網(wǎng)絡(luò)通信層、應(yīng)用子站層以及應(yīng)用主站層，其中，信息感知層即為多傳感器層，由獲取變壓器各類在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的智能傳感器組成，將該層所采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分為電氣量、過程量、狀態(tài)量三大類；網(wǎng)絡(luò)通信層提供解析數(shù)據(jù)傳輸通道，支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入，并支持移動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無縫透明接入，實(shí)現(xiàn)感知層各類信息的傳輸；在應(yīng)用子站層構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)信息處理平臺(tái)，提供信息的標(biāo)準(zhǔn)接入，通過對(duì)多源差異信息的特征提取、挖掘、關(guān)聯(lián)等方法，實(shí)現(xiàn)變壓器信息的綜合分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同對(duì)象分析需求的智能化決策、控制和指示；應(yīng)用主站層推送出匯集各個(gè)子站層的信息處理結(jié)果和案例信息，將已經(jīng)形成的具有關(guān)聯(lián)性的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，存儲(chǔ)至歷史特征數(shù)據(jù)庫，作為新階段的變壓器運(yùn)行狀況分析需求的重要參考信息，亦作為變壓器壽命估計(jì)的重要特征信息； (2)結(jié)合變壓器多維信息的時(shí)間維度、信息關(guān)聯(lián)程度和應(yīng)用空間，將變壓器相關(guān)信息建立在由時(shí)間維度t、信息維度Xl和應(yīng)用維度X2形成的三維空間中；其中，時(shí)間維度中包含過程量監(jiān)測(cè)信息、電氣量監(jiān)測(cè)信息、狀態(tài)量監(jiān)測(cè)信息等，信息維度中包含變壓器基本信息、運(yùn)維信息、評(píng)估信息、歷史故障信息、調(diào)度運(yùn)行信息、在線監(jiān)測(cè)關(guān)聯(lián)信息等，應(yīng)用維度中包含變壓器故障診斷案例庫、變壓器壽命估計(jì)和周期管理等；在三維空間中將變壓器參數(shù)信息、運(yùn)維信息、檢修信息、評(píng)估信息與經(jīng)時(shí)間維度統(tǒng)一后的各類在線監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)之后，用信息維度來衡量，可建立面向變壓器在線監(jiān)測(cè)的信息處理模型； (3)設(shè)計(jì)信息聚合的關(guān)鍵步驟；第一步，確定決策級(jí)的分析需求；決策級(jí)對(duì)象可分為檢修人員、運(yùn)行維護(hù)人員，變壓器設(shè)備管理人員，變壓器設(shè)計(jì)研究人員等幾類，他們對(duì)變壓器狀態(tài)的需求側(cè)重點(diǎn)不同，需要制定個(gè)性化的決策方案；第二步，從需求中識(shí)別變量；從變壓器的各類監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲得的信息，確定哪些信息的相互關(guān)聯(lián)能夠反映出所需要關(guān)注的情況；第三步，確定多維關(guān)聯(lián)的維；由將由信息感知層中采集節(jié)點(diǎn)從各類儀表、傳感器獲取的設(shè)備狀態(tài)信息經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換、規(guī)約、標(biāo)準(zhǔn)化處理后，選擇其中具有直接關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的二維聚合，獲得由兩維信息共同表征的不同屬性，這些聚合后的二維向量在多維關(guān)系中，即可看作是維；第四步，對(duì)維進(jìn)行可信度分析及權(quán)重分析；針對(duì)不同事件中，不同的用戶需求，對(duì)維的權(quán)重進(jìn)行判斷，并輔以檢測(cè)量精度、時(shí)間尺度上的差異，對(duì)維度可信度做出判斷；第五步，確定分析需求的表達(dá)形式和多維表關(guān)聯(lián)的關(guān)系；第六步，隨著決策分析需求變化調(diào)整維；若分析需求改變，則以第一步開始調(diào)整現(xiàn)有的多維關(guān)聯(lián)方案，形成一種可變通、可調(diào)方式、多需求適應(yīng)的信息聚合；(4)將變壓器運(yùn)行狀態(tài)換分為四個(gè)區(qū)域，分別是正常運(yùn)行、異?？蛇\(yùn)行、預(yù)警及告警；將變壓器主要檢測(cè) 量分為漸變信息、突變信息、告警信息三類；根據(jù)信息處理模型，得到變壓器狀態(tài)空間推送圖。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK104007336SQ201410187415
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】束洪春, 白洋, 董俊 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)