（安徽中兴继远信息技术股份有限公司 230031）
1.引言
随着智能电网与大数据技术的发展，使得利用在线数据挖掘状态信息对电力设备的状态监测成为了可能。经过近十年的发展，在线监测系统已被广泛应用在电力设备的状态监测中，对保障电网安全、稳定运行，起到了重要的安全监控作用，但电力设备状态监测面对海量在线监测数据以及其他状态监测数据时“数据海量，信息缺乏”的问题严重制约了状态监测的使用效果。
2.存在问题
近年来先进的计算机技术和传感器技术取得了长足的进步，为电力设备的智能式和预警式的监测、检修制度的建立提供了可能。微电子技术和材料技术的发展，让更多的非电参量的监测（热学、力学、化学量）和非结构化参量的监测（视频、图像、声音）等加入到电力设备监测中来。计算机技术和通讯技术的发展则为数据的传输、计算、处理、分析提供了有力的工具。
然而，状态监测在很多方面仍处发展之中，许多技术还很不成熟。总体来看，设备利用率和投入产出比、性价比都不理想，没有实现预期的效果。目前电力设备状态监测存在的问题主要有以下几点：
（1）监测系统采集数据量大，价值密度低，提取有用信息困难。
（2）过分关注在线监测对故障的精确判断，忽视其对电力设备状态趋势的反映。
（3）数据融合程度低，无法提供被监测设备的全景信息。
3.基于在线数据的配电设备状态监测方案
3.1 方案概述
本方案从状态量在线监测系统中获取配网设备相应状态量对应的在线数据、历史数据、事件数据等，根据《配网设备状态评价导则》对数据按照状态量格式要求进行处理，输出特征状态量。同时根据扣分值的具体情况，输出状态量告警信息。
采集相关状态量的在线监测系统包括：调度自动化系统、配电自动化系统、用电信息采集系统、配网温度在线监测系统、配网局部放电监测系统。
相关的数据类型包括：异常及故障前设备运行情况、异常及故障前负荷情况、开关动作情况及跳闸次数、保护动作情况、单相接地情况、过负荷及三相不平衡等异常情况、 异常及故障原因分析，温度、温升、局部放电信号值。
3.2系统架构
本系统从生产管理信息系统（PMS）获取台账信息，从各实时子系统（包括调度自动化系统、配电自动化系统、局部放电系统、配网温度在线监测系统、用电信息采集系统等）获取电网的实时状态信息，从整体上分析电网的运行状态。定时获取异常及故障前设备运行情况、异常及故障前负荷情况、开关动作情况及跳闸次数、保护动作情况、单相接地情况、过负荷及三相不平衡等异常情况、 异常及故障原因分析，温度、温升、局部放电信号值。
系统架构图：
3.3关键技术
本方案采用了配网设备状态建模及在线监测状态量实时评价、滚动状态评价及预测技术。
在状态评价及预测过程中，还使用到以下关键技术。
（1） 全文搜索引擎技术。搜索引擎遍历配网状态信息历史数据空间，按照时间，变电站、配电线路，配网设备、设备部件、状态量3个维度形成网格，沿着网格对数据读取和分析。根据既定的不良数据策略及相应算法，得到建立不良数据索引，形成索引数据库。最后对不良数据按照评价导则、时间跨度、不良数据频次综合考量得到配网设备状态。
（2） 最小二乘法及同期状态量规律修正技术。系统使用该技术进行状态量预测。系统先采用最小二乘法对当前滚动周期内的状态量数据进行拟合得到当前状态量变化规律，再次利用上一个周期状态量数据进行最小二乘法拟合对前一次规律进行修正。采用该技术预测的状态量能够更好地代表该状态量的发展趋势。
3.4功能要求
3.4.1运行监测
利用调度自动化系统、配电自动化系统、用电信息采集系统、配网温度在线监测系统、配网局部放电监测系统等采集到的线路设备运行数据，经过策略分析得到生产管理用户关注的设备监测信息，如：变压器轻载、重载、三相电流不平衡、触点温度过高、局部放电值超限。
通过数据列表、实时告警信息窗口、温度码表、曲线等形式进行直观展现，以达到数据检索查看、历史数据趋势分析的效果。
提供某条监测线路下设备的运行数据查看及异常告警功能。
线路出口开关数据列表，提供开关状态、电压、电流、有功、无功等数据的实时显示.
线路配变设备运行数据列表，提供配变变压器负载率、三相电流不平衡率、触点温度、局部放电等数据的实时显示。
线路设备告警窗口，根据用户定义的告警阀值，系统每两分钟自动分析运行数据，产生告警信息。包括：变压器轻载、重载、三相电流不平衡、触点温度过高、局部放电值超限。
将配变变压器运行监测的关键数据项，汇集到统一的监视界面，利用温度码表、曲线图等形式将监测值的实时变化情况进行展现，并同时可以查看该变压器的容量、投运时间、评价得分及状态情况。
温度监测，提供变压器高压侧、低压测多个个触点的温度实时值监测，码表刻度根据评价规程扣分规则，共分为4个区段：小于75℃、75－80℃、80－90℃、大于90℃，当触点温度达到某一区间时，可以根据区间颜色进行状态判别。
负载率曲线，查看当日的负载变化趋势图，根据设定的负载率阀值，如轻载小于30%、重载大于70%，自动在曲线背景生成绿色的安全区间30%－70%，可以直观的查看负载率的越限情况。
三相电流不平衡率曲线，查看当日的三相电流不平衡率变化趋势图，系统根据用户设定的阀值，如大于30%，自动在曲线背景生成绿色的安全区间0－30%，可以直观的查看三相电流不平衡率的越限情况。
提供设备历史数据的记录、检索、曲线查看功能，数据包括：三相电流、三相电压、负载率、三相电流不平衡率、温度、局部放电。
3.4.2评价监测
评价监测功能模块主要对调度自动化系统、配电自动化系统、用电信息采集系统、配网温度在线监测系统、配网局部放电监测系统等采集到的数据以及人工输入的数据依据《配网设备状态检修试验规程》、《配网设备状态检修导则》和《配网设备状态评价导则》中的相关规则进行逻辑分析与计算得出设备得分以及评价结果。
其中，部件温度（接头（触头）温度、干变器身温度）、负荷情况（负载率、三相不平衡率）以及局部放电数据，从自动化采集系统获取相应的采集数据，系统依据记分规则，自动计算扣分值。
4.2.2.1设备评价实时监测
提供设备部件的测点实时值的详细信息描述，对扣分信息、扣分值、部件得分以及设备得分进行展示。还可以对需要扣分项进行收动编辑扣分值及扣分原因，更新完成获取最新更新评分结果。
4.2.2.2线路评价实时监测
获取单个线路下所有设备实时得分以及评价描述功能。查询到的数据包含设备名称、设备类型、绝缘介质、评价得分、状态描述等信息。
4.2.2.3设备扣分状态描述
提供设备扣分详细信息以及设备基本信息的查询功能。获取单个设备各部件扣分值以及扣分原因的详细描述，并列出该设备评价得分以及评价结果。
4.2.2.4线路扣分状态描述
提供线路下所有设备扣分详细信息以及线路基本信息的查询功能。可获取一条线路下所有设备各部件扣分值、扣分原因以及该部件得分状态描述等详细信息。
3.4.3状态汇总
统计汇总某条监测线路下配电变压器、柱子开关、电容器、开关柜等设备单元的单元总数、正常状态数量、注意状态数量、异常状态数量与严重状态数量。
3.4.4.接口处理
该系统需要接入自动化采集系统包括：调度自动化系统、配电自动化系统、用电信息采集系统、配网温度在线监测系统、配网局部放电监测系统等。需要接入台帐信息系统：生产管理信息系统（PMS）。
结束语
随着传感器技术的发展，配电设备的状态在线监测数据将呈现出爆炸式的增长。充分利用在线数据对配电设备状态进行监测将是今后发展的方向。
论文作者:徐强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/19
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