基于物联网的随机性电源即插即用运维技术方案研究.pdfVIP

李献伟 ，等 基于物联网 的随机性 电源 即插 即用运维技术方案研究 1 1 5 关联度、使用频率与告警之问的关联度，如图7 所 示为多维度随机性电源接入设备预警评估模型 。 不 同时 间尺度 下设备 的维修频 率、故障类 型以及维修人员 不同时间尺度 下设备运行 时间( 或用户 使用频率) 设备寿 命 不 同时间尺度情况下 设备报警类型及次数 图 7多维度 随机 性电源接 入设备预警评估模型示意图 Fig 7 S c h e ma t ic d ia g r a m wa r n in g a s s e s s me n t mo d e l ( 1 ) 设备预期寿命 健康评估模型以设备预期寿命( 简称为L e x p ) 为 基准参考，它与设备使用年限( 简称 厶 。 ) 、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 。 。 ( D ) 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 。 ( ， ) ) 有直接 的关联，设 备设计寿命简称为 d e s i，设备预期使用寿命为 ) = 雨 L de s i - L ag e ( 1 ) ( 2 ) 告警与故障之间的关联度分析 随机性 电源投入运行后将根据运行情况上送告 警信息，告警信息包括设备故障告警；正常运行情 况上送普通告警信息，不影响设备的正常使用，健 康评估模型通 过分析上送 告警类型 押 。 。 ( 按照不 同 的时间尺度计算发生频率尺 。 ( ) 与设备维修故障类 型 。 ( 故障类型 p 。 的维修频率 q ( ) 之间的关 系可甄别那种告警类型发生最可能引起设备故障， 比如针对某一设备的告警历史记录发现：告警类型 A上送 2次就引起设备故障类型 r发生的频率很高， 可以推断告警类型 帅。 与故障类型 。 的关联度很 高，关联亲密系数 C r e l ( A t y p 。 ， ) ；通过分析提高基 于设备状况进行提前预警维修的准确度，避免无谓 检修或者过度检修 。某一时间段内告警类型 押 。 。 上 送后故障 p 。 发生的几率 P ( p 。 ， 帅。 ) 为 ( ， ) ( 2 ) ( ， = ( ( f ) ) - ( ， ) ( 3 ) ( 3 使用频率与设备故障的关联度分析 分析设备的使用频率 。 与发生故障类型 y p 。 之 间的关系主要 是为了发现 设备易发生故障的环 节，并获得故障类型与使用频率之间的关系 ，提高 维修预警的准确度，缩短维修时间，并 以设备使用 频率为基准提出的维修健康预警，故障类 型与使用 频率的关联亲密系数 l ( p e ，己 k ) ( 系数根据设备 历史记录分析获得，它某段时间内由该故障引起设 备的维修频率成正比，与该段时间内使用频率成反 比，是一个相对固定的值，比如根据历史时间 内 计算 出 Ge l ( 。 ， 己 ， f r e q ) ( ) ) ，某时间该设备发生故障 类型 p 。 的几率 P 0 。 。 ( 。 ， 己 q ) 与设备使用频率之 间关系为 。( ， ) ( ) ： T ty p e ( M freq ( th ) ) ( 4 ) u e q 。 ( ， ) ( ) = ( f ) 。 C re 。 ( ， ( f ) )( 5 ) ( 4 ) 使用频率与设备告警的关联度分析 分析设备使用频率与告警之 问的关系主要是为 了获得设备使用过程易发生误操作习惯，通过修正 用户操作规程或改进设备建设误操作报警 ；同时根 据设备使用频率调整告警类型排序等 。某一段时间 内告警类型的级别 t y 。 与使用频率 【 之间的 关系 。指原有告警级别) 为 一 ( ) = _一 ( 6 ) Uf m q【 l J 3 3随机性电源设备维修预警专 家系统 维修预警专家系统根据设备维修历史信息及设 备运行情况分析设备的健康情况 ，维修人员最为关 注设备寿命及设备故障 ，若设备预期寿命为零或者 负值标明设备 已报废 ，建议尽快更换或拆除；设备 故障发生几率主要与设备寿命 、使用频率、维修频 率有关 ，若分析得出设备发生某故障 的几率大于 8 0 ，专家系统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并提前维修。 4 基于物联网的电子化运维检修流程 电子化的运维检修流程可满足设备的全生命周 期管理，减少运维人员规模，满足 了投资业主、用 户 以及 电网运行方的需求。 4 1预警评估 预警专家系统依据多维度的健康评估模型定期 给予设备健康评价， 将评价结果上送到云运维中心 。 如果评价结果低于合格值 ，云运维中心便将可能发 生故障类型及概率、设备位置等传送给运维人员， 方便对设备进行提前维修，如图 8所示。 1 l6 电力 系统保护与控制 图 8电子化随机性电源接入设备运维检修原理图 Fig 8 Ele ct r o n ic s ch e ma t ic d ia g r a m f o r e q u ip me n t o p e r io n a n d ma in t e n an ce o f r an d o m p o we r a cce s s 4 2运维检修流程 云运维 中心通过移动互联 网将故障告警( 或维 修预警信息) 及故障设备位置设备推送至运维人员， 运维人员依据这些信息便可提前进行备品备件，按 照位置信息精确定位故障设备，然后通过手持终端 进行设备确认并维修 。维修完成后，运维人员需准 确上报设备故障类型及维修时间至运维中心，预警 专家系统通过维修历史记录结合预警评估模型进一 步 提高 故障预 警 的水平( 包括 对运 维人 员的考 核 等) ，改进预警评估方法 ，提高运维水平，如图 9为 随机性电源设备故障维修流程 。 J 随机性电源接入设 1 备 投入 运行 生一 主动连接造维服务I 中心 l 连接正常? Y 一 N !一 故障指 示 Y 爵 曩 ， 鉴 麓麓 信 运 维 f 1 根 捧 警 息 准备J _ 及 维修 寥 成 ， 发l I 笾 部 件， 依据 馋置 送维 修内 容 进 息 抵达现场 ，并 通过 手持 嚣 罐 图 9故障维修流程 图 F ig 9 F lo w ch a r t o f ma in t e n an ce s t r a t e g y 5 结论 基于物联网的即插即用运维技术方案通过物联 网技术与随机性 电源运维技术的结合 ，实现 了海量 的随机性电源接入设备的智能运维，满足接入设备 运维的即插即用，能够及时准确掌握区域随机性 电 源接入设备的运行状况，进行健康评估并提前预警 维修 ，形成一套电子化的随机性电源接入设备运维 检修流程 ，提高随机性电源的运维水平 ，具有较广 泛的推广价值 。 参考文献 1 黄小庆，张军永，朱玉生，等 基于物联网的输变电设 备监控体系研究 J 】 电力系统保护与控制， 2 0 1 3 ， 4 1 ( 9 ) ： 1 37 1 41 HUANG Xia o q in g , ZHANG J u n y o n g ， ZHU Y u s h e n g ， e t a 1 Re s e a r ch o n mo n it o r in g s y s t e m f o r p o we r t r a n s mis s io n a n d tr a n s f o r ma t i o n e q u i p me n t s b a s e d o n lo T J P o we r S y s t e m P r o t e ct i o n a n d C o n t r o l， 2 0 1 3 ， 4 1 ( 9 ) ： 1 3 7 1 4 1 2 王韶，江卓翰，朱姜峰，等 计及分布式电源接入的配 电网状态估计 J 电力系统保护与控制， 2 0 1 3 ，4 1 ( 1 3 ) ： 8 2 8 7 WANG S h a o ，J I ANG Zh u o h a n ，ZHU J ia n g f e n g ，e t a 1 S t a t e e s t i ma t io n o f d is t ri b u t io n n e t wo r k in v o lv in g d is tr ib u t e d g e n e r a t i o n J P o we r S y s t e m P r o t e ct io n a n d C o n tr o l， 2 0 1 3 ， 4 1 ( 1 3 ) ： 8 2 - 8 7 3 秦红霞，武芳瑛，彭世宽，等智能电网二次设备运维 新技术研讨 J 电力系统保护与控制，2 0 1 5 ，4 3 ( 2 2 ) ： 3 5 - 4 O QI N H o n g x i a , wU F ang y i n g P E NG S h u a n , e t a 1 Ne w t e ch n o lo g y r e s e a r ch o n s e co n d a r y e q u ip me n t o p e r a t io n ma i nte n ance for s ma r t g r id J P o we r S y s t e m P r o t e ct i o n a n d C o n t r o l， 2 0 1 5 ， 4 3 ( 2 2 ) ： 3 5 - 4 0 4 吕颖，孙树明，汪宁渤，等大型风电基地连锁故障在 线预警系统研究与开发 J 电力系统保护与控制， 2 0 1 4 ， 4 2 ( 1 1 ) ： 1 4 2 - 1 4 7 L U Yin g ，S UN S h u m in g ，WANG Nin g b o ，e t a 1 S t u d y an d d e v e lo p me nt o f o n - lin e ca s ca d in g f a u lt e arly - wa r n in g s y s t e m f o r la r g e s ca l e wi n d p o we r b a s e J P o w e r S y e m P r o t e ct i o n and C o n t r o l， 2 0 1 4 ， 4 2 ( 1 1 ) ： 1 4 2 1 4 7 5 李少林，王瑞 明， 孙 勇， 等 分 散式风 电孤 岛运行特性 与孤 岛检测试验 研究 J 】 电力系统 保护与控 制，2 0 1 5 ， 4 3( 2 1 ) ： 1 3 - 1 9 LI S h a o lin ， W ANG Ru imin g ，S UN Yo n g ， e t a 1 An a ly s is a n d e x p e r ime nt r e s e a r ch o n is lan d in g b e h a v io r s a n d d e t e ct i o n s t r a t e gy f o r d is p e r s e d wi n d p o w e r J P o w e r S y s t e m P r o t e ct io n and C o n t r o l， 2 0 1 5 ， 4 3 ( 2 1 ) ： 1 3 - 1 9 6 龚钢军， 孙毅， 蔡明明，等 面向智能电网的物联网架 构与应用方案研究【 J 】 电力系统保护与控制，2 0 1 1 ， 3 9 ( 2 0 ) ： 5 2 5 8 李献伟，等 基于物联网的随机性电源即插即用运维技术方案研究 G O NG Ga n g j u n ， S U N Y i， C AI Mi n g mi n g ， e t a 1 R e s e a r c h o f n e t wo r k arc h it e c t u r e a n d imp l e me n t in g s c h e me f o r t h e i n t e me t o f t h i n g s t o war d s t h e s ma r t g r i d j P o w e r S y s t e m P r o t e c t i o n a n d C o n t r o l ， 2 0 1 1 ， 3 9 ( 2 0 ) ： 5 2 5 8 8 孙洁，王增平，王英 男，等含分布式 电源 的复杂 配 电 网故 障恢 复 J 电力系 统 保护 与 控 制 ，2 0 1 4 ，4 2 ( 2 ) ： 5 6 6 2 S UN J ie ， WANG Ze n g p in g ， WANG Y mg n a n , e t a 1 S e r v ic e r e s t o r a ti o n o f c o mp l e x d is t r ib u t io n s y s t e m with d is t r ib ute d g e n e r a t io n J P o w e r S y s t e m P r o t e c t i o n a n d C o n tr o l ， 2 0 1 4 ， 4 2 ( 2 ) ： 5 6 - 6 2 9 李勋，龚庆武，乔卉物联网在电力系统的应用展望 【 J 电力系统保护 与控 制， 2 0 1 0 ， 3 8 ( 2 2 ) ： 2 3 2 2 3 6 L I X u n ， G O NG Q in g w u ， Q I AO Hu i T h e a p p l i c a t i o n o f I OT i n p o w e r s y s t e ms J P o w e r S y s t e m P r o t e c t io n and C o n tr o l ， 2 0 1 0 ， 3 8 ( 2 2 ) ： 2 3 2 2 3 6 1 0 刘新春浅谈大型光伏并网电站的运行与维护 J 1 可 再生能源 ， 2 0 1 2 ， 3 0 ( 5 1 ： 1 2 5 1 2 6 LI U Xin c h u n Dis c u s s io n o n t h e o p e r a t io n and ma i nt e n a n c e o f l a r g e s c a l e p h o t o v o l t a i c g r id c o n n e c t e d p o w e r p l a n t J R e n e wa b l e E n e r g y R e s o u r c e s ， 2 0 1 2 ， 3 0 ( 5 ) ： 1 2 5 1 2 6 1 1 象征，曹有连，马生亮，等大型光伏电站电气设备的 运行维护 要点 J 太阳能， 2 0 1 4 ( 3 ) ： 5 2 5 4 1 2 霍群 海，唐西 胜微 电网与公共 电网 即插 即用技术研 究 J 电力 自动化 设备， 2 0 1 3 ， 3 3 ( 7 ) ： 1 0 5 1 1 0 H UO Q u n h a i， T A NG Xi s h e n g P l u g - a n d - p l a y t e c h n o l o g y a p p l ie d i n mic r o gri d and u t i l i t y g r i d J E l e c tr i c P o w e r Au t o ma t io n E q u i p me n t ， 2 0 1 3 ， 3 3 ( 7 ) ： 1 0 5 - 1 1 0 1 3 黄雄峰，翁杰，张宇娇微 电网建设规划方案评估与 选择 J 电工技术学报， 2 0 1 5 ， 3 0 ( 2 1 ) ： 7 6 8 1 HU AN G Xi o n g f e n g ，WE NG J i e ， Z HA NG Y u j i a o Ev a l u a t io n an d s e l e c t io n o f mic r o grid c o n s t r u c t io n p l a n n i n g s c h e me s J T r a n s a c t io n s o f C h i n a E l e c t r o t e c h n i c a l S o c i e ty, 2 0 1 5 ， 3 0 ( 2 1 ) ： 7 6 - 8 1 1 4 李振坤，周伟杰， 钱啸， 等 有源配电网孤岛恢复供电 及 黑 启动策 略研 究 J 】 电工技 术学报 ，2 0 1 5 ，3 0 ( 2 1 ) ： 6 7 7 5 L I Z h e n k u n , Z HO U We i j i e ， Q I AN X i a o ， e t a 1 D i s t rib u t i o n n e t wo r k r e s t o r a t io n a n d b l a c k s t a r t b a s e d o n d is t r ib u t e d g e n e r a t o r s J T r ans a c t i o n s o f C h i n a E l e c tr o t e c h n i c a l S o c i e ty, 2 0 1 5 ， 3 0 ( 2 1 ) ： 6 7 - 7 5 1 5 许刚，谈元鹏，黄琳 基于低秩矩阵填充的 XL P E 电 力 电缆 寿命评估 J 】 电工技术 学报 ，2 0 1 4 ，2 9 ( 1 2 ) ： 2 6 8 2 7 6 XU Ga n g， TAN Yua n pe n g, HUANG Li n Lo w- r a n k ma t r ix c o mp l e t io n b a s e d l if e t ime e v a l u atio n o f XL P E p o we r c a b l e J T r a n s a c t io n s o f C h i n a E l e c t r o t e c hn i c a l S o c ie ty , 2 0 1 4 ， 2 9 ( 1 2 ) ： 2 6 8 - 2 7 6 1 6 罗毅，施琳，涂光瑜，等 适应分布式源即插即用特性 需求的微网公共信息模型 J 电力系统自动化，2 0 1 0 ， 3 4 ( 8 1 ： 9 7 1 0 0 LUO Yi，S HI L in , T U Gu a n g y u ， e t a 1 M ic r o g r id c o mmo n in f o r m a t io n m o d e l a p p l ic a b l e t o p l u g a n d p l a y f e a t ure o f d i s t r i b u t e d r e s o u r c e s J Au t o ma t i o n o f E l e c t r ic P o w e r S y s t e ms ， 2 0 1 0 ， 3 4 ( 8 ) ： 9 7 - 1 0 0 1 7 王滨，赵婉婷 基于变电设备健康状态评估的 C I M 模 型研 究 J 科技信 息， 2 0 1 4 ( 7 ) ： 2 4 8 2 4 9 WANG Bin 。 ZH A O Wa n t in g Re s e arc h o n CI M mo d e l o f a s s e s s i n g t h e h e a l t h s t a t u s o f s u b s t a t io n e q u i p me n t J S c i e n c e& T e c hn o l o g y I n f o r ma t i o n ， 2 0 1 4 ( 7 ) ： 2 4 8 2 4 9 1 8 吴波健康状态评估方法及应用研究 J 计算机测量 与控制， 2 0 1 5 ， 1 7 ( 1 2 ) ： 2 3 4 5 2 3 6 2 W U Bo Re s e a r c h o n me t h o d s an d a p p l ic a t io n o f h e a l t h a s s e s s me nt J C o m p u t e r Me a s ure me n t & C o n t r o l ， 2 0 1 5 ， 1 7 ( 1 2 ) ： 2 3 4 5 - 2 3 6 2 1 9 张跃，杨汾艳，曾杰，等 主动配电网的分布式电源优 化规划方 案研 究 J 电力系统保护 与控 制，2 0 1 5 ， 4 3 ( 1 5 ) ： 6 7 - 7 2 ZHANG Y u e ， Y ANG Fe n y a n ， Z ENG J ie ， e t a 1 Re s e a r c h o f d is t r ib u t e d g e n e r a t io n o p t imiz a t io n p l a n n in g f o r a c t iv e d i s tr ib u t e d n e two r k J P o we r S y s t e m P r o t e c t io n and C o n t r o l ， 2 0 1 5 ， 4 3 ( 1 5 ) ： 6 7 7 2 2 0 徐天金风电齿轮早期故障预警与诊断的研究 D 北 京：华北 电力大学 2 0 1 4 XU T ia n j i n R e s e a r c h o n e a r l y f a u l t wa r n i n g