基于大数据与云计算的配电网设备状态监测与故障诊断关键技术研究目的和意义

1、基于大数据与云计算的配电网设备状态监测与故障诊断关键技术研究目的和意义1.与项目研究内容紧密相关的公司实际生产力水平和今后的发展方向长期以来，电力企业一直沿用低效的“到期必修”的预防性试验（即定期检修制度）对配电网网设备进行检修，造成了应修隐患设备漏检修，影响了其技术性能和使用寿命，严重的情况下会造成故障或事故，影响供电可靠性；更多的设备不该检修时安排停电检修，从而造成了人力、物力和财力的浪费。近年来，随着配电网网规模的快速发展以及配电网设备质量要求的迅速提升，配电网设备的定期检修制度已不适应电网及设备的管理要求。针对不同设备的具体情况，充分利用配电网设备在线监测系统、巡检、各种试验、检修辅助

2、决策系统等手段，开展科学的配电网网监测和故障诊断势在必行。针对配电网设备状态监测和故障诊断问题，近年来，电网公司已建成了配电网设备运维基层平台，运行单位逐步结合巡检开展了状态监测，分别覆盖设备管理从建设、运维、检修、监测与监控等各个环节的业务。虽然信息化建设开发的运维基层平台对配电网设备监测和故障诊断起到了积极作用，但也暴露出以下方面问题：（1）缺乏专门针对配电网设备健康状态移动检测与诊断技术相结合的数据平台，设备健康状态的总体诊断与评价不够。目前，运行单位逐步结合巡视开展了状态监测，从设备管理、建设、运维、检修、监测与监控等各个环节，已收集了大量的配电网设备相关数据。但针对配电网设备健康状态

3、监测的数据研究的专业化不强，缺乏大数据整合分析、健康诊断、状态评价的平台，数据分类还很薄弱，缺乏从状态评价需要的高度进行专项开发，特别是对不同类别，不同单位设备共性、普遍性的东西考虑较少，缺乏整体研究和描述，更没有专家诊断方法的研究与应用。而且，缺乏一个能够实时智能通讯的“云计算平台”对配电网设备进行数据收集、实时监测、大数据分析、状态评估、故障诊断和一终端可移动检测（一个可移动终端可以实施多个设备的操作）。（2）配电网设备状态数据信息模型有待建设目前还没有建立基于配电网设备状态的数据信息模型，仍需要建立配电网运行状态评估模型、风险评估模型以及经济评估模型，提出配电网设备状态、风险、经济等多维

4、度的科学评价方法。难以通过计算机系统实现各类设备数据的统计分析、状态评估、故障预测等高级应用功能。因此，有必要开发一套配电网设备状态监测与故障诊断“云计算”平台，并在电网公司进行应用，以提高电网公司配电网设备的管理水平以及经济效益。2.项目成果对现状和技术发展的作用基于大数据与云计算的配电网设备状态监测与故障诊断关键技术研究研究，主要分为两个课题。课题一，建立“云计算平台”研发智能终端应用，实现一个移动终端对多种检测装置进行数据采集，进行数据控制；课题二，搭建配电网设备状态监测与故障诊断“云计算”平台研究（以下简称平台）。平台系统基于4G网络传输技术，具备检测与试验数据采集，储存，分析，诊断，

5、管理等功能。项目以配电网设备振动波局放检测、超声波与地电波检测、红外测温检测为基础，构建“云计算平台”最终实现对配电网设备进行数据收集、实时监测、大数据分析、状态评估、故障诊断和一终端可移动检测等功能。项目成果可以实现配电网设备数据收集、数据储存，在线监测，故障诊断，设备集成管理等功能，为配电网设备的状态检修工作提供技术支持，从而提升电力企业的经济效益。3.成果应用和推广的途径电网公司已建成了配电网设备运维基层平台，并已开展了配电网设备的状态监测，具有了一定的成果应用条件。因此，该项目的成果将首先应用于当地供电局，进而推广至电网公司的各个市县局，最后在南方电网公司内进行全面推广。4.成果推广后

6、的直接和间接效益直接经济效益：美国电科院研究表明，实施配电网设备的状态监测、在线故障诊断、状态检修后，与传统的定期、巡视检修相比，可以提高配电网设备管理的经济效益20-30%。保守估计配电网设备在运行寿命内用于设备检修的费用约为配电网设备购置费用的2倍。那么电网公司实施配电网设备状态检测和状态检修后，可以得到保守估计的直接经济效益总量为：电网公司配电网设备的购置费220%。间接经济效益：（1）停电预试的经济损失按照 10kV 开关柜 6 年一次停电预试来平均预估配电网设备停电预试验的经济损失。当地供电局所有配电网设备2013 年大约有 2000 次停电。假设每次因停电转检修而少送的电量平均为

7、6000 千瓦时，以平均电价 1.2 元/千瓦时计算，2013 年电费损失 600020001.21440 万元。（2）配电网设备故障损失和费用若不能及时监测配电网设备状态导致配电网设备发生故障，也会发生停电损失和设备修复损失。按照发生故障后造成停电损失，以及查找故障点、更换设备、试验以及送电操作需要人力物力来估计。根据故障统计数据可知，10kV配网故障停电时间占平均用户停电时间的60%以上。若按此比例进行配电网设备故障损失估计，则可得当地供电局配电网设备故障停电导致的电费损失为960(144060%)万元。（3）停电导致的社会经济损失2014年当地GDP属于GDP较高城市。根据经验可知，GDP较高城市中，社会因停电产生的损失约为预试停电和故障停电导致的电费损失之和的10倍。因此配电网设备停电所导致的社会经济损失约为22000 （220010）万元。（4）间接经济效益：科学有效的评估配电网设备的健康状态，采用新型的带电测试设备进行检测，能够减少故障和预试的停电时间，从而获得重大的经济效益。若保守估计采