隨著新一代智能變電站變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的建立和傳感技術(shù)的提升,智能變電站中變電設(shè)備大量采用在線監(jiān)測手段獲取狀態(tài)數(shù)據(jù)(見圖2)。變壓器、斷路器、電容性設(shè)備(如套管)、金屬氧化物避雷器等主要變電一次設(shè)備的在線監(jiān)測已較為成熟,運維人員對設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與評估診斷更側(cè)重于在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。由于變電設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的豐富,使得大數(shù)據(jù)技術(shù)得以在智能變電站變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與評估中挖掘出有用的信息。

圖2 新一代智能變電站關(guān)鍵變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測發(fā)展示意

Fig.2 Development of key substation equipment condition monitoring in new generation smart substation

在對變電設(shè)備狀態(tài)信息進行大數(shù)據(jù)挖掘時,需要收集各種可用于狀態(tài)評估的設(shè)備全生命周期的資料、數(shù)據(jù)、記錄等內(nèi)容。傳統(tǒng)意義上的設(shè)備狀態(tài)信息來源主要包括設(shè)備臺賬參數(shù)、投運前試驗參數(shù)、運行記錄數(shù)據(jù)、巡視記錄參數(shù)、帶電檢測參數(shù)、在線監(jiān)測參數(shù)、檢修試驗參數(shù)、保護信息參量以及缺陷/故障參數(shù)。

根據(jù)設(shè)備狀態(tài)信息的更新頻率,可以將上述不同來源的狀態(tài)信息劃分為靜態(tài)參數(shù)、動態(tài)參數(shù)和準(zhǔn)動態(tài)參數(shù)。

1)靜態(tài)參數(shù)。①設(shè)備臺賬參數(shù)：包括設(shè)備名稱與型號、廠家信息、出廠和投產(chǎn)日期、設(shè)備詳細(xì)參數(shù)等。②投運前試驗參數(shù)：包括型式試驗、出廠試驗、交接試驗、啟動調(diào)試、抽檢試驗等。

2)動態(tài)參數(shù)。①運行記錄數(shù)據(jù)：設(shè)備內(nèi)置在線量測記錄(有別于加裝的在線監(jiān)測裝置)的各種運行參數(shù)、設(shè)備運行負(fù)荷/過負(fù)荷情況、短路電流水平及持續(xù)時間、開關(guān)動作情況及跳閘次數(shù)、保護動作情況以及環(huán)境氣象條件/不良工況等。②巡視記錄參數(shù)：設(shè)備外觀、振動與聲響、負(fù)荷情況、表計指示、位置指示、測溫情況、閥門位置、開關(guān)位置等。③帶電檢測參數(shù)：紅外/紫外成像檢測、避雷器帶電監(jiān)測、不停電取油、氣樣試驗等參數(shù)。④在線監(jiān)測參數(shù)：包括油色譜在線監(jiān)測、容性設(shè)備介損在線監(jiān)測等參數(shù)。

3)準(zhǔn)動態(tài)參數(shù)。①檢修試驗參數(shù)：包括例行試驗、診斷性試驗、專業(yè)化巡檢、檢修等參數(shù)。②缺陷/故障參數(shù)：包括缺陷/故障發(fā)生時間、部位、現(xiàn)象及程度、原因分析、消缺/故障處理情況以及家族性缺陷信息等。

大數(shù)據(jù)挖掘方法由于其輕因果、重相關(guān)性的特點,除上述新一代智能變電站變電設(shè)備的電量信息外,還可接入非電量信息,如社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等。在考慮非電因素下進行智能變電站變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與評估診斷,往往會得到之前預(yù)想不到的相關(guān)關(guān)系,這些潛在的知識將進一步幫助新一代智能變電站運維人員提升運維工作水平。新一代智能變電站變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與評估診斷數(shù)據(jù)源如圖3所示。

圖3 新一代智能變電站變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與評估診斷數(shù)據(jù)源

Fig.3 Data sources of substation equipment condition monitoring and evaluation in new generation smart substation