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(yùn)維人員對(duì)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與評(píng)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(píng)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(duì)變電設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘時(shí),需要收集各種可用于狀態(tài)評(píng)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(tái)賬參數(shù)、投運(yùn)前試驗(yàn)參數(shù)、運(yùn)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(yàn)參數(shù)、保護(hù)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(dòng)態(tài)參數(shù)和準(zhǔn)動(dòng)態(tài)參數(shù)。

1)靜態(tài)參數(shù)。①設(shè)備臺(tái)賬參數(shù)：包括設(shè)備名稱與型號(hào)、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(yùn)前試驗(yàn)參數(shù)：包括型式試驗(yàn)、出廠試驗(yàn)、交接試驗(yàn)、啟動(dòng)調(diào)試、抽檢試驗(yàn)等。

2)動(dòng)態(tài)參數(shù)。①運(yùn)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(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷/過負(fù)荷情況、短路電流水平及持續(xù)時(shí)間、開關(guān)動(dòng)作情況及跳閘次數(shù)、保護(hù)動(dòng)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(dòng)與聲響、負(fù)荷情況、表計(jì)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(yàn)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(dòng)態(tài)參數(shù)。①檢修試驗(yàn)參數(shù)：包括例行試驗(yàn)、診斷性試驗(yàn)、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(shí)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(diǎn),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(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等。在考慮非電因素下進(jìn)行智能變電站變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測與評(píng)估診斷,往往會(huì)得到之前預(yù)想不到的相關(guān)關(guān)系,這些潛在的知識(shí)將進(jìn)一步幫助新一代智能變電站運(yùn)維人員提升運(yùn)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(píng)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(píng)估診斷數(shù)據(jù)源

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