物联网大数据技术在输变电设备运维检修中的应用.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,State Key Laboratory of Power Transmission Equipment and System Security,*,CSG 2009.All rights reserved.,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,*,CSG 2009.All rights reserved.,CSG 2009.All rights reserved.,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,CSG 2009.All rights reserved.,*,*,CSG 2009.All rights reserved.,物联网、大数据技术在输变电设备运维检修中应用,王有元,输配电装备及系统安全与新技术国家重点试验室,第1页,目 录,一、电网设备运检智能化,二、物联网应用,三、大数据应用,四、全寿命周期管理技术,第2页,运检智能化背景,第3页,电网设备运检智能化是指：电网能实时掌控关键设备运行状态，,在尽可能少人工干预下，及时发觉、快速诊疗和消除故障隐患,，快速隔离故障、实现自我恢复，,使电网含有自适应和自愈能力,、提升设备可靠性和利用率。,参考文件：,李雪,.,我国输变电设备智能化发展对策研究,J.,电力工程，,，,(18).,运检智能化含义,第4页,利用电子或光纤传感器、微处理器和数字通讯技术，对设备运行状态、设备健康水平进行状态观察，实现实状况态可视化。,采取标准协议，借助快速通讯网络，将状态信息上传至各控制层，在一定智能控制层，按照最优控制理论和算法，形成控制信息和决议，再回馈到智能设备，完成设备动作。,实时进行监控、决议和动作行为，实现电网互动化，实现优化控制和坚强自愈。,参考文件：,常康,薛峰,杨卫东.中国智能电网基本特征及其技术进展评述J.电力系统自动化，2009,33(17）,李乃湖,倪以信,孙舒捷,等.智能电网及其关键技术综述J.南方电网技术,2010,4(3）.,运检智能化内容,第5页,当前，国内外关于电网设备运检智能化研究工作仍处于,起步阶段,，,缺乏,对于电网运检智能化,系统性研究,，,相关,关键技术仍不够成熟完善,，如缺乏基于多源信息融合分析智能状态评定模型、先进智能决议模型，成熟物联网技术和云计算技术等。,开展电网设备运检智能化研究工作含有,迫切性和必要性,。,需要加强研究力度，不停完善电网设备运检智能化相关技术，最终利用于智能电网。,国内外现实状况,第6页,提升电网设备运检智能化发展水平，包括到规划、设计、建设、运行、调度和生产管理等步骤，并综合以下四方面主要技术：,参考文件：,余贻鑫，栾文鹏,.,智能电网基本理念,J.,天津大学学报,.,44(5):378-384,物联网、大数据技术及其应用,基于多源信息融合分析智能状态评定,与诊疗技术,运行风险控制和安全预警智能决议技术,设备信息感知和一体化融合技术,运检智能化实施方法,第7页,目 录,一、电网设备运检智能化,二、物联网应用,三、大数据应用,四、全寿命周期管理技术,第8页,物联网,IBM,企业提出“,智慧地球,”这一概念，提议新政府投资新一代智慧型基础设施，诸如,智能铁路、智能高速公路、智能电网,等基础设施。即将感应器嵌入到电网、铁路、公路、建筑等各种物体中，而且经过现有网络链接，形成物联网。,美国奥巴马就任美国总统后，对,IBM,提出“智慧地球”概念给予了主动回应并上升至国家战略。,智慧地球,物联网,互联网,第9页,物联网,物联网被称为二十一世纪最具影响技术之一，是改变世界十大新兴技术之首（美国技术评论）。物联网概念问世，打破了之前传统思维。,过去思路：物理基础设施和IT基础设施彼此分离。一方面是机场、公路、建筑物、电网；而其次是数据中心、个人电脑、宽带网络等。,物联网时代：物理基础设施和IT基础设施相互融合。钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一基础设施。,第10页,智能电网和物联网都是国家战略新兴产业，智能电网是物联网主要应用领域。,国务院关于加紧培育和发展战略性新兴产业决定将物联网和智能电网都列在其中。,国务院政府工作汇报中指出：,“主动推进新能源汽车，加紧物联网研发应用。”,“大力开发低碳技术，加强智能电网建设。”,智能电网发展对电力物联网需求,第11页,智能电网发展对电力物联网需求,智能电网实现，依赖于电网各个步骤主要运行参数在线监测和实时信息掌控，物联网作为推进智能电网发展信息感知和“物物互联”主要技术伎俩，已经在电力设备状态监测、智能巡检、用电信息采集、智能用电等方面得到一定范围应用。,从开始，国家电网企业先后开启了电力用户用电信息采集、智能变电站、状态监测与检修、智能调度、配网自动化、智能用电等试点工作，有力地推进了智能电网建设，也促进了物联网在智能电网中应用。,第12页,3,个要素,2,个特征,泛在化,智能化,全方面,感知,可靠,传递,智能,处理,物联网,经过各种电信网络与互联网融合，,将物体信息实时准确地传递出去,利用各种智能计算技术，对海量数据和信息,进行分析和处理，对物体实施智能化控制,协同处理、决议支持、算,法库、教授库,传感器网络布署泛在化,通信网络覆盖泛在化,利用,RFID,、传感器等随时随地获取物体信息,关键技术（一）,物联网技术,第13页,物联网要素与特征,物联网概念（,Internet of Things,）,技术层面：,物联网是指物体经过智能感应装置，经过传输网络，抵达指定信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间自动化信息交互与处理智能网络。,应用层面：,物联网是指把世界上全部物体都联接到一个网络中，形成“物联网”，然后“物联网”又与现有互联网结合，实现人类社会与物理系统整合，抵达愈加精细和动态方式管理生产和生活。,第14页,物联网要素与特征,物联网三要素,全方面感知：,利用,RFID,、传感器、二维码等随时随地获取物体信息；,可靠传递：,经过各种电信网络与互联网融合，将物体信息实时准确地传递出去；,智能处理：,利用各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化控制。,物联网两个特征,泛在化：,传感器网络布署泛在化；通信网络覆盖泛在化。,智能化：,协同处理、决议支持、算法库、教授库。,第15页,电力物联网,以通信技术、计算机技术、电力电子技术和传感技术为基础,电力物联网,技术为建设智能电网提供了必要技术伎俩。,第16页,电力物联网主要内容,1,、电网广域信息测量,电力物联网将负担电网广域信息测量主要任务，组成了电力系统监视控制和数据采集（,SCADA,）系统基础，为“五遥”（遥测、遥信、遥控、遥视、遥调）实现提供了主要保障，提升了电力系统监测、控制与灵活调度能力。,35kV,及以上电网电压、电流矢量测量光纤网络；,10kV,配网及农网电压、电流信息无线传感网络。,第17页,电力物联网主要内容,2,、多元发电系统信息监测与优化控制,针对常规机组，能够经过安装在机组内传感器，实时监测机组运行时技术指标和相关参量，结合电网运行情况，实现快速调整和深度调峰，提升机组灵活运行和稳定控制水平。,对于新能源发电系统，能够经过气象数据采集装置，实现新能源发电功率预测和优化控制。,经过对常规和新能源电源信息实时监测，实现多元发电系统之间优化控制，到达安全、高效利用新能源电力目标。,第18页,电力物联网主要内容,3,、输变电设备安全监测与智能评定,输变电设备物联网,是智能电网主要组成部分，它不但含有通用物联网感知、识别、定位、跟踪和管理能力，而且具备对输变电设备在线监测、故障诊疗、状态评定、维修决议等功效。,输变电设备物联网是智能电网由系统智能化向设备智能化延伸，将实现输变电设备信息体系、监测体系、评定体系和管理体系统一与规范。,第19页,电力物联网主要内容,4、电力资产全寿命周期管理,应用电力设备RFID技术，实现对电力资产全寿命周期管理。,在电力设备上设置RFID电子标签，可以实现对电力资产信息身份识别和集约化管理，为监管电力设备维护情况、寿命参数变化和实现电力资产调配智能化、管理高效化提供重要技术保证。,利用无线传感技术，提高设备信息交互和人员安全。,维护和试验人员经过PDA，可准确获得设备上传感器节点收集技术参数和相关信息，并可经过无线通信网络与远方作业人员和调度指挥人员实现互动，一方面降低了操作风险，其次也提高了工作效率。,生产管理人员经过GPS和视频传输系统实时了解作业人员具体位置和作业过程，有利于强化工作监督、规范标准化作业和进行远程技术指导。,第20页,电力物联网主要内容,5,、智能用电系统与优化管理,基于物联网智能用电管理系统（智能电表），经过,WSN,准确获取电量信息，结合光纤、电力载波等当代通信技术把信息传输给计量中心，同时实现与用户用电信息交互。,依据用电信息交互系统，实现需求侧管理，采取最经济与最安全输配电方式将电能输送给终端用户。,输变电设备物联网,是电力物联网主要内容之一，是智能电网技术发展有力支撑。,第21页,输变电设备物联网,输变电设备物联网,是规范统一输变电设备运行管理相关技术强有力伎俩。,第22页,电网设备状态、运行和故障等信息,网络化共享,是实现电力网中各设备之间信息交互、远程控制、远程诊疗等必定要求,物联网,利用智能传感器、,RFID,技术、无线传感网络、,GPS,等技术实现物体之间,信息交互,，作为“智能信息感知末梢”，将推进电网设备运检智能化发展。包含：,感知层,.,整合层,通信层,传感器共享,应用层,数据传输,信息融合,安全互访,实现电网设备各种监测状态信息共享互通，提升设备状态评定和智能诊疗水平，为周期成本最优提供辅助决议。,输变电设备物联网,第23页,输变电设备物联网关键技术,第24页,输变电设备物联网体系架构及全景信息模型,输变电设备物联网关键技术,建立电网设备物联网体系架构及全景信息模型需要处理问题,电网设备物联网缺乏统一体系架构，已经有物联网架构缺乏针对性,基于,IEC61968,及,IEC61970,电网设备公共信息模型无法满足全景信息建模需要,现有电网设备编码标识方案过于简单，编码规则不够完善,电网,设备全景信息,建模及其扩展方法,各种信息模型分类、信息起源研究,建模标准及扩展方法、建模流程,电网设备体系架构与,全景信息模型,完整电网设备全景信息模型,通用电网设备标识体系和编码方案,分层分布式体系架构,基于,CIM,电网设备全景信息建模,第25页,输变电设备物联网体系架构,输变电设备物联网关键技术,电网设备物联网体系架构综合考虑电网运行环境及信息传输特点，以应用为导向，遵照时空性、互联性、扩展性和安全性标准,网络层包含通信层和信息整合层，以满足电网设备物联网海量、异构、多维数据通信和处理需要,第26页,输变电设备物联网体系架构及全景信息模型,输变电设备全景信息模型,输变电设备物联网全景信息模型包含台帐、工况、状态、地理及环境等信息，适应不一样类型设备、复杂工况、各种运行状态、各种地理条件、多变环境标准数据模型。,输变电设备物联网关键技术,第27页,输变电设备物联网体系架构及全景信息模型,输变电设备物联网关键技术,电网设备,EPC,编码是电网设备唯一标识，可有效链接,EPC,标签与电网设备全景信息集成平台数据库中动态数据,码段分配表,220kV,断路器编码举例,基于,EPC-96,编码规则，可覆电力系统绝大多数电网设备,第28页,输变电设备物联网通信模型与接口体系架构,输变电设备物联网关键技术,通信模型受限于信息种类和地理位置，未能实现充分互联互通,未考虑异构网络功效及技术差异，难以保障网络可靠性和易用性,现场采集点之间信息无法充分共享，数据存放和传输负荷过大,电网设备物联网通信模型及接口问题,电网设备物联网异构结构无缝连接与可靠传递,电网设备物联网,电网设备物联网通信模型及接口,电网设备物联网通信模型,电网设备物联网通信网络体系架构,信息通信模型,通信网络拓扑结构,第29页,输变电设备物联网通信模型与接口体系架构,输变电设备物联网通信模型,输变电设备物联网关键技术,电网设备物联网感知层信息通信模型以信息通信层次结构为依据，逐层架构,处理物联网与,电网,设备相结合,模型,架构问题,第30页,输变电设备物联网通信模型与接口体系架构,电网,设备,物联网感知层信息通信模型可有效处理设备之间协同通信问题,输变电设备物联网关键技术,电网,设备传感网通信信息建模,实现在线监测装置分层、动态重构通信模型,第31页,输变电设备物联网通信模型与接口体系架构,包含接入网与汇聚网通信网络结构可提升电网设备物联网通信传输可靠性,输变电设备物联网关键技术,汇聚层采取数据流重定向技术，实现统一通信控制策略,第32页,输变电设备一体化智能监测装置,输变电设备物联网关键技术,当前电网设备,在线监测存在问题,监测装置种类多、通信协议、功效及接口各异、互操作困难，缺乏统一标准和规范,各监测特征量采取独立数据采集系统，投资费用高,各监测系统缺乏数据共享、难以对设备关联分析,传感器及监测装置现场取电困难,无法满足电网设备全景信息对状态信息监测与数据共享要求,处理方法,新型智能传感器,电网设备智能监测传感网络,含有多传感器接入、通信功效和分布式计算能力监测主IED,非接触取能及电源管理关键技术,电网设备物联网一体化智能监测技术,第33页,输变电设备一体化智能监测装置,输变电设备物联网关键技术,物联网技术引入,到电网,设备在线监测中提升了,对,设备,感知能力,，降低设备状态检修盲目性与风险性，实现设备优化管理，从而提升了,电网,设备在线监测性能水平，实现了统一规范标准监测体系。,一体化智能监测技术,传感器,监测主,IED,电源模块,智能化,：监测主,IED,之间能够相互协作，采取分布式计算技术，实现采集数据就地智能化处理，监测主,IED,能够接入多个传感器，经过规约转换，采取数据聚集、数据融合等技术，取得准确设备运行状态，实现设备关联分析，提升设备故障诊疗、定位、预警准确性。,网络化,：监测主,IED,之间及与站控层之间支持标准网络通信功效。,含有智能体特征,第34页,输变电设备一体化智能监测装置,输变电设备物联网监测对象及参数,输变电设备物联网关键技术,第35页,变电设备物联网监测对象及参数,输变电设备物联网关键技术,第36页,输变电设备物联网一体化智能监测装置,输变电设备物联网关键技术,第37页,IEC61850,IEC61850,IEC61850,输变电设备物联网关键技术,智能传感器能够动态接入主,IED,一体化智能监测装置含有分布自治能力,具备了主,IED,之间，传感层关联传感器之间信息交互横向流量通道，实现了“物与物”、“物与人”之间通信需求,主,IED,相互备用，兼容接入各类传感器，提升了智能监测装置可靠性,变电站设备智能监测传感网络,变电站设备智能监测传感网络,第38页,输变电设备物联网关键技术,采取了无线,Mesh,网络接力与电力,OPGW,光传输相结合为主，公共通信网为辅网络处理方案。降低了,OPGW,开口次数，实现了无线点对点,3km,、无线接力,30km,及最高,30Mbps,物理层传输速率。,输电线路智能监测传感网络,输电线路智能监测传感网络,第39页,输变电设备物联网关键技术,分布式计算示意图,分布式计算,利用智能监测传感网络实现对海量数据就地处理和分层管理，便于数据共享和关联分析，从而处理大量数据上传与计算负荷分配不均等关键技术难题。采取分布式计算方法过程以下：,第40页,输变电设备物联网关键技术,故障智能诊疗流程图,故障智能诊疗,智能监测传感网络基于故障智能诊疗方法，就地诊疗故障。,第41页,输变电设备全景信息集成平台,输变电设备物联网关键技术,建立电网,设备全景信息集成平台,需要处理问题,传统,SOAP,方法效率低下、实现复杂难以满足高效数据操作要求,全景信息含有多源异构特点，妨碍了各数据源之间信息交流和共享,模型对象数量庞大、关联关系复杂，造成模型编码困难，,无法对信息模型有效管理与校验,电网,设备全景信息多源异构数据聚合,方法,消除多源异构信息语义异构,建立局部本体和全局本体映射,电网设备,全景信息模型管理与校验,方法,消除多源异构信息语义异构,消除多源异构信息语义异构,消除多源异构信息语义异构,基于,Restful,快捷服务总线,电网,设备全景信息集成平台,第42页,输变电设备全景信息集成平台,总体方案,案,输变电设备物联网关键技术,第43页,输变电设备全景信息集成平台框架,输变电设备物联网关键技术,第44页,信息集成平台构建技术采取,SOAP,与,Restful,协同方法，使平台更具灵活性、扩展性,可灵活扩展信息集成平台构建技术,分散,异构,平台,Restful,服务模型,数据,高效,简单,轻量级,灵活,Restful,ESB,基于,SOAP,与,Restful,协同平台构建策略,多源,非标准,紧耦合,不灵活,可扩展性差,松耦合,分布式,标准,统一,处理,输变电设备物联网关键技术,第45页,Restful,服务,快捷服务总线,读取,增加,删除,删除,实现对分布式数据轻量级访问,支撑,流程管理,流程监控,基于消息驱动轻量级服务总线动态管理与监控技术，可为各种智能应用业务提供统一服务接口和数据流程。,可灵活扩展信息集成平台构建技术,输变电设备物联网关键技术,第46页,电网设备全景信息多源异构数据聚合方法，处理全景信息中多源异构数据聚合语义异构问题。,电网设备全景信息多源异构数据聚合方法,局部本体之间,无,映射,改进混合本体法与传统混合本体法区分,查询数据源转换为查询对应局部本体,实现映射重用,消,除,语,义,异,构,OWL,（网络本体语言）,SWRL(,语义,WEB,规则语言,),输变电设备物联网关键技术,第47页,聚合实例,数据聚合结果,线路,杆名,温度,（度）,风速,（米,/,秒）,雨量,（毫米,/,日）,故障率,（次,/,年）,当关,500KV,城涂,500KV,繁涂,500KV,5324,12.8,1.8,0.1,0.481,5334,13.2,0.1,0,0.333,5322,12.7,1.8,19.5,0.841,蓼冯,220KV,2C58,12.1,1.5,0,0.531,皋文,220KV,5325,12.1,1.5,0,0.463,繁亭,220KV,5308,13.2,0.1,0,0.523,异构数据源数据经过,OWL,本体描叙语言结构数据源本体,经过本体结构和,SWRL,表示映射规则，建立了局部数据源本体和全局共享本体之间映射,异构数据实现了有效聚合，返回给上层应用程序,2,3,1,电网设备全景信息多源异构数据聚合方法,输变电设备物联网关键技术,第48页,电网设备全景信息模型多态自动转换方法,电网设备全景信息模型与信息物理数据库自动转换方法,EMF,（,Eclipse,模型框架,）,Java,反射机制,自动导出,全景信息模型,数据源,标准,CIM,文件,EMF,（,Eclipse,模型框架）,Java,反射机制,自动导入,全景信息模型,数据库,(,*,.mdl)CIM,基于,IEC,61970/61968,文件,CIM_PROPERTY,CIM_CLASS,ALCM_TABLE,ALCM_COL,KEYWORD,MRID,TransformerAsset,T_EQUIP_ASSET,ASSET_CODE,变压器,transformerType,TransformerAsset,T_EQUIP_ASSET,ASSET_TYPE_ID,变压器,constructionType,TransformerAsset,T_EQUIP_ASSET,ASSET_XHGG,变压器,reconditionedDate,TransformerAsset,T_EQUIP_ASSET,ASSET_SCDXSJ,变压器,输变电设备物联网关键技术,第49页,电网设备全景信息模型校验方法,校验,版本一致性,类列表完备性,类属性完备性,命名规则,校验项目,校验结果概况,CIM,版本号,1.0,类名完备情况,缺乏AssetPropertyCurve类,属性名完备情况,属性对应无异常,数据库字符限制,30,命名长度校验情况,TransformerOnLineMonitoringProperties,、,TransformerMechanicalProperties,长度查处数据库字符限制,校验类个数,38,编码格式,UTF-8,是否是拓展信息模型,是,校验结果,电网设备全景信息模型多态自动转换方法,输变电设备物联网关键技术,第50页,目 录,一、电网设备运检智能化,二、物联网应用,三、大数据应用,四、全寿命周期管理技术,第51页,关键技术（二）,大数据技术,二十一世纪是数据信息大发展时代，移动互联、社交网络、电子商务等极大拓展了互联网边界和应用范围，各种数据正在迅速膨胀并变大。,互联网（社交、搜索、电商）、移动互联网（微博）、物联网（传感器，智慧地球）、车联网、GPS、医学影像、安全监控、金融（银行、股市、保险）、电信（通话、短信）都在疯狂产生着数据。,“,大数据,”,诞生：,半个世纪以来，伴随计算机技术全方面融入社会生活，信息爆炸已经积累到了一个开始引发变革程度。它不但使世界充满着比以往更多信息，而且其增加速度也在加紧。信息爆炸学科如天文学和基因学，创造出了,“,大数据,”,这个概念*。如今，这个概念几乎应用到了全部些人类智力与发展领域中。,第52页,关键技术（二）,大数据技术,3月份美国奥巴马政府公布了“大数据研究和发展倡议”，投资2亿以上美元，正式开启“大数据发展计划”。计划在科学研究、环境、生物医学等领域利用大数据技术进行突破。奥巴马政府这一计划被视为美国政府继信息高速公路(Information Highway)计划之后在信息科学领域又一重大举措。,5月，联合国发表名为大数据促发展：挑战与机遇政务白皮书中，指出大数据对于联合国和各国政府来说是一个历史性机遇，还探讨了怎样利用包含社交网络在内大数据资源造福人类。联合国大数据白皮书还提议联合国组员国建设“脉搏试验室”“Pulse Labs”网络开发大数据潜在价值,伴随一系列标志性事件发生和建立，人们越发感觉到大数据时代力量。所以被许多国外媒体和教授称为“大数据元年”。,第53页,关键技术（二）,大数据技术,第54页,关键技术（二）,大数据技术,第55页,关键技术（二）,大数据技术,第56页,关键技术（二）,大数据技术,第57页,大数据质量,保障,关键技术,数据质量指标体系,固有质量,正确性,客观性,可信性,可存取质量,可访问性,访问安全,上下文质量,相关性,适时性,完备性,有效性,表示质量,一致性,解释性,易了解性,简练性,规范性,质量评价模型,检测数据集,数据,检测模式,检测,字段,检测联络,质量汇报,规则权重,评价指标,质量数据,评价指标,算法库,规则库,决定关系,。,构建数据质量体系,研究传统数据质量体系在大数据环境下适应性，构建新型大数据质量层次架构、分层分类指标及综合指标,建立数据质量评价模型,提出不一样应用场景电力大数据质量评价模型，分析适应不一样应用场景检测模式、规则库、算法库、评价指标及其之间关系,第58页,数据,高效访问、,集成、,存放关键技术,数据获取和转换装置,批处理查询、互动查询、流处理,数据仓库,(HIVE),分布式文件系统,(HDFS),分布式协作服务,关系数据,ETL,工具,日志搜集工具,大数据管理平台,(YARN,资源管理,),数据访问服务,/,查询,/,检索,基于,HADOOP,大数据技术架构,面向分析数据仓库（,HIVE,）,动态扩展文件系统（,HDFS,）,高效并行查询（,MapReduce/Tez),超网格化设备点、线特征数据,重点维度基于多维,R,树一级索引,二级索引基于相邻密度对象聚类,低层边缘特征提取,边缘特征组合得到部位特征,部位特征组合得到目标特征,图像、视频图谱等,多级综合索引,非结构化数据特征提取,基于深度学习特征提取,第59页,大数据挖掘,分析关键算法,第60页,可视化组件库,曲线图,各类曲线图,动画效果,KPI,仪表盘,数字,图形化,指针型,表格,链接,报警,看板,简报,通知,To-Do List,控制组件,日期选择,选择框,定制组件,人机交互,组态工具,脚本引擎,可视化组件,配置管理,可视化技术,第61页,输变电设备状态评定数据特点,设备种类多：变压器、断路器、架空线路、电缆,数据类型多：带电,/,离线试验、在线监测、缺点,/,故障数据、电网数据、气象、台账,起源多：生产管理系统、能源管理系统、调度管理系统、智能巡检系统,时间尺度多,：当前、历史,数据量大：,TB,、,PB,增加速度快：,5T/,年（省级电网企业）,有时限要求：数据可及时处理,具备,大数据,特征,第62页,电网信息,设备信息,环境信息,设备状态评定,怎样有效利用？,大数据为,输变电设备状态,有效评定带来了机遇和挑战,大数据（,Big Data,）,:,无法在一定时间内用传统数据库软件工具对其内容进行抓取、管理和处理数据集合,传统数据分析,大数据分析,找寻因果关系,找寻关联关系,着重群体,凸显个体,中小规模处理,大规模处理,扩展性差,高扩展性,输变电设备状态评定数据特点,第63页,跨平台数据接入和转换机制及关键技术,标准接口,生产管理系统（,PMS,）,状态监测系统,电网,GIS,平台,EMS,系统,气象信息系统,雷电监测系统,数据源,机器人,/,无人机巡检,设备状态评定系统,数据清洗,噪声平滑,离群点识别,数据检验,缺失值填充,规则库,数据,标识,规则,封装,数据,预处理,数,据,转,换,数据,泛化,数据,规范化,属性,结构,数据转换,数,据,质,量,评,价,数据,评价,跨平台数据获取,/,转换装置技术实现框架,结构化数据,非结构化数据,历史准,/,实,时数据,电网空间,数据,信息外网,信息内网,隔离装置,系统推送,数据库访问,文件访问,数据获取,数据服务,跨平台,JDBC/ODBC,接口,文件传输接口,企业消息总线,规范数据,规范数据,数据规范,第64页,数据治理,设备运检数据规范化建模、跨平台获取,异构数据转换及量化融合,数据校验及无效数据智能剔除,第65页,关联性分析,考虑生产厂家油色谱分析,-,以,H,2,为例,统计数据：,某省,220kV,及以上变压器台账数据共计,376,台,设备,厂家,1,4117,条,油色谱数据,厂家,2,5315,条,油色谱数据,结论：,不一样厂家油色谱中,H,2,含量概率分布使用,Q-Q,概率图,进行,分布检验,后，均证实符合,威布尔分布,。可推定,油色谱中,H,2,含量分布是与生产厂家无关,假设是合理，其它气体类似结论可经过相同方式得到,。,第66页,评定指标体系,特征参量与状态间表征规律,特征参量优选,指标体系建立,关联性分析,第67页,故障诊疗和预测,故障诊疗,特征参量预测,故障预测,故障诊疗,参量预测,故障预测,第68页,故障诊疗和预测,状态量,采样周期,原始矩阵：(装置数参量类别数)每七天采样数,高维随机矩阵,负荷,5min,（121）,144,168,绕组温度：顶层、底层油温,10min,（,12,2,）,1008,144,168,接地电流,10min,（,12,1,）,1008,84,144,套管介损：全电流、电容值、介损值,10min,（,12,3,）,1008,144,252,局部放电,10min,（,12,1,）,1008,84,144,环境温度,10min,（121）,144,168,环境湿度,10min,（121）,144,168,状态量,采样周期,原始矩阵：（装置数参量类别数）每个月采样数,高维随机矩阵,油色谱,2h,（,12,16,）,60,96,120,注：油色谱包含H2，C2H2，CH4，C2H4，C2H6，CO，CO2，总烃这8种气体类别以及各气体百分数。,大数据,系统参数,第69页,故障诊疗和预测,圆环比对,特征根密度函数比对,特征向量正态性检验,求出异常时刻,评定结论,异常？,每七天状态数据建立,RRM,以表征设备状态性能,第70页,故障诊疗和预测,随机矩阵模型,RMM,绝缘热性能,&,绝缘电性能,进行状态检修,发生缺点之后,发生缺点之前,变压器内部已存在轻微放电缺点，并存在一定程度固体绝缘劣化，应该亲密跟踪色谱改变情况，及时安排停电试验,第71页,覆冰预测,（,气象系统,）,最大风速,平均温度,湿度,（,地理信息系统,）,经度,纬度,海拔,（,在线监测系统,）,导线张力,导线倾角,风速,（,海量历史数据,）,时间改变模型,聚类分类,关联性分析,（,数据模型,）,数据是否异常,覆冰预测,第72页,雷电预警,第73页,状态差异化评价,K,为百分比系数,C,为曲率系数,HI,为状态评价分值,P,为平均故障率,故障概率计算,故障模式因果关系,差异化评价,故障概率计算,第74页,风险评定,指标体系,风险量化,不良工况修正,第75页,剩下寿命预测,指标体系,寿命损失模型,不良工况修正,变压器寿命评定,断路器寿命评定,第76页,检修决议,检修方式,方案优选,检修次序,第77页,检修策略效能评定,评价规则建立,检修效果评价,效能评定,第78页,状态检修辅助决议系统,第79页,目 录,一、电网设备运检智能化,二、物联网应用,三、大数据应用,四、全寿命周期管理技术,第80页,取得电网设备寿命周期,费用最经济,、设备综合,产能最高,理想目标,技术伎俩,经济伎俩,管理伎俩,组织伎俩,对电网设备规划，设计，制造，选型，购置，安装，使用，维护，,维修，改造，更新直至报废,全过程,进行管理,关键技术（三）,全寿命周期管理技术,第81页,关键技术（三）,全寿命周期管理技术,事故维修阶段,1950,年以前主要方式,设备发生了故障或事故以后才进行维修,事前维修阶段,19501970,年；,预防性维修阶段；生产维修阶段；维修预防阶段,设备综合管理阶段,1971,年至今；,以设备一生为研究对象，追求全寿命周期成本最优化,设备管理演变历程,第82页,关键技术（三）,全寿命周期管理技术,传统设备管理,主要是指设备在役期间运行维修管理，其出发点是设备可靠性角度出发，含有为保障设备稳定可靠运行而进行维修管理相关内涵。包含设备资产物质运动形态，即设备安装，使用，维修直至拆换，表达出是设备物质运动状态,资产管理,侧重于整个设备相关价值运动状态，其覆盖购置投资，折旧，维修支出，报废等一系列资产寿命周期概念，其出发点是整个企业运行经济性，含有为降低运行成本，增加收入而管理内涵，表达出是资产价值运动状态。,第83页,关键技术（三）,全寿命周期管理技术,更 新,选 型,购 置,安 装,使 用,维 护,维 修,改 造,报 废,规 划,设 计,制 造,前期管理阶段,运行维修,管理阶段,轮换报废,管理阶段,设备全寿命周期,3,个阶段,第84页,关键技术（三）,全寿命周期管理技术,产品论证、设计,制造,使用,维修,报废,再使用,再制造,回收,环境保护处理,产,品,原料能源,拆分,屡次循环,设备全寿命周期循环流程图,第85页,关键技术（三）,全寿命周期管理技术,在建立全寿命周期管理标准下，经过建立各种,LCM,管理制度和完成相关技术开发研究工作来详细实施,LCM,，并使之制度化和长期有效化，最终形成企业文化。,目标,任务,规划设计,基建采购,运行维护,退伍更换,电源优化研究规划方案论证工程方案比选不一样设计方案,LCC,分析,设备招投标、,设备安装和调试投运、,LCM,在基建应用重点控制,资产,状态评定,、风险评定、寿命评定、改造标准、系统运行风险评定,资产物理寿命、技术寿命、经济寿命以及它们与系统可靠性关系,第86页,电网设备全寿命周期管理系统,现实状况与处理方法,风险评定和寿命预测等指标融合体系还未形成,电网设备运行可靠性、经济性及对环境影响优化平衡问题难以处理,信息难以关联应用，无法实现检修策略实时评定。,当前电网设备全寿命周期管理存在问题,实现电网设备全寿命周期过程物联管控,电网设备全寿命周期管理系统,电网设备寿命模型及风险控制技术,多维度综合评价方法研究,实时风险预测模型研究,全寿命评定指标体系研究,全寿命周期业务流程设计,全寿命周期功效架构设计,系统开发,第87页,多维度综合诊疗模型综合考虑了故障模式因果关系，从而对物联网智能监测气象环境、运行工况和实时状态进行动态风险评定。,电网设备风险多维度动态预警,第88页,电网设备状态转换链路时序模型能够准确反应故障发展过程，结合隐马尔科夫过程风险预测方法，从而对电网设备风险早期防控。,设备,类型,部件,名称,故障,模式,诊疗试验项目,诊疗,依据,检修,内容,检修,设施,备品,备件,检修,人员,检修,时间,检修,费用,被检修设备类型,主要功效部件,设备故障模式,确定必要试验项目,确定判断标准,确定检修方法,检修所需装备条件,检修备件种类及数量,检修参加人员,检修工作所需时间,检修工作所需费用,基于全景信息电网设备风险多维度动态预警,第89页,全寿命周期成本分析,成本组成,成本分布特征,成本核实,敏感性分析,结合资产费用,-,效能综合评定方法与电网设备全寿命周期费用分解模型，对全寿命周期经济寿命进行优化管理。,电网设备全寿命周期过程优化管理技术,第90页,电网设备全寿命周期关键指标体系和考评流程能够让可靠性量化指标覆盖全寿命周期管理各个步骤。,电网设备全寿命周期过程优化管理技术,第91页,结合设备采购、基建、运行、维护、技改退伍各业务步骤中影响设备安全服役主要原因控制策略，形成电网设备全寿命周期闭环管理机制。,电网设备全寿命周期过程优化管理技术,第92页,基于物联网运维协同管控策略,电网设备全寿命周期运维管理策略主要考虑风险源综合辨识和分级防控，对环境风险预测重点管控设备设置应急防控预案。,第93页,物联网基于目标识别、实时跟踪和区域定位等相关物联网技术，完成备品备件、物资人员优化配置和协调联动策略。,基于物联网运维协同管控策略,第94页,谢谢！,第95页,