一种电力二次设备家族性缺陷辨识方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电力二次设备家族性缺陷辨识方法，包括以下步骤：采集二次设备的遥信数据、遥测数据和人工上报数据；构建数据存储结构，建立设备信息数据表、缺陷分类数据表、缺陷记录数据表；对设备信息数据表和缺陷记录数据表进行分析，确立设备间的相似度关系，作为家族性缺陷辨识的基础；定期检查缺陷记录，对相似设备出现的同类缺陷进行统计分析，将结果与设定的界定阈值比较，判定是否为家族性缺陷。基于上述方法提出了一种电力二次设备家族性缺陷辨识系统，本发明专利技术能过对整个电力系统内的二次设备的能够快速查询和定位，便于系统维护，提高安全性。提高安全性。提高安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种电力二次设备家族性缺陷辨识方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种电力二次设备家族性缺陷辨识方法及系统。

技术介绍

[0002]电力二次设备是对电力系统内一次设备进行监察，测量，控制，保护，调节的辅助设备，包括测量表计、控制和信号装置、继电保护装置和直流电源设备等。二次设备保障电力系统的正常运行，使电力系统具有可观测性与可控性，并完成事故状态下的紧急处理。在当前电网运行环境中，电力二次设备发生缺陷，尤其是危急和严重缺陷，会危电网的可靠稳定运行，电力设备在设计、制造、安装、运行、检修等环节的任何一个环节稍有不慎，都会给设备带来缺陷或者隐患。
[0003]家族缺陷指由设备的设计、材质、制作工艺等共性因素导致的设备缺陷。电力二次设备经常会出现某一批设备在一段较短时间内出现因某种共性因素导致的家族缺陷。出现家族缺陷的一系列设备在其家族缺陷隐患未被消除时均被称为具有家族缺陷的设备。如果某种设备的缺陷是由设计不当造成的，同种设计的其他设备也有发生同样缺陷的可能性，采用相同材质、相同制作工艺的设备也是如此。
[0004]目前家族性缺陷的辨识主要由人为上报确认，当设备发生缺陷或故障时，会伴随发生相关的告警信息，由站端人员将信息传递给主站监控人员，主站监控人员完成记录和分析，这种方法效率较低，不能对整个系统内的二次设备进行监控和管理，无法完成对家族性缺陷的预测。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对上述现有技术的缺陷，本专利技术提供一种电力二次设备家族性缺陷辨识方法及系统，实现对电力系统内所有设备家族性缺陷的监控、管理和预测。
[0006]技术方案：本专利技术的电力二次设备家族性缺陷辨识方法包括：
[0007]采集设备的遥信数据、遥测数据和人工上报数据，建立设备信息数据表、缺陷分类数据表、缺陷记录数据表；
[0008]对设备信息数据表和缺陷记录数据表进行分析，确立设备间的相似度关系，作为家族性缺陷辨识的基础；
[0009]定期检查缺陷记录，对相似设备出现的同类缺陷进行统计分析，将结果与设定的界定阈值比较，判定是否为家族性缺陷，生成家族性缺陷数据表对具有中风险的设备进行加强跟踪，监控其故障发生情况，对具有高风险的设备进行检修。
[0010]设备信息数据表包括以下数据：设备名称、归属部门、上级设备名称、详细的性能参数和指标描述、验收负责人。
[0011]缺陷分类数据表包括以下数据：属性名、数据类型、约束条件、产生形式和备注。
[0012]缺陷记录数据表包括以下数据：设备名称、缺陷外在表象、缺陷等级、缺陷原因、处理措施，厂站名称、设备名称、设备厂商、发生缺陷时间、缺陷性质、值班人、消缺日期、消缺
人、验收人。
[0013]对设备信息数据表和缺陷记录数据表进行分析包括：使用随机森林(RandomForest)、逻辑回归(Logistic Regression)、卷积神经网络(Convolutional Neural Network) 算法建立子模型，将子模型融合成缺陷预测模型，该模型的输入是设备的描述信息和最近一个月的历史信号，输出是该设备未来一周出现各种缺陷的概率；将设备的描述信息和最近一个月的历史信号输入缺陷预测模型中，对设备的信息进行比较分析，确立设备间的相似度关系。
[0014]家族性缺陷数据表包括以下数据：设备类型、家族性缺陷设备相关要素(制造厂、结构、组部件及用材、产品生产时间、批次)、对设备状态的影响、家族性缺陷处理意见。
[0015]本专利技术的电力二次设备家族性缺陷辨识系统包括用于记录人工上报数据、管理设备和缺陷信息的人机交互平台，用于采集设备遥信、遥测数据的数据采集模块，数据存储模块、用于根据数据类型、关键词生成数据表的数据挖掘模块，用于比较分析设备信息并辨识家族性缺陷的缺陷分析预测模块，所述人机交互平台与数据挖掘模块和缺陷分析预测模块通信连接，所述数据采集模块与数据存储模块通信连接，所述数据存储模块与数据挖掘模块和缺陷分析预测模块通信连接。
[0016]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：对整个电力系统内的二次设备的能够快速查询和定位，有利于系统的维护，保证运行安全。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的方法流程图；
[0018]图2为本专利技术的系统结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0020]首先建立设备信息数据表，设备信息管理要实现设备信息的添加、删除、修改与查询等，因此，设备信息数据表包括以下几个属性：名称、归属部门、上级设备名称、详细的性能参数和指标描述、验收负责人。添加上级设备名称属性的目的是能够快速的查询和定位设备，并且能够帮助描述设备，实现设备分层化管理，仿照部门管理来设置上级设备。所属部门属性用来快速定位设备位置，添加验收负责人属性是为了系统能及时查询负责人通讯地址，通知执行任务。
[0021]建立缺陷分类数据表，将一批属于同一厂商拥有同一型号的设备归为一类，统称为一个家族，当某台设备短时间内多次出现同一问题，比如服务器磁盘损坏告警、内存长期占满或损坏等，即判定为设备缺陷。当一个家族内的多台设备出现上述缺陷，即为产生了家族性缺陷。将缺陷按严重程度分为一般缺陷、严重缺陷、危急缺陷；其中一般缺陷包括CPU使用率一般越限、内存使用率一般越限、磁盘一般越限、网络IO一般越限、交换分区一般越限、iowait过高等；一般缺陷出现一定时间内不会影响设备运行，允许有一段时间的维修空间，通常会被列入季度或年度检修计划内，可降低检修的频率。
[0022]严重缺陷包括CPU温度过高、风扇转速异常、CPU电压越限等，出现严重缺陷时，系统不会马上停止运行，但是如果继续拖延维修，导致事故发生的概率很高，因此，此类缺陷
应该被安排在近期内检修，以保证安全运行。
[0023]危急缺陷包括磁盘物理状态异常、电源状态异常、网卡状态异常、网口状态异常、 CPU使用率严重越限、内存使用率严重越限、磁盘严重越限、网络IO严重越限、交换分区严重越限等；危急缺陷对整个电网，人身以及设备系统有严重的安全威胁，需要及时处理，若拖延检修，导致重大事故发生的概率很高，一旦发生会带来严重的威胁，因而此类缺陷一旦发现应马上检修。
[0024]表1缺陷分类数据表的结构
[0025]序号属性名英文属性名数据类型约束条件产生形式备注1.IDIDVC(56)
ꢀꢀ
自增2.缺陷等级NAMEVC(16)
ꢀꢀꢀ
3.级别LEVELINT
ꢀꢀꢀ
[0026]建立缺陷信息数据表，缺陷信息包括以下属性：设备名称、缺陷外在表象、缺陷等级、缺陷原因、处理措施等。自动化设备处在实时监测中，一旦有异常出现，首先能够确定发生缺陷的设备，然后用设备名查询相关的缺陷信息，获得详尽的缺陷原因和处理措施，并与实际表现做比较。如果是新的缺陷表象，则重新添加，并作出告知或提示；如果有相同的缺陷记录，就作出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力二次设备家族性缺陷辨识方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：(1)采集设备的遥信数据、遥测数据并与人工上报数据汇总，建立设备信息数据表、缺陷分类数据表、缺陷记录数据表；(2)对设备信息数据表和缺陷记录数据表进行分析，将各厂家、型号及部件故障率和对应厂家、型号及部件的平均故障率进行比较，获得比较系数k作为家族性缺陷辨识的基础，预测未来一周内发生家族性缺陷的设备和概率；(3)定期检查缺陷记录，对相似设备出现的同类缺陷进行分析，确定具有高、中、低风险家族缺陷的设备型号，生成家族性缺陷数据表；对具有中风险的设备进行加强跟踪，监控其故障发生情况，对具有高风险的设备进行检修。2.根据权利要求1所述的电力二次设备家族性缺陷辨识方法，其特征在于所述设备信息数据表包括以下数据：设备名称、归属部门、上级设备名称、详细的性能参数和指标描述、验收负责人。3.根据权利要求1所述的电力二次设备家族性缺陷辨识方法，其特征在于所述缺陷分类数据表包括以下数据：属性名、数据类型、约束条件、产生形式和备注。4.根据权利要求1所述的电力二次设备家族性缺陷辨识方法，其特征在于所述缺陷记录数据表包括以下数据：设备名称、缺陷外在表象、缺陷等级、缺陷原因、处理措施，厂站名称、设备名称、设备厂商、发生缺陷时间、缺陷性质、值班人、消缺日期、消缺人、验收人。5.根据权利要求1所述的电力二次设备家族性缺陷辨识方法，其特征在于所述步骤(2)包括以下步骤：使用随机森林、逻辑...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军良，叶飞，徐建航，苏瑞，代天淇，张泽民，岳振铎，赵双全，谢博，李子瑜，王玉强，王昕，李宽，李娜，梁正堂，张强，梅峥，孙頔，
申请(专利权)人：北京科东电力控制系统有限责任公司国网山东省电力公司电力科学研究院国网山东省电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：