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山东电科院攻坚863计划先进能源技术领域课题侧记

来源: 中国电力新闻网      日期:18.07.31

  中国电力新闻网讯 通讯员 张劲 报道 2015年4月,“大数据分析技术在输变电设备状态评估中的研究及应用”课题正式启动;2017年3月,初步完成系统开发,并上线试运行;2018年6月底,验收成功。3年间,国网山东电科院在该课题上实现了“多级跳”,让科研创新从纸上谈兵的梦想照进了智慧先行的现实。国网山东省电力公司副总工程师、电科院院长苏建军深有感触地说:“该课题是国网山东省电力公司承担的863计划先进能源技术领域课题,由我们负责具体实施。我们大胆设想让大数据技术牵手输变电设备状态评估,今天看来大数据分析发挥出了实效,推动了设备状态评价、诊断和预测向纯数据驱动和综合分析方向的发展。”

  远大的目标,需要无所畏惧的大胆设想;点滴的进步,需要脚踏实地的全力以赴;科技的创新,需要开拓进取的领先作为。国网山东电科院作为一家老牌电力科研“劲旅”,始终行进在创新构想—攻坚超越—成果圆梦的进取之路上,实现了技术突围、光荣绽放、实力提升。随着时代的飞速发展,唯有利用先进的技术手段与自身实力优势多效融合,才能发挥出一加一大于二的奇效,国网山东电科院作为电力技术支撑单位,开始了一场成果研究的超越之旅,颠覆性地提出了输变电设备智能运维检修全新的解决思路和技术手段。

  针对“个性”进行科学预判

  回望该课题3年多的科研之路,国网山东电科院在理论研究—装置研制—系统开发—关键技术验证—示范应用—标准制定的研究轨道上,开始了一场全过程追逐战。为确保课题按期保质完成,该院集全专业之力,组建了产、学、研、用于一体的课题组,充分发挥各专业优势,实现优势互补,紧密结合发展现状,分别在理论研究、装备研制、系统开发和人才培养等四个方面展开了一系列行之有效的科技创新。

  随着能源结构的优化调整,对电网的智能化水平提出了更高的要求,智能电网离不开先进技术的支撑。“输变电设备也是有‘个性’的,我们的课题能够利用大数据技术挖掘分析每台设备的‘个性’特点,通过实时数据其实际运行状态水平进行科学的预判。”这是对课题先进性进行的通俗易懂的高度概括。

  由于输变电设备自身属性、所处环境、制造工艺的不同,运行工况的差别等特定因素,每台设备的状态参量指标也会有所差异,通过对设备多源异构大数据进行聚类、分类等数据挖掘,依靠数据驱动预判设备是否异常,为设备提供“个性化”“精细化”的评价诊断方案,给该课题增加了智能化的砝码。该课题可以精准分析出设备在不同环境、运行工况、自身属性等因素下的状态参量的差异性,挖掘出处于正常运行状态下的参量阈值,诊断出设备的状态水平。

  立足实际运行情况,进行数据的延伸分析,体现出了该课题的前瞻性。国网山东省电力公司副总工程师、电科院院长苏建军指出,“该课题可以利用先进的大数据分析处理、充分挖掘与设备状态相关联的多种有效信息,从海量数据中探知设备状态及影响参量变化的关联关系和发展规律,根据以往或者常规的运行规律和数据,为设备状态的精细化评价、故障诊断和预测提供解决方案。”

  基于“海量”进行高效分析

  杰出的课题需要科研成果作为支撑,体现其实际的应用价值,与此同时,创新的成果也可以提升课题的实用性,让课题更加出色出彩。为更好地发挥出该课题实际的应用效果,国网山东电科院研发了“跨平台数据获取转换装置”,实现了设备状态监测系统、生产管理系统、能量管理系统、气象系统、雷电定位系统等12个业务系统的信息集成融合。该装置可以从不同系统中高效地采集数据,通过建立的以设备为中心的统一数据模型,实现了12个系统多源异构数据的全面融合、贯通,有效的解决了信息孤岛的问题,打破了多业务系统在时间、空间及结构上的信息壁垒,为大数据技术的应用提供了坚实的数据基础。

  然而,海量收集大数据,只是体现该课题先进性的第一步,发挥出海量数据精准的分析力,才是课题的真正意义所在。该院研发了一套面向输变电设备状态评估的分布式并行计算的电力大数据分析挖掘平台,基于装置和平台,构建了融合电网、设备和环境信息的“输变电设备状态评估大数据分析系统”,实现了多源信息的展示和融合分析,具备多源统计分析、关联分析、聚类、分类等数据挖掘分析功能以及设备负载能力动态评估、差异化状态评价、故障预测和风险评估等功能。

  “输变电设备状态评估大数据分析系统”已在国网山东省电力公司示范应用,系统持续不断地对全省220千伏及以上设备的运行状况进行实时监测、预警和自动评估。运行一年内,该系统识别检测出设备的可能异常并安排持续跟踪检测分析112例,准确预警并确认GIS悬浮放电、主变油色谱异常等缺陷28例。

  凭借“创新”进行全面突破

  国网山东电科院科技攻坚的脚步从未停歇过,该院用数据展示成绩,用成绩证明实力。该课题共发表学术论文60篇;申请专利66项,发明专利50项,授权3项,实用新型专利16项,授权10项;申请软件著作权20项;完成技术标准5项,这一系列的成果,提升了该课题的科学性、先进性和创新性。

  该课题首次将大数据分析技术应用于电网装备安全运行领域,从理论和实践上突破了输变电设备状态全面感知、精准评估和主动预测的技术瓶颈;国内外首次创立了基于大数据分析的输变电设备状态评估技术体系,攻克了面向设备状态评估的大数据分析关键共性技术;研制了跨平台数据获取/转换装置,首次建成了融合电网、设备和环境信息的设备状态评估大数据分析系统,创建了输变电设备状态检修新模式。

  课题孕育出了领先的科技成果,而科技成果需要在实践中经受住考验,大数据分析系统用一连串闪亮的数字证明了其卓越性。自2017年4月进入试运行,系统稳定运行时间超过一年,接入了国网山东省电力公司全部在运输变电设备,实现了全省220千伏及以上主要输变电设备动态、中期、长期多时间尺度高可靠性状态评估,评价输变电主设备14.08万台(条),覆盖率达100%,状态评价准确率高达96.72%,比传统评价提高15%以上。

  目前,该课题的变压器负载评估、异常检测、差异化评价等多项研究成果已在国家电网公司智能运检管控平台应用,同时,大数据分析系统在上海合作组织青岛峰会保电中发挥出了重要的支撑作用,多源融合后的信息共享发挥出了超凡的效果。

责任编辑:周小博  投稿邮箱:网上投稿

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