基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站與2個(gè)以上的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站是通過(guò)辦公網(wǎng)進(jìn)行通信，電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站有主計(jì)算機(jī)，2個(gè)以上的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站均包括有通過(guò)辦公網(wǎng)與主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)，以及通過(guò)一個(gè)4串口卡分別與監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)相連接的用于獲取變電站的饋線(xiàn)和變壓器的電壓電流信號(hào)的數(shù)據(jù)采集裝置、第一測(cè)溫裝置、第二測(cè)溫裝置、變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)和變壓器溫度表。電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站內(nèi)電力設(shè)備相關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)信息通過(guò)監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)和RS485總線(xiàn)上送到電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站的主計(jì)算機(jī)，由主計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析與評(píng)估，可提高設(shè)備壽命。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。特別是涉及一種狀態(tài)信息與3010八信息的結(jié)合的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)也已有多家研究機(jī)構(gòu)和電力設(shè)備廠商開(kāi)發(fā)出了電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備，但大多是借鑒和模仿國(guó)外的產(chǎn)品，在產(chǎn)品實(shí)用性和測(cè)試結(jié)果判斷方面還缺乏一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
[0003]電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)分為多種，根據(jù)不同的設(shè)備特點(diǎn)，通常采用氣體分析、局部放電、紅外成像等方法。按照應(yīng)用分類(lèi)來(lái)看，以3、電纜、變電器等狀態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備的廠家相對(duì)較多，產(chǎn)品有代理國(guó)外的也有自主研發(fā)的，目前普遍以單一檢測(cè)分析為主。
[0004]目前變電站綜合自動(dòng)化程度較低，通常以數(shù)據(jù)采集為主，作為運(yùn)行的輔助手段，數(shù)據(jù)的有效信息不能得到全面、有效利用，數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)利用程度較低。
[0005]電力變壓器與中壓配電開(kāi)關(guān)柜是石化企業(yè)重要的電力設(shè)備，以往的設(shè)備檢修都是定檢的方式，不能及時(shí)把握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種通過(guò)對(duì)電力變壓器的氣相和中壓開(kāi)關(guān)柜的柜內(nèi)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，并利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析預(yù)測(cè)模型，將傳統(tǒng)的被動(dòng)式的定期檢修轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式的智能型狀態(tài)檢修的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括有電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站和2個(gè)以上的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站，所述的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站與2個(gè)以上的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站是通過(guò)辦公網(wǎng)進(jìn)行通信，其中，所述的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站包括有主計(jì)算機(jī)，所述的2個(gè)以上的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站結(jié)構(gòu)相同，均包括有通過(guò)辦公網(wǎng)與所述的主計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)，以及通過(guò)一個(gè)4串口卡分別與所述的監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)相連接的用于獲取變電站的饋線(xiàn)和變壓器的電壓電流信號(hào)的數(shù)據(jù)采集裝置、第一測(cè)溫裝置、第二測(cè)溫裝置、變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)和變壓器溫度表。
[0008]所述的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站還設(shè)置有與所述的主計(jì)算機(jī)相連的顯示器和打印機(jī)。
[0009]所述的每一個(gè)電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站相對(duì)于電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站是獨(dú)立配置，能夠獨(dú)立完成本站內(nèi)的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與分析，在電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站內(nèi)還設(shè)置有與所述站內(nèi)的監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)相連的顯示器。
[0010]所述的第一測(cè)溫裝置和第二測(cè)溫裝置分別與裝設(shè)在變電站開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部觸頭上的測(cè)溫傳感器相連接。
[0011]所述的變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)設(shè)置在站內(nèi)變壓器上。
[0012]所述的變壓器溫度表在每臺(tái)變壓器上設(shè)置有3個(gè)。
[0013]本發(fā)明的一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，包括:
[0014](1)利用數(shù)據(jù)采集裝置、第一測(cè)溫裝置25、第二測(cè)溫裝置26、變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)27和變壓器溫度表28，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)采集；
[0015](2)以開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行溫度為關(guān)鍵參數(shù)，以回路電流、環(huán)境溫度及繼電保護(hù)動(dòng)作信息為輔助參數(shù)，建立開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型，同時(shí)采用環(huán)境溫度進(jìn)行修正；
[0016](3)以變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)所檢測(cè)到的變壓器油溶解氣體組份為關(guān)鍵參數(shù)，以回路電流、開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)環(huán)境溫度及繼電保護(hù)動(dòng)作信息為輔助參數(shù)，建立變壓器運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型；
[0017](4)進(jìn)行同一回路不同運(yùn)行工況下溫度變化趨勢(shì)的縱向分析；
[0018](5)進(jìn)行不同回路同一運(yùn)行工況下溫度變化趨勢(shì)的橫向分析；
[0019](6)對(duì)于測(cè)溫點(diǎn)溫度越限，進(jìn)行智能報(bào)警；
[0020](7)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的溫度預(yù)測(cè)。
[0021]還包括有分析變壓器油色譜的氣相特征，根據(jù)不同組份含量對(duì)比度，從三比值法得出變壓器內(nèi)部的可能故障潛質(zhì)，給出變壓器內(nèi)部可能的故障潛質(zhì)報(bào)告，同時(shí)采用電流、電壓和繼保信息進(jìn)行輔助決策。
[0022]步驟2)所述的開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型和步驟3)所述的變壓器運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型，均是采用8？神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通用模型和網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和偏置值的調(diào)整公式構(gòu)建。
[0023]所述的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和偏置值的調(diào)整公式如下:
[0024]乂糾=父廠[了1'了+9 了]
[0025]式中:
[0026]了——雅可比矩陣，它的元素是網(wǎng)絡(luò)誤差對(duì)權(quán)值和偏置值的一階導(dǎo)數(shù)；
[0027]6——網(wǎng)絡(luò)誤差向量；
[0028]^——網(wǎng)絡(luò)迭代計(jì)算，第&次循環(huán)時(shí)的權(quán)值或偏置值；
[0029]^——網(wǎng)絡(luò)迭代計(jì)算，第(1^+1)次循環(huán)時(shí)的權(quán)值或偏置值；
[0030]4——調(diào)整系數(shù)，與網(wǎng)絡(luò)誤差同向變化。即誤差增大，4值增加，誤差減小，4值降低。
[0031]本發(fā)明的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，對(duì)電力變壓器的氣相和中壓開(kāi)關(guān)柜的柜內(nèi)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崟r(shí)把握關(guān)鍵電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，將傳統(tǒng)的被動(dòng)式的定期檢修轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式的智能型狀態(tài)檢修，提高設(shè)備壽命與利用率，提高企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)運(yùn)行的魯棒性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)企業(yè)整體運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益的提升。本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
[0032](1)改變了傳統(tǒng)對(duì)電力設(shè)備的離線(xiàn)式定期檢測(cè)的模式，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。
[0033](2)利用變電站綜自30\0八系統(tǒng)，補(bǔ)齊狀態(tài)監(jiān)測(cè)相關(guān)聯(lián)的全景信息(電流、電壓、繼保動(dòng)作信息)。
[0034](3)能對(duì)同一回路不同工況進(jìn)行縱向比較分析，也能對(duì)不同回路同一工況進(jìn)行橫向比較分析。
[0035](4)智能報(bào)警報(bào)告，不僅能定位狀態(tài)變量越限點(diǎn)，還能給出設(shè)備可能的故障潛質(zhì)報(bào)生口。
[0036](5)具有溫度預(yù)測(cè)功能，可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行工況進(jìn)行預(yù)案評(píng)估。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1是本發(fā)明的整體規(guī)劃結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2是采用本發(fā)明的工程實(shí)施例的系統(tǒng)配置圖；
[0039]圖3是8？網(wǎng)絡(luò)通用模型；
[0040]圖4是采用本發(fā)明的工程實(shí)施例的變電站內(nèi)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5是采用本發(fā)明的工程實(shí)施例的設(shè)備溫度報(bào)警界面截選圖；
[0042]圖6是采用本發(fā)明的工程實(shí)施例的變壓器油氣相分析報(bào)警界面截選圖。
[0043]圖中
[0044]1:電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站2:電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站
[0045]3；辦公網(wǎng)11:主計(jì)算機(jī)
[0046]12:顯示器13:打印機(jī)
[0047]21:監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)22:顯示器
[0048]23:4串口卡24:數(shù)據(jù)采集裝置
[0049]25:第一測(cè)溫裝置26:第二測(cè)溫裝置
[0050]27:變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)28:變壓器溫度表
[0051]皿8:網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0052]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法做出詳細(xì)說(shuō)明。
[0053]本發(fā)明的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，對(duì)電力變壓器的氣相和中壓開(kāi)關(guān)柜的柜內(nèi)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，旨在實(shí)時(shí)把握關(guān)鍵電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，將傳統(tǒng)的被動(dòng)式的定期檢修轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式的智能型狀態(tài)檢修。實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的主動(dòng)式的狀態(tài)檢修，提高設(shè)備壽命與利用率，提高企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)運(yùn)行的魯棒性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)企業(yè)整體運(yùn)營(yíng)的經(jīng)濟(jì)效益的提升。
[0054]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括有電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站1和2個(gè)以上的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站2，所述的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站1與2個(gè)以上的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站2是通過(guò)辦公網(wǎng)3進(jìn)行通信。其中，所述的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站1包括有主計(jì)算機(jī)11，所述的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站1還設(shè)置有與所述的主計(jì)算機(jī)11相連的顯示器12和打印機(jī)13。
[0055]所述的2個(gè)以上的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站2結(jié)構(gòu)相同，均包括有通過(guò)辦公網(wǎng)3與所述的主計(jì)算機(jī)11進(jìn)行通信的監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)21，以及通過(guò)一個(gè)4串口卡23分別與所述的監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)21相連接的用于獲取變電站的饋線(xiàn)和變壓器的電壓電流信號(hào)的數(shù)據(jù)采集裝置24、第一測(cè)溫裝置25、第二測(cè)溫裝置26、變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)27和變壓器溫度表28。所述的第一測(cè)溫裝置25和第二測(cè)溫裝置26分別與裝設(shè)在變電站開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部觸頭上的測(cè)溫傳感器相連接。所述的數(shù)據(jù)采集裝置24是采用30\0八系統(tǒng)的通訊管理機(jī)。所述的變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)27設(shè)置在站內(nèi)變壓器上。所述的變壓器溫度表28在每臺(tái)變壓器上裝設(shè)3個(gè)。
[0056]所述的每一個(gè)電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站2相對(duì)于電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站1是獨(dú)立配置，能夠獨(dú)立完成本站內(nèi)的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與分析，在電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站2內(nèi)還設(shè)置有與所述站內(nèi)的監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)21相連的顯示器22。
[0057]本發(fā)明的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，包括:
[0058](1)利用數(shù)據(jù)采集裝置、第一測(cè)溫裝置25、第二測(cè)溫裝置26、變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)27和變壓器溫度表28，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)采集；
[0059](2)以開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行溫度為關(guān)鍵參數(shù)，以回路電流、環(huán)境溫度及繼電保護(hù)動(dòng)作信息為輔助參數(shù)，建立開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型，同時(shí)采用環(huán)境溫度進(jìn)行修正；
[0060](3)以變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)所檢測(cè)到的變壓器油溶解氣體組份為關(guān)鍵參數(shù)，以回路電流、開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)環(huán)境溫度及繼電保護(hù)動(dòng)作信息為輔助參數(shù)，建立變壓器運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型；
[0061](4)進(jìn)行同一回路不同運(yùn)行工況下溫度變化趨勢(shì)的縱向分析；
[0062](5)進(jìn)行不同回路同一運(yùn)行工況下溫度變化趨勢(shì)的橫向分析；
[0063](6)對(duì)于測(cè)溫點(diǎn)溫度越限，進(jìn)行智能報(bào)警；
[0064](7)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的溫度預(yù)測(cè)。
[0065]還包括有分析變壓器油色譜的氣相特征，根據(jù)不同組份含量對(duì)比度，從三比值法得出變壓器內(nèi)部的可能故障潛質(zhì)，給出變壓器內(nèi)部可能的故障潛質(zhì)報(bào)告，同時(shí)采用電流、電壓和繼保信息進(jìn)行輔助決策。
[0066]步驟2)所述的開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型和步驟3)所述的變壓器運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型，均是采用如圖3所示的8？神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通用模型和網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和偏置值的調(diào)整公式構(gòu)建。
[0067]其中，圖3所示的8？網(wǎng)絡(luò)通用模型，是目前應(yīng)用最為廣泛的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它能很好地解決非線(xiàn)性映射的逼近問(wèn)題，非常適合于做開(kāi)關(guān)柜的溫度預(yù)測(cè)。8？網(wǎng)絡(luò)為多層結(jié)構(gòu)，即除了輸入層和輸出層外，至少具有一個(gè)隱含層。8？網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)為均方差。網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過(guò)程遵循的原則為持續(xù)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的性能指標(biāo)，不斷修正網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和閾值，以達(dá)到預(yù)期的指標(biāo)要求。
[0068]本發(fā)明在選擇網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法時(shí)考慮到計(jì)算速度與內(nèi)存占用的優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)函數(shù)采用
[0069]16^6111361-8-1^^11^(11:算法(簡(jiǎn)稱(chēng)算法)，得到網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和偏置值的調(diào)整公式為:
[0070]父糾=X「[了
[0071]式中:
[0072]了——雅可比矩陣，它的元素是網(wǎng)絡(luò)誤差對(duì)權(quán)值和偏置值的一階導(dǎo)數(shù)；
[0073]6——網(wǎng)絡(luò)誤差向量；
[0074]^——網(wǎng)絡(luò)迭代計(jì)算，第&次循環(huán)時(shí)的權(quán)值或偏置值；
[0075]X&——網(wǎng)絡(luò)迭代計(jì)算，第(1^+1)次循環(huán)時(shí)的權(quán)值或偏置值；
[0076]4—調(diào)整系數(shù)，與網(wǎng)絡(luò)誤差同向變化。即誤差增大，4值增加，誤差減小，4值降低。
[0077]本發(fā)明采集一段時(shí)期內(nèi)的歷史樣本數(shù)據(jù)，輸入到圖3所表示的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，利用他調(diào)整公式的迭代算法，計(jì)算出該樣本數(shù)據(jù)集下的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值與偏置值，存儲(chǔ)為用戶(hù)所用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。然后用戶(hù)可以輸入預(yù)期因子，在該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型下進(jìn)行在線(xiàn)溫度預(yù)測(cè)。
[0078]本發(fā)明的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，利用溫度采集裝置和變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)，實(shí)時(shí)采集變電站內(nèi)開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)溫度和變壓器的油色譜，結(jié)合3010八信息，在電力在線(xiàn)監(jiān)測(cè)專(zhuān)家系統(tǒng)上對(duì)電力設(shè)備完成實(shí)時(shí)的狀態(tài)評(píng)估。本發(fā)明實(shí)施的主要的【背景技術(shù)】為:
[0079](1)將中心變電所、樞紐變電所、區(qū)域變電所的主變壓器作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，利用變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)周期性采集變壓器油內(nèi)的溶解氣體，進(jìn)行各組份的氣相分析，形成變壓器氣相采集終端節(jié)點(diǎn)。
[0080](2)將中心變電所、樞紐變電所、區(qū)域變電所的主變壓器作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，利用溫度采集設(shè)備周期性采集變壓器油箱內(nèi)油溫以及變壓器繞組溫度，形成變壓器溫度采集終端節(jié)點(diǎn)。
[0081](3)將中心變電所、樞紐變電所、區(qū)域變電所內(nèi)的6”開(kāi)關(guān)柜作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，利用溫度采集設(shè)備周期性采集開(kāi)關(guān)柜關(guān)鍵接觸點(diǎn)——開(kāi)關(guān)上、下觸頭及電纜接頭——的運(yùn)行溫度，形成開(kāi)關(guān)柜溫度采集終端節(jié)點(diǎn)。
[0082](4)采用30\0八組網(wǎng)方式，將現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)采集終端節(jié)點(diǎn)通過(guò)光纖組網(wǎng)，周期性采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到系統(tǒng)的分析主機(jī)。
[0083](5)系統(tǒng)分析主機(jī)利用接收到的設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)信息，結(jié)合5鹽系統(tǒng)采集的各回路電氣運(yùn)行信息及事故報(bào)警信息，統(tǒng)計(jì)分析電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)某個(gè)回路自身不同運(yùn)行工況下的縱向比較以及各個(gè)回路同一工況下的橫向比較。實(shí)現(xiàn)智能報(bào)警功能。
[0084](6)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)柜和變壓器溫度預(yù)測(cè)功能。
[0085]本發(fā)明可在充分利用分公司已有的辦公網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)全廠范圍內(nèi)的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)集中管理，而每個(gè)變電站內(nèi)的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各自獨(dú)立，可以自主完成站內(nèi)關(guān)鍵電力設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。
[0086]下面是以某公司110”變電站為實(shí)施對(duì)象，對(duì)站內(nèi)的2臺(tái)1101^/6.3”主變壓器和22面6”開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，在系統(tǒng)完善的情況下，逐步向全公司進(jìn)行推廣應(yīng)用。本系統(tǒng)目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)某公司全廠范圍內(nèi)關(guān)鍵電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，從縱向整體布局上本系統(tǒng)分為監(jiān)測(cè)子站級(jí)和在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主站級(jí)。全廠重要的電力節(jié)點(diǎn)——中心變、樞紐變、區(qū)域變、熱電廠——作為變電站級(jí)進(jìn)行部署，公司設(shè)立監(jiān)控主站，利用現(xiàn)有的辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)所有變電站級(jí)的集中管理。系統(tǒng)整體應(yīng)用規(guī)劃結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖2是系統(tǒng)配置的展開(kāi)圖。
[0087]每個(gè)監(jiān)測(cè)子站級(jí)都可以作為獨(dú)立的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行，負(fù)責(zé)對(duì)本站內(nèi)關(guān)鍵電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與分析評(píng)估。本期工程在110”變電站進(jìn)行實(shí)施，系統(tǒng)采集站內(nèi)6”開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的開(kāi)關(guān)上觸頭、開(kāi)關(guān)下觸頭以及電纜接頭的三相溫度(每臺(tái)柜總計(jì)9個(gè)測(cè)溫點(diǎn))，同時(shí)采集站內(nèi)主變壓器的油色譜信息，形成油內(nèi)溶解氣體的氣相信息汨2，02112, 02114, 02116,⑶4，00以及總烴)。站內(nèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。站內(nèi)電力設(shè)備相關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)信息通過(guò)83485總線(xiàn)上送到變電站內(nèi)的電力在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主機(jī)。主機(jī)運(yùn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)專(zhuān)家分析軟件，該軟件是本實(shí)用新型的核心，具有的設(shè)備狀態(tài)分析功能主要體現(xiàn)在:
[0088](1)以電力設(shè)備運(yùn)行溫度為關(guān)鍵參數(shù)，以回路電流、環(huán)境溫度及繼電保護(hù)動(dòng)作信息為輔助參數(shù)(來(lái)自30\0八系統(tǒng))，建立電力設(shè)備運(yùn)行溫度的全景分析模型。
[0089](2)以變壓器油溶解氣體組份為關(guān)鍵參數(shù)，以回路電流、環(huán)境溫度及繼電保護(hù)動(dòng)作信息為輔助參數(shù)(來(lái)自30\0八系統(tǒng))，建立變壓器運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型。
[0090](3)可實(shí)現(xiàn)同一回路不同運(yùn)行工況下溫度變化趨勢(shì)的縱向分析。
[0091](4)可實(shí)現(xiàn)不同回路同一運(yùn)行工況下溫度變化趨勢(shì)的橫向分析。
[0092](5)智能報(bào)警，對(duì)于溫度越限，定位具體的測(cè)溫點(diǎn)；對(duì)于變壓器油氣相分析，根據(jù)不同組份含量對(duì)比度，給出變壓器內(nèi)部可能的故障潛質(zhì)報(bào)告。同時(shí)，報(bào)警報(bào)告中給出運(yùn)行電流、繼保動(dòng)作信號(hào)等相關(guān)信息。
[0093](6)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的溫度預(yù)測(cè)。
[0094]本發(fā)明的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)中控室及公司監(jiān)控主站對(duì)裝置區(qū)內(nèi)2臺(tái)1101^/6.3”變壓器、22面6”開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，效果良好，為實(shí)時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、有效評(píng)估設(shè)備隱患提供了可靠的科學(xué)依據(jù)，具有廣泛性和實(shí)用性。
【權(quán)利要求】
1.一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括有電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站(I)和2個(gè)以上的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站(2)，所述的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站(I)與2個(gè)以上的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站(2)是通過(guò)辦公網(wǎng)(3)進(jìn)行通信，其中，所述的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站(I)包括有主計(jì)算機(jī)(11)，所述的2個(gè)以上的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站(2)結(jié)構(gòu)相同，均包括有通過(guò)辦公網(wǎng)(3)與所述的主計(jì)算機(jī)(11)進(jìn)行通信的監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)(21)，以及通過(guò)一個(gè)4串口卡(23)分別與所述的監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)(21)相連接的用于獲取變電站的饋線(xiàn)和變壓器的電壓電流信號(hào)的數(shù)據(jù)采集裝置(24)、第一測(cè)溫裝置(25)、第二測(cè)溫裝置(26)、變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)(27)和變壓器溫度表(28)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站(I)還設(shè)置有與所述的主計(jì)算機(jī)(11)相連的顯示器(12)和打印機(jī)(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的每一個(gè)電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站(2)相對(duì)于電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)主站(I)是獨(dú)立配置，能夠獨(dú)立完成本站內(nèi)的電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與分析，在電力設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)子站(2)內(nèi)還設(shè)置有與所述站內(nèi)的監(jiān)測(cè)子站計(jì)算機(jī)(21)相連的顯示器(22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一測(cè)溫裝置(25)和第二測(cè)溫裝置(26)分別與裝設(shè)在變電站開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部觸頭上的測(cè)溫傳感器相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，其特征在于，所述的變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)(27)設(shè)置在站內(nèi)變壓器上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的變壓器溫度表(28)在每臺(tái)變壓器上設(shè)置有3個(gè)。
7.—種權(quán)利要求1所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括: (1)利用數(shù)據(jù)采集裝置、第一測(cè)溫裝置25、第二測(cè)溫裝置26、變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)27和變壓器溫度表28，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)采集； (2)以開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行溫度為關(guān)鍵參數(shù)，以回路電流、環(huán)境溫度及繼電保護(hù)動(dòng)作信息為輔助參數(shù)，建立開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型，同時(shí)采用環(huán)境溫度進(jìn)行修正； (3)以變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主機(jī)所檢測(cè)到的變壓器油溶解氣體組份為關(guān)鍵參數(shù)，以回路電流、開(kāi)關(guān)柜柜內(nèi)環(huán)境溫度及繼電保護(hù)動(dòng)作信息為輔助參數(shù)，建立變壓器運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型； (4)進(jìn)行同一回路不同運(yùn)行工況下溫度變化趨勢(shì)的縱向分析； (5)進(jìn)行不同回路同一運(yùn)行工況下溫度變化趨勢(shì)的橫向分析； (6)對(duì)于測(cè)溫點(diǎn)溫度越限，進(jìn)行智能報(bào)警； (7)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的溫度預(yù)測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，還包括有分析變壓器油色譜的氣相特征，根據(jù)不同組份含量對(duì)比度，從三比值法得出變壓器內(nèi)部的可能故障潛質(zhì)，給出變壓器內(nèi)部可能的故障潛質(zhì)報(bào)告，同時(shí)采用電流、電壓和繼保信息進(jìn)行輔助決策。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟2)所述的開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型和步驟3)所述的變壓器運(yùn)行狀態(tài)的全景分析模型，均是采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通用模型和網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和偏置值的調(diào)整公式構(gòu)建。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的電力設(shè)備在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述的網(wǎng)絡(luò)權(quán)值和偏置值的調(diào)整公式如下:
xk+1 = xk-[JTJ+u J]_1JTe
式中: J——雅可比矩陣，它的元素是網(wǎng)絡(luò)誤差對(duì)權(quán)值和偏置值的一階導(dǎo)數(shù)； e—網(wǎng)絡(luò)誤差向量； Xk——網(wǎng)絡(luò)迭代計(jì)算，第k次循環(huán)時(shí)的權(quán)值或偏置值； xk+1——網(wǎng)絡(luò)迭代計(jì)算，第(k+Ι)次循環(huán)時(shí)的權(quán)值或偏置值； μ—調(diào)整系數(shù)，與網(wǎng)絡(luò)誤差同向變化。即誤差增大，μ值增加，誤差減小，μ值降低。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104360184SQ201410594488
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】劉春旺, 商錫瑞, 袁甄, 張雅賢, 張重陽(yáng), 張青, 何君霞, 原永禹, 李成武, 王永善, 柳振濤 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 哈爾濱光宇電氣自動(dòng)化有限公司