电力变压器缺陷预测分析,提升电网安全稳定运行水平

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2023-07-17

案例背景

当前,我国电力行业发展迅猛, 电网容量不断增加, 超高压和特高压电力系统的需求量不断提高,对电力系统的稳定、安全、可靠运行提出了更高的要求。电力变压器作为电网企业最重要、价值密度最高的资产之一,承担着电能变换及传输的核心枢纽功能,决定着供电的安全性与可靠性。然而,其庞大的设备规模、广泛的地域分布、差异化的运行环境等,给电网企业生产运行管理带来了巨大挑战,传统的缺陷管理工作偏于事后分析处理,过于被动且决策偏主观,易导致设备故障的发生,制约了设备管理工作成效以及电网安全稳定运行。



服务内容

佰聆数据以某电网企业检修分公司为服务对象,以设备大数据分析为基础,开展了设备缺陷数据特征分析、缺陷预测模型构建、缺陷特征标签设计、设备管控策略设计以及缺陷预测管理系统建设等工作,实现了变压器缺陷管理业务在指标分析、监测预警、特征分析、问题定位、规律总结、策略优化、业务改进等环节的闭环管控,解决了传统的缺陷管理问题,提升了业务管控水平。


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设备缺陷数据特征分析

依托佰聆数据自主研发的大数据深度探索分析工具——聆析,从设备投运年限、地区、缺陷类型、缺陷原因、电压等级、环境特征(污区等级、温度)、并发性等维度开展变压器缺陷数据分析挖掘,发现主变的设备类型、电压等级、投运年限、气温等9个因素是影响缺陷类型的关键因素,且缺陷类型之间存在并发关系,为预测模型构建打好了基础。


2

缺陷预测模型构建

鉴于变压器缺陷类型受到投运年限、电压等级、气温等级等多种因素的影响,因此选择能充分考虑多种影响因素的多元线性回归模型;另外,考虑到缺陷类型之间存在并发关系,故而选择FP_Grown关联算法;同时,为了提高预测模型的准确性和适用性,需将多元线性回归与FP_Growth关联算法结合。本案例对已发生过缺陷的设备,依据缺陷的影响因素建立多元回归缺陷预测;依据历史缺陷间发生的时间间隔判断缺陷之间的相关性,建立FP_Grown缺陷预测,并采用组合、加权求和形成缺陷预测模型,最终预测出变压器缺陷类型及其发生概率。


3

缺陷标签体系设计

本案例从设备基础属性、设备监测分析、设备缺陷分布特征、设备缺陷预测四个方面出发,建立设备缺陷标签体系,形成变压器缺陷画像;一级标签分为属性特征、技术特征、缺陷水平、缺陷趋势、缺陷特征等七大类,二级标签分为30个子类,三级标签共125类。


4

缺陷精益化管控策略设计

本案例基于变压器缺陷标签体系,结合设备缺陷管理业务,设计基于缺陷标签的差异化管控策略,包括管控等级、作业内容、作业优先级、作业周期等;与此同时,开发缺陷监测分析、设备缺陷预测、设备缺陷全景画像、设备管理策略等功能,实现变压器缺陷精益化、预测性管控。

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*变压器标签体系


服务成效

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降低变压器缺陷率

本案例搭建了变压器缺陷预测模型及应用,辅助设备监测评价人员能够及时获取预警信息和发布管控策略,支撑设备运维人员开展精细化、预测性的设备管控,提前发现变压器状态异常,在某现场应用以来,累计识别出设备异常189次,识别率提升了23.5%,提供设备辅助管控策略121次,有效提升了现场异常处置作业效率。


2

闭环提升设备质量

通过构建变压器缺陷管理业务在指标分析、监测预警、特征分析、问题定位、规律总结、策略优化、业务改进等环节的闭环管控体系,辅助设备管理人员提前预警设备缺陷、总结缺陷原因、定位管控策略,有效提升了电网的安全稳定运行水平。

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