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    山東電科院攻堅863計劃先進能源技術領域課題側記

    時間:2018-10-30

           2015年4月,“大數據分析技術在輸變電設備狀態評估中的研究及應用”課題正式啟動;2017年3月,初步完成系統開發,并上線試運行;2018年6月底,驗收成功。3年間,國網山東電科院在該課題上實現了“多級跳”,讓科研創新從紙上談兵的夢想照進了智慧先行的現實。國網山東省電力公司副總工程師、電科院院長蘇建軍深有感觸地說:“該課題是國網山東省電力公司承擔的863計劃先進能源技術領域課題,由我們負責具體實施。我們大膽設想讓大數據技術牽手輸變電設備狀態評估,今天看來大數據分析發揮出了實效,推動了設備狀態評價、診斷和預測向純數據驅動和綜合分析方向的發展?!?/p>

      遠大的目標,需要無所畏懼的大膽設想;點滴的進步,需要腳踏實地的全力以赴;科技的創新,需要開拓進取的領先作為。國網山東電科院作為一家老牌電力科研“勁旅”,始終行進在創新構想—攻堅超越—成果圓夢的進取之路上,實現了技術突圍、光榮綻放、實力提升。隨著時代的飛速發展,唯有利用先進的技術手段與自身實力優勢多效融合,才能發揮出一加一大于二的奇效,國網山東電科院作為電力技術支撐單位,開始了一場成果研究的超越之旅,顛覆性地提出了輸變電設備智能運維檢修全新的解決思路和技術手段。

      針對“個性”進行科學預判

      回望該課題3年多的科研之路,國網山東電科院在理論研究—裝置研制—系統開發—關鍵技術驗證—示范應用—標準制定的研究軌道上,開始了一場全過程追逐戰。為確保課題按期保質完成,該院集全專業之力,組建了產、學、研、用于一體的課題組,充分發揮各專業優勢,實現優勢互補,緊密結合發展現狀,分別在理論研究、裝備研制、系統開發和人才培養等四個方面展開了一系列行之有效的科技創新。

      隨著能源結構的優化調整,對電網的智能化水平提出了更高的要求,智能電網離不開先進技術的支撐?!拜斪冸娫O備也是有‘個性’的,我們的課題能夠利用大數據技術挖掘分析每臺設備的‘個性’特點,通過實時數據其實際運行狀態水平進行科學的預判?!边@是對課題先進性進行的通俗易懂的高度概括。

      由于輸變電設備自身屬性、所處環境、制造工藝的不同,運行工況的差別等特定因素,每臺設備的狀態參量指標也會有所差異,通過對設備多源異構大數據進行聚類、分類等數據挖掘,依靠數據驅動預判設備是否異常,為設備提供“個性化”“精細化”的評價診斷方案,給該課題增加了智能化的砝碼。該課題可以精準分析出設備在不同環境、運行工況、自身屬性等因素下的狀態參量的差異性,挖掘出處于正常運行狀態下的參量閾值,診斷出設備的狀態水平。

      立足實際運行情況,進行數據的延伸分析,體現出了該課題的前瞻性。國網山東省電力公司副總工程師、電科院院長蘇建軍指出,“該課題可以利用先進的大數據分析處理、充分挖掘與設備狀態相關聯的多種有效信息,從海量數據中探知設備狀態及影響參量變化的關聯關系和發展規律,根據以往或者常規的運行規律和數據,為設備狀態的精細化評價、故障診斷和預測提供解決方案?!?/p>

      基于“海量”進行高效分析

      杰出的課題需要科研成果作為支撐,體現其實際的應用價值,與此同時,創新的成果也可以提升課題的實用性,讓課題更加出色出彩。為更好地發揮出該課題實際的應用效果,國網山東電科院研發了“跨平臺數據獲取轉換裝置”,實現了設備狀態監測系統、生產管理系統、能量管理系統、氣象系統、雷電定位系統等12個業務系統的信息集成融合。該裝置可以從不同系統中高效地采集數據,通過建立的以設備為中心的統一數據模型,實現了12個系統多源異構數據的全面融合、貫通,有效的解決了信息孤島的問題,打破了多業務系統在時間、空間及結構上的信息壁壘,為大數據技術的應用提供了堅實的數據基礎。

      然而,海量收集大數據,只是體現該課題先進性的第一步,發揮出海量數據精準的分析力,才是課題的真正意義所在。該院研發了一套面向輸變電設備狀態評估的分布式并行計算的電力大數據分析挖掘平臺,基于裝置和平臺,構建了融合電網、設備和環境信息的“輸變電設備狀態評估大數據分析系統”,實現了多源信息的展示和融合分析,具備多源統計分析、關聯分析、聚類、分類等數據挖掘分析功能以及設備負載能力動態評估、差異化狀態評價、故障預測和風險評估等功能。

      “輸變電設備狀態評估大數據分析系統”已在國網山東省電力公司示范應用,系統持續不斷地對全省220千伏及以上設備的運行狀況進行實時監測、預警和自動評估。運行一年內,該系統識別檢測出設備的可能異常并安排持續跟蹤檢測分析112例,準確預警并確認GIS懸浮放電、主變油色譜異常等缺陷28例。

      憑借“創新”進行全面突破

      國網山東電科院科技攻堅的腳步從未停歇過,該院用數據展示成績,用成績證明實力。該課題共發表學術論文60篇;申請專利66項,發明專利50項,授權3項,實用新型專利16項,授權10項;申請軟件著作權20項;完成技術標準5項,這一系列的成果,提升了該課題的科學性、先進性和創新性。

      該課題首次將大數據分析技術應用于電網裝備安全運行領域,從理論和實踐上突破了輸變電設備狀態全面感知、精準評估和主動預測的技術瓶頸;國內外首次創立了基于大數據分析的輸變電設備狀態評估技術體系,攻克了面向設備狀態評估的大數據分析關鍵共性技術;研制了跨平臺數據獲取/轉換裝置,首次建成了融合電網、設備和環境信息的設備狀態評估大數據分析系統,創建了輸變電設備狀態檢修新模式。

      課題孕育出了領先的科技成果,而科技成果需要在實踐中經受住考驗,大數據分析系統用一連串閃亮的數字證明了其卓越性。自2017年4月進入試運行,系統穩定運行時間超過一年,接入了國網山東省電力公司全部在運輸變電設備,實現了全省220千伏及以上主要輸變電設備動態、中期、長期多時間尺度高可靠性狀態評估,評價輸變電主設備14.08萬臺(條),覆蓋率達100%,狀態評價準確率高達96.72%,比傳統評價提高15%以上。

      目前,該課題的變壓器負載評估、異常檢測、差異化評價等多項研究成果已在國家電網公司智能運檢管控平臺應用,同時,大數據分析系統在上海合作組織青島峰會保電中發揮出了重要的支撐作用,多源融合后的信息共享發揮出了超凡的效果。

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