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智能變電站二次設備運維決策支持系統及數據分析方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410259185.8

申請日:

2014.06.11

公開號:

CN103985022A

公開日:

2014.08.13

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):G06Q 10/06申請公布日:20140813|||實質審查的生效IPC(主分類):G06Q 10/06申請日:20140611|||公開
IPC分類號: G06Q10/06(2012.01)I; G06Q50/06(2012.01)I 主分類號: G06Q10/06
申請人: 國家電網公司; 國網天津市電力公司
發明人: 李楓; 譚靖; 曹北建; 張志朋; 劉麗; 劉喆; 彭桂喜
地址: 100031 北京市西城區西長安街86號
優先權:
專利代理機構: 天津才智專利商標代理有限公司 12108 代理人: 龐學欣
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201410259185.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.12.19|||2014.09.10|||2014.08.13

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種智能變電站二次設備運維決策支持系統及數據分析方法。系統包括決策支持中心、知識庫、數據分析管理器、海量數據采集裝置和工業以太網交換機。本發明的智能變電站二次設備運維決策支持系統及數據分析方法,采用計算機軟件技術、智能設備通訊接口技術、數據挖掘技術、數據庫技術、人工智能技術、可視化技術,實現對數字化二次設備海量運行數據的自動分析,通過聚類分析、分類分析、關聯分析、異常分析等數據分析手段,從海量非邏輯關系數據中揭示出其中潛在的邏輯關系,使得智能變電站二次設備運維決策工作簡單化、標準化、自動化,極大改善現有的數字化二次設備運維決策以及數據分析工作方式,填補了數字化二次設備運維決策領域的空白。

權利要求書

權利要求書
1.  一種智能變電站二次設備運維決策支持系統,其特征在于:其包括:決策支持中心(1)、知識庫(2)、數據分析管理器(3)、海量數據采集裝置(4)和工業以太網交換機(5);其中:決策支持中心(1)為整個系統的用戶終端,其與知識庫(2)和數據分析管理器(3)相連接,決策支持中心(1)主要由人機互交界面以及圖形化顯示工具組成,用于完成用戶控制指令輸入、相關電子文檔的載入、數據分析結果圖形化顯示以及決策報告生成操作;
知識庫(2)與決策支持中心(1)和數據分析管理器(3)相連接;
數據分析管理器(3)為系統核心部分,由主控制器構成;
海量數據采集裝置(4)為數字化二次設備所有運行數據在運維決策支持系統中的存儲介質,其對上通過SCSI接口與數據分析管理器(3)相連接,對下通過Hybird接口與工業以太網交換機5相連接;
工業以太網交換機(5)同時與智能變電站所有數字化二次設備(6)相連接。

2.  根據權利要求1所述的智能變電站二次設備運維決策支持系統,其特征在于:所述的決策支持中心(1)能夠用工控計算機或PC計算機代替。

3.  根據權利要求1所述的智能變電站二次設備運維決策支持系統,其特征在于:所述的知識庫(2)為工控計算機或PC計算機的外部存儲設備。

4.  根據權利要求1所述的智能變電站二次設備運維決策支持系統,其特征在于:所述的數據分析管理器(3)選用以Intel G3220 中央處理器為核心的數據處理裝置或同類型設備。

5.  根據權利要求1所述的智能變電站二次設備運維決策支持系統,其特征在于:所述的工業以太網交換機(5)選用Kyland Sicom3024PT或同類型設備。

6.  根據權利要求1所述的智能變電站二次設備運維決策支持系統,其特征在于:所述的數字化二次設備(6)為智能變電站中的具有工業以太網接口的數字化二次設備。

7.  一種基于如權利要求1所述的智能變電站二次設備運維決策支持系統的數據分析方法,其特征在于:所述的數據分析方法包括按順序執行的下列步驟:
步驟一,數據分析目標定義的S101階段:設備運維人員根據工作需求,通過決策支持中心(1)選擇一個或多個數字化二次設備(6)作為數據源,并選定數據屬性或內容中的一個或多個變量作為數據分析工作的評價參數;
步驟二,從數據源中采集數據的S102階段:運維決策支持系統根據設備運維人員選定的數據源和變量自動采集數據,作為后續分析工作的原數據;
步驟三,對原數據進行預處理的S103階段:運維決策支持系統以設備運維人員在S101階段設置的變量為依據,采用數據清理、數據集成、數據變換、數據歸約方法中的一種或多種對原數據進行預處理;
步驟四,數據有效性判斷的S104階段:設備運維人員通過決策支持中心(1)對預處理后的數據進行有效性判斷,如果判斷結果為“是”,則下一步進入S105階段,否則跳轉至S102階段,重新開始數據采集;
步驟五,設定數據分析任務的S105階段:運維人員確認數據有效后,在決策支持中心(1)建立數據分析任務;
步驟六,選取數據挖掘模型的S106階段:設備運維人員根據對數據分析目標的定義,從評價指標法、中心知識法、偏離度法數據挖掘模型中選擇一種,作為此次數據分析任務的模型;
步驟七,執行數據分析任務的S107階段:選定數據挖掘模型后,運維決策支持系統自動執行數據分析任務;
步驟八,數據分析結果圖形化顯示的S108階段:運維決策支持系統完成數據分析任務后,通過可視化技術將分析結果以圖形呈現在決策支持中心(1)上,便于設備運維人員直觀掌握分析結果;
步驟九,評價數據分析結果的S109階段:設備運維人員根據圖形化顯示的數據分析結果判斷該結果是否具備參考價值,如果判斷結果為“是”,則下一步進入S110階段,否則跳轉至S106階段,重新選取數據挖掘模型;
步驟十,生成決策建議報告的S110階段:運維人員在決策支持中心(1)一鍵生成包含此次數據分析結果的運維決策建議報告,為設備運維工作提供指導。

說明書

說明書智能變電站二次設備運維決策支持系統及數據分析方法
技術領域
本發明屬于電力輸變電控制技術領域,特別是涉及一種智能變電站二次設備運維決策支持系統及數據分析方法。
背景技術
隨著科技進步和我國智能電網的發展,智能變電站近幾年得到了廣泛的推廣和應用。在智能變電站中,二次設備呈現數字化、網絡化等特點。二次設備功能集成度大幅提高,傳統變電站中需要多套二次設備協同配合才能實現的功能,在智能變電站中由一套二次設備即可實現,這一重大技術突破,在提升智能變電站數字化水平和集成化水平的同時也造成二次設備在運行過程中產生的數據成倍增加,海量數據的出現大大超出了傳統的數據人工分析方式所能承受的范圍。目前針對數字化二次設備海量數據自動分析技術尚未出現,運維人員仍然沿用傳統人工分析方法指導數字式二次設備運維決策工作,極易造成數據分析不系統、不充分,進而使運維決策模糊、滯后,為智能變電站運行埋下安全隱患。
發明內容
為了解決上述問題,本發明的目的在于提供一種智能變電站二次設備運維決策支持系統及數據分析方法。
為了達到上述目的,本發明提供的智能變電站二次設備運維決策支持系統及數據分析方法包括:決策支持中心、知識庫、數據分析管理器、海量數據采集裝置和工業以太網交換機;其中:決策支持中心為整個系統的用戶終端,其與知識庫和數據分析管理器相連接,決策支持中心主要由人機互交界面以及圖形化顯示工具組成, 用于完成用戶控制指令輸入、相關電子文檔的載入、數據分析結果圖形化顯示以及決策報告生成操作;
知識庫與決策支持中心和數據分析管理器相連接;
數據分析管理器為系統核心部分,由主控制器構成;
海量數據采集裝置為數字化二次設備所有運行數據在運維決策支持系統中的存儲介質,其對上通過SCSI接口與數據分析管理器相連接,對下通過Hybird接口與工業以太網交換機5相連接;
工業以太網交換機同時與智能變電站所有數字化二次設備相連接。
所述的決策支持中心能夠用工控計算機或PC計算機代替。
所述的知識庫為工控計算機或PC計算機的外部存儲設備。
所述的數據分析管理器選用以Intel G3220中央處理器為核心的數據處理裝置或同類型設備。
所述的工業以太網交換機選用Kyland Sicom3024PT或同類型設備。
所述的數字化二次設備為智能變電站中的具有工業以太網接口的數字化二次設備。
本發明提供的基于智能變電站二次設備運維決策支持系統的數據分析方法包括按順序執行的下列步驟:
步驟一,數據分析目標定義的S101階段:設備運維人員根據工作需求,通過決策支持中心選擇一個或多個數字化二次設備作為數據源,并選定數據屬性或內容中的一個或多個變量作為數據分析工作的評價參數;
步驟二,從數據源中采集數據的S102階段:運維決策支持系統根據設備運維人員選定的數據源和變量自動采集數據,作為后續 分析工作的原數據;
步驟三,對原數據進行預處理的S103階段:運維決策支持系統以設備運維人員在S101階段設置的變量為依據,采用數據清理、數據集成、數據變換、數據歸約方法中的一種或多種對原數據進行預處理;
步驟四,數據有效性判斷的S104階段:設備運維人員通過決策支持中心對預處理后的數據進行有效性判斷,如果判斷結果為“是”,則下一步進入S105階段,否則跳轉至S102階段,重新開始數據采集;
步驟五,設定數據分析任務的S105階段:運維人員確認數據有效后,在決策支持中心建立數據分析任務;
步驟六,選取數據挖掘模型的S106階段:設備運維人員根據對數據分析目標的定義,從評價指標法、中心知識法、偏離度法數據挖掘模型中選擇一種,作為此次數據分析任務的模型;
步驟七,執行數據分析任務的S107階段:選定數據挖掘模型后,運維決策支持系統自動執行數據分析任務;
步驟八,數據分析結果圖形化顯示的S108階段:運維決策支持系統完成數據分析任務后,通過可視化技術將分析結果以圖形呈現在決策支持中心上,便于設備運維人員直觀掌握分析結果;
步驟九,評價數據分析結果的S109階段:設備運維人員根據圖形化顯示的數據分析結果判斷該結果是否具備參考價值,如果判斷結果為“是”,則下一步進入S110階段,否則跳轉至S106階段,重新選取數據挖掘模型;
步驟十,生成決策建議報告的S110階段:運維人員在決策支持中心一鍵生成包含此次數據分析結果的運維決策建議報告,為設 備運維工作提供指導。
本發明提供的智能變電站二次設備運維決策支持系統及數據分析方法,采用計算機軟件技術、智能設備通訊接口技術、數據挖掘技術、數據庫技術、人工智能技術、可視化技術,實現對數字化二次設備海量運行數據的自動分析,通過聚類分析、分類分析、關聯分析、異常分析等數據分析手段,從海量非邏輯關系數據中揭示出其中潛在的邏輯關系,使得智能變電站二次設備運維決策工作簡單化、標準化、自動化,極大改善現有的數字化二次設備運維決策以及數據分析工作方式,填補了數字化二次設備運維決策領域的空白,大大提高了數字化二次設備運行數據分析工作的效率和質量,是對現有的數字化二次設備運行維護工作方式的重大改革和突破。
附圖說明
圖1為本發明提供的智能變電站二次設備運維決策支持系統的結構示意圖。
圖2為本發明提供的智能變電站二次設備數據分析方法的流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的智能變電站二次設備運維決策支持系統及數據分析方法進行詳細說明。
如圖1所示,本發明提供的智能變電站二次設備運維決策支持系統包括:決策支持中心1、知識庫2、數據分析管理器3、海量數據采集裝置4、工業以太網交換機5和數字化二次設備6;其中:決策支持中心1為整個系統的用戶終端,其與知識庫2和數據分析管理器3相連接,決策支持中心1主要由人機互交界面以及圖形化顯示工具組成,用于完成用戶控制指令輸入、相關電子文檔的載入、 數據分析結果圖形化顯示以及決策報告生成操作;
知識庫2是將系統計算結果進行收集、整理、分類保存所得到的合集;其中包括用戶通過系統得到的數據分析結果和運維決策建議,知識庫2與決策支持中心1和數據分析管理器3相連接,以實現用戶按需調用以及系統處理結果的保存;
數據分析管理器3為系統核心部分,由主控制器構成。數據分析管理器3根據用戶在決策支持中心1下達的控制指令完成相應的數據檢索、數據定義、數據預處理、模式集合、模式篩選、模式表達與解釋、挖掘向導、結果輸出等工作,最終生成圖形化的分析結果與決策建議報告;
海量數據采集裝置4為數字化二次設備所有運行數據在運維決策支持系統中的存儲介質,包含設備身份信息、設備運行數據等;其對上通過SCSI接口與數據分析管理器3相連接,對下通過Hybird接口與工業以太網交換機5相連接;
工業以太網交換機5為運維決策支持系統與數字化二次設備所在網絡的唯一連接設備,其同時與智能變電站所有數字化二次設備6相連接;系統通過工業以太網交換機5同時對智能變電站所有數字化二次設備6進行數據采集;
數字化二次設備6為數據源,每個數字化二次設備6分別與工業以太網交換機5相連。系統在進行數據分析工作時,可根據用戶指令,對單個或多個數字化二次設備5的數據進行分析處理。
所述的決策支持中心1能夠用工控計算機或PC計算機代替。
所述的知識庫2為工控計算機或PC計算機的外部存儲設備。
所述的數據分析管理器3選用以Intel G3220中央處理器為核心的數據處理裝置或同類型設備。
所述的海量數據采集裝置4為遠動通信管理機。
所述的工業以太網交換機5選用Kyland Sicom3024PT或同類型設備。
所述的數字化二次設備6為智能變電站中的具有工業以太網接口的數字化二次設備。
如圖2所示,本發明提供的智能變電站二次設備數據分析方法包括按順序執行的下列步驟:
步驟一,數據分析目標定義的S101階段:設備運維人員根據工作需求,通過決策支持中心1選擇一個或多個數字化二次設備6作為數據源,并選定數據屬性或內容中的一個或多個變量作為數據分析工作的評價參數;
步驟二,從數據源中采集數據的S102階段:運維決策支持系統根據設備運維人員選定的數據源和變量自動采集數據,作為后續分析工作的原數據;
步驟三,對原數據進行預處理的S103階段:運維決策支持系統以設備運維人員在S101階段設置的變量為依據,采用數據清理、數據集成、數據變換、數據歸約等方法中的一種或多種對原數據進行預處理;
步驟四,數據有效性判斷的S104階段:設備運維人員通過決策支持中心1對預處理后的數據進行有效性判斷,如果判斷結果為“是”,則下一步進入S105階段,否則跳轉至S102階段,重新開始數據采集;
步驟五,設定數據分析任務的S105階段:運維人員確認數據有效后,可在決策支持中心1建立數據分析任務;
步驟六,選取數據挖掘模型的S106階段:設備運維人員根據 對數據分析目標的定義,從評價指標法、中心知識法、偏離度法等數據挖掘模型中選擇一種,作為此次數據分析任務的模型;
步驟七,執行數據分析任務的S107階段:選定數據挖掘模型后,運維決策支持系統自動執行數據分析任務;
步驟八,數據分析結果圖形化顯示的S108階段:運維決策支持系統完成數據分析任務后,通過可視化技術將分析結果以圖形呈現在決策支持中心1上,便于設備運維人員直觀掌握分析結果;
步驟九,評價數據分析結果的S109階段:設備運維人員根據圖形化顯示的數據分析結果判斷該結果是否具備參考價值。如果判斷結果為“是”,則下一步進入S110階段,否則跳轉至S106階段,重新選取數據挖掘模型;
步驟十,生成決策建議報告的S110階段:運維人員可在決策支持中心1一鍵生成包含此次數據分析結果的運維決策建議報告,為設備運維工作提供指導。
本發明提供的智能變電站二次設備運維決策支持系統及數據分析方法,在極大簡化了數字化二次設備運行數據分析工作的同時也為設備運維決策提供了精準詳實的數據支持,有利于實現智能變電站二次設備運維決策工作的簡單化、標準化、自動化,極大改善了現有的工作方式,填補了數字化二次設備運維決策領域的技術空白,大大提高了數字化二次設備的數據分析工作的效率質量,是對現有的數字化二次設備運維決策方式的重大改革和突破。

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智能 變電站 二次 設備 決策 支持系統 數據 分析 方法
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