[发明专利]一种基于大数据的变电站设备运行状态预警系统

权利要求书

1.一种基于大数据的变电站设备运行状态预警系统，其特征在于，所述变电站设备运行状态预警系统包括变电站设备数据监测模块、状态监测代理模块、网省公司输变电状态接入网关、数据加工模块、网省生产管理系统、网省数据中心、运检数据中心、总部生产管理系统、设备运行状态预警系统以及云资源池；所述变电站设备数据监测模块包括在线监测数据模块、带电监测数据模块、机器人巡检数据模块、气象数据模块、山火数据模块以及覆冰数据模块，分别对变电站设备的在线监测数据、带电监测数据、机器人巡检数据、气象数据、山火数据以及覆冰数据进行收集；所述变电站设备数据监测模块将监测到的各种变电站设备数据通过状态监测代理模块上传给网省公司输变电状态接入网关；所述网省公司输变电状态接入网关连接到所述数据加工模块和所述网省数据中心，将所述变电站设备数据监测模块监测到的变电站设备数据分别传输给所述数据加工模块和所述网省数据中心；所述数据加工模块包括监测数据预处理模块和监测数据分析模块，所述监测数据预处理模块对接收到的变电站设备数据进行数据清理、数据集成、数据变换和数据归约，所述监测数据分析模块对预处理后的数据进行深加工；所述网省数据中心对接收到的变电站设备数据进行存储；所述数据加工模块与所述网省生产管理系统进行双向连接，为网省生产管理系统提供数据服务；所述网省数据中心与所述运检数据中心进行双向连接，所述网省生产管理系统与所述运检数据中心进行双向连接，加工后的数据和网省生产管理系统数据在运检数据中心进行汇总；所述数据加工模块和所述网省数据中心均连接到所述设备运行状态预警系统，所述设备运行状态预警系统根据变电站设备数据情况对设备的运行状态进行评估和预警，在设备运行状态异常时发出警报；所述设备运行状态预警系统连接到所述总部生产管理系统和所述云资源池，与所述总部生产管理系统进行交互，并将设备运行状态评估数据存储到云资源池；所述运检数据中心与所述总部生产管理系统进行双向交互；

所述设备运行状态预警系统采用一阶时间序列自回归模型对变电站设备运行数据进行拟合：

其中，x_t表示变电站设备监测数据的时间序列；e_t为状态量白噪声，服从正态分布，e_t～N(μ_e，λ²)，因此x_t服从N(μ，σ²)的正态分布，其中参数μ和σ满足如下公式：

μ＝μ_e/(1-α)

当设备处于正常运行状态时，其状态量都在相应的阈值范围内，对所有的自变量t，假设x_t都在区间[a，b]内，对所有的a≤x_t+k≤b，均有：

a-α^kx_t≤e_t+k+αe_t+k-1+…+α^k-1e_t+1≤b-α^kx_t

由于e_t～N(μ_e，λ²)，因此，仅当α小于限制α₀时，整个序列小于区间[a，b]，此时变电站设备处于正常运行状态；

所述设备运行状态预警系统根据变电站设备数据情况对设备的运行状态进行评估具体包括如下步骤：

步骤(1)：利用基于Spark流式处理的K-Means聚类算法进行工况识别，如果是已有的工况空间，则计算每个微簇的高斯云模型参数，将其跃升到所需的概念层次，如果不是已有的工况空间，则训练新的运行状态评估模型并存入标准高斯云模型库；

步骤(2)：确定变电站设备运行状态。