基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的輸變電設(shè)備故障診斷方法分析

茍筱林

（國網(wǎng)四川省電力公司丹棱縣供電分公司，四川 眉山 620200）

0 引 言

綜合性較強是故障診斷的特征，主要是查詢設(shè)備運行中的故障源。工作人員需檢查輸變電系統(tǒng)中設(shè)備的實際運行情況，并根據(jù)反饋的數(shù)據(jù)判斷故障發(fā)生的位置。因此，工作人員在查詢故障信息時耗時較長，影響電網(wǎng)的恢復運行[1]。通過大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)診斷輸變電設(shè)備故障，可大大提升工作人員的工作效率和質(zhì)量。因此，研究基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)輸變電設(shè)備故障診斷方法具有重要的現(xiàn)實意義。

1 輸變電設(shè)備故障診斷的重要性

故障診斷是按照設(shè)備運行和故障后停電信息情況處理故障源。通過故障診斷可實現(xiàn)設(shè)備的正常檢測維修工作和超負荷工作。通過使用先進技術(shù)，及時研究和處理設(shè)備的各種數(shù)據(jù)，可及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常狀況和故障問題[2]。通過及時掌握設(shè)備發(fā)生故障的位置、故障程度以及造成故障的因素等信息，可第一時間合理制定有針對性的檢測維修方案，從而降低故障損失，提升設(shè)備的運行穩(wěn)定性和經(jīng)濟效益。

2 基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的輸變電設(shè)備故障診斷狀況

在輸變電設(shè)備運行中，若未及時檢修和養(yǎng)護設(shè)備，將引發(fā)安全事故，影響用戶的正常用電。雖然供電企業(yè)逐漸加大了診斷輸變電設(shè)備故障的力度，但是輸變電設(shè)備的檢修過程依然存在不足。第一，技術(shù)人員在實際工作中未嚴格根據(jù)規(guī)章制度進行檢修，且部分工作人員檢修水平較低，易漏檢和錯撿，導致安全隱患未被發(fā)現(xiàn)。第二，隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，部分大型供電企業(yè)為提升輸變電設(shè)備故障診斷的能力，在收集和整理設(shè)備故障信息的過程中應用了大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。然而，由于維修人員缺乏數(shù)據(jù)挖掘方面的專業(yè)技術(shù)和知識，勢必將影響設(shè)備的故障診斷效果。另外，在診斷輸變電故障方面，供電企業(yè)仍處于嘗試使用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的階段，僅在一定程度上發(fā)揮了穩(wěn)定性作用。第三，供電企業(yè)在大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)方面投入較少，且監(jiān)測系統(tǒng)陳舊，無法充分發(fā)揮該技術(shù)的作用[3]。

3 基于大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的輸變電設(shè)備故障診斷方法

3.1 在線診斷設(shè)備故障

輸配電設(shè)備運行狀態(tài)信息含有非常復雜和不確定的內(nèi)容，故在應用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)過程中，需重視挖掘流程方面的應用，保障數(shù)據(jù)的準確性和時效性。工作人員需清楚和正確認識輸變電設(shè)備的運行狀態(tài)，收集基礎(chǔ)信息和設(shè)備缺陷信息。大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的內(nèi)容之一是關(guān)聯(lián)規(guī)則，主要作用是及時統(tǒng)計和分析自身潛在規(guī)律，從而獲取關(guān)聯(lián)規(guī)則流程。通過合理應用關(guān)聯(lián)規(guī)則，可提升大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的準確度[4]。在挖掘輸變電設(shè)備數(shù)據(jù)信息、預處理設(shè)備的原始數(shù)據(jù)及收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)時，都將應用關(guān)聯(lián)規(guī)則。此外，可利用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)刪減不確定的數(shù)據(jù)資料，保存確定的數(shù)據(jù)資料；根據(jù)輸配電設(shè)備的特點和類型等，制定有關(guān)的關(guān)聯(lián)規(guī)則；在探索故障流程的過程中，通過關(guān)聯(lián)規(guī)則簡單敘述整個流程，從而為技術(shù)人員提供方便；工作人員統(tǒng)計和評價關(guān)聯(lián)規(guī)則，形成相應的故障診斷知識，以保障設(shè)備的故障診斷效果。

3.2 模糊模式識別診斷方法

模糊模式識別方法是通過模糊數(shù)學中的概念和原理等解決分類識別問題，包括隸屬度法和模糊聚類法等。所謂的模糊模式識別是將研究對象定義為現(xiàn)實中模糊存在的現(xiàn)實，并將這些模糊的現(xiàn)實轉(zhuǎn)換為實際的信息，然后利用計算機技術(shù)處理實現(xiàn)模糊識別的目的。例如，過電壓等具有延伸性，且不確定的概念存在于輸電線路系統(tǒng)中。模糊模式識別故障的方法正是由于在輸電線路中存在的模糊性而被具體應用。傳統(tǒng)的行波測距方法存在無法明確的方面，如不固定的母線接線、不確定輸電線路的影響參數(shù)等，影響對母線的實際反射，降低了系統(tǒng)可靠性[5]。為最大限度地減少無法確定的因素，可將模糊模式識別技術(shù)應用于傳統(tǒng)行波測距方法。通過分段檢測輸電線路，并根據(jù)每段線路的實際情況設(shè)置不同的模式。通過識別各個分段線路上的故障模式，可準確找到發(fā)生故障的位置。如果多種候選模式應用到同一分段中，可將隸屬函數(shù)按照模糊理論定義確定故障的模式屬性。

3.3 故障樹分析診斷方法

故障樹分析法主要通過自上而下的方法分析導致設(shè)備和系統(tǒng)故障的直接或間接原因。在診斷輸電線路的過程中，最不希望發(fā)生頂層故障，需將造成故障的所有原因從下向上分別列出，產(chǎn)生故障樹現(xiàn)象。通過詳細說明事件間的各種聯(lián)系，從而成功應用定性和定量分析法進行分析。故障分析的關(guān)鍵為故障樹的定性分析，可在最短時間分析系統(tǒng)的故障模式。在診斷故障方法中主要使用定量分析，按照已給定的事件發(fā)生率計算頂層事件的發(fā)生率，即通過故障模式和影響分析法準確分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、故障對系統(tǒng)造成的影響，同時及時消除潛在的故障模式。具體應用到診斷輸電線路過程中時，需制定標準的FMEA表格，主要分為4個流程：（1）及時確定輸電線路運行中可能出現(xiàn)的故障模式；（2）科學評估每種故障模式造成的影響；（3）準確評估故障模式發(fā)生的原因和概率；（4）根據(jù)故障模式合理制定解決措施。

4 結(jié) 論

通過大量推廣和使用大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，可加快工作人員采集和處理數(shù)據(jù)的工作速度。當前，人們不斷增加的電力需求量促使輸配電設(shè)備的運行工作量加大，導致故障問題頻頻發(fā)生。因此，供電企業(yè)需重視大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的研究，不斷完善和改進技術(shù)，保障輸配電設(shè)備的穩(wěn)定運行。同時，為保障用戶的正常用電，需及時發(fā)現(xiàn)和解決輸配電設(shè)備運行中發(fā)生的故障，從而提升工作人員的工作質(zhì)量和工作效果。