首页> 中国专利> 一种基于权重评价机制的调相机状态分析预警方法和系统

一种基于权重评价机制的调相机状态分析预警方法和系统

摘要

本申请公开了一种基于权重评价机制的调相机状态分析预警方法和系统,所述方法包括:分析变电站现场历史运行数据,选取同步调相机的运行状态量;基于同步调相机的历史运行经验,对选取的运行状态量制定在各种情况下的劣化级别和权重系数;根据同步调相机运行时的故障严重程度,划分调相机的运行状态;设置基于运行状态量劣化级别和权重系数的运行状态量量化评价指标;计算调相机各项运行状态量的量化评价指标值,进行调相机运行状态分析预警。本发明对大型同步调相机历史运行数据进行了规律分析与经验总结,形成了一种同步调相机状态权重评价机制及预警策略,能够实现调相机运行状态量化分析、检修计划合理安排,极大提高工作效率。

著录项

说明书

技术领域

本发明属于调相机技术领域,涉及一种基于权重评价机制的调相机状态分析预警方法和系统。

背景技术

同步调相机最先由国外提出和制造,但容量规模小且缺乏在大电网,尤其是特高压电网中的工程应用。近年来,随着我国特高压交直流输电工程的陆续投运,对电网无功的快速大容量调节提出了更高要求,同步调相机因此也获得了快速发展。

大型同步调相机是特高压直流输电工程中的重要配套设备,应用于电力系统时,能根据系统的需要实现大容量无功功率的实时动态补偿,维持电力系统电压稳定,保障大电网安全运行。大型同步调相机作为一种新型且至关重要的无功补偿电气设备,随着我国特高压交直流工程的建设从理论研究走向了工程落地。然而,由于此前缺乏大型同步调相机运行经验积累,尚未形成有效的设备运行状况评价机制及相应的预警策略,一线变电运检人员需要“驻站检修+全天候备班”应对突发异常。在当前电网公司普遍存在人力资源紧张、班组工作承载量过大的背景下,调相机运检效率亟待提升。

目前大型同步调相机只在国内有丰富的并网运行经验,研究并建立同步调相机机组设备状态评价方法,形成完善的状态评价机制,对评估同步调相机运行状态及制定合理的检修计划具有重要意义。

发明内容

为解决现有技术中的不足,本申请提供一种基于权重评价机制的调相机状态分析预警方法和系统,实现调相机运行状态量化分析、检修计划合理安排,极大提高工作效率。

为了实现上述目标,本发明采用如下技术方案:

一种基于权重评价机制的调相机状态分析预警方法,其特征在于:

所述方法包括以下步骤:

步骤1:分析变电站现场历史运行数据,选取同步调相机的运行状态量;

步骤2:基于同步调相机的历史运行经验,对选取的运行状态量制定在各种情况下的劣化级别和权重系数;

步骤3:根据同步调相机运行时的故障严重程度,划分调相机的运行状态;

步骤4:设置基于运行状态量劣化级别和权重系数的运行状态量量化评价指标;

步骤5:计算调相机各项运行状态量的量化评价指标值,进行调相机运行状态分析预警。

本发明进一步包括以下优选方案:

优选地,步骤1中,选取同步调相机的运行状态量:在线运行电参量、振动参量、温度参量和局部放电参量;

在线运行电参量包括定子三相电压、电流以及转子励磁电压、电流;

振动参量包括调相机的振动幅值、频率以及相位;

温度参量包括定子铁芯、绕组以及转子铁芯、绕组温度;

局部放电参量包括定转子的槽部、端部局放参量以及调相机的定转子绝缘电阻参量。

优选地,步骤2中,根据各项运行状态量的劣化发展情况设置判断依据,划分劣化级别;

根据各项运行状态量对同步调相机运行状态影响程度设置权重系数。

优选地,在步骤3中,根据同步调相机运行时的故障严重程度,将调相机的运行状态划分为:正常状态、轻度劣化状态、重度劣化状态和故障状态;

正常状态表示调相机各运行状态量处于稳定且在规程规定的标准限值以内,同步调相机正常运行;

轻度劣化状态表示单项或多项运行状态量变化趋势朝接近标准限值方向发展,但未超过标准限值,同步调相机仍可以继续运行;

重度劣化状态表示存在运行状态量处于设定的超标警示范围内,应监视运行,并尽快安排停电检修;

故障状态表示存在运行状态量超过设定的故障限值,设备状态已由劣化状态转到故障状态,有严重故障现象出现。

优选地,步骤4中,设置基于运行状态量劣化级别和权重系数的运行状态量量化评价指标:应扣分值,应扣分值=运行状态量劣化级别×权重系数;

当运行状态量满足对应的劣化判断依据时,计算应扣分值,否则不扣分。

优选地,步骤5中,计算调相机各项运行状态量的应扣分值,单项运行状态量扣分结合所有运行状态量合计扣分情况,进行调相机运行状态分析预警:

当任一运行状态量单项应扣分值小于第一阈值,并且各个运行状态量的合计应扣分值小于第三阈值时,视为正常状态,在此状态下,继续进行运行监视即可;

当任一运行状态量单项应扣分值大于第一阈值小于第二阈值,或各个运行状态量的合计应扣分值大于第三阈值时,视为轻度劣化状态,此状态下,系统轻度劣化,但设备仍可以继续运行,应加强运行中的监视;

当任一运行状态量单项应扣分值大于第二阈值小于第三阈值时,视为重度劣化状态,此状态下,系统重度劣化,设备偏离正常状态,应加强运行监视,并尽快安排停电检修;

当任一运行状态量单项应扣分值大于第三阈值时,视为故障状态,此状态下,设备状态已由劣化状态转到故障状态,应立即申请安排停电检修;

其中,第一阈值小于第二阈值,第二阈值小于第三阈值。

本发明还公开了一种基于权重评价机制的调相机状态分析预警系统,所述系统包括:

运行状态量选取模块,用于分析变电站现场历史运行数据,选取同步调相机的运行状态量;

劣化级别和权重系数制定模块,用于基于同步调相机的历史运行经验,对选取的运行状态量制定在各种情况下的劣化级别和权重系数;

运行状态划分模块,用于根据同步调相机运行时的故障严重程度,划分调相机的运行状态;

量化评价指标设置模块,用于设置基于运行状态量劣化级别和权重系数的运行状态量量化评价指标;

分析预警模块,用于计算调相机各项运行状态量的量化评价指标值,进行调相机运行状态分析预警。

本申请所达到的有益效果:

(1)大型同步调相机是近年来发展并应用的新设备,尚未形成切实有效的状态权重评价机制及预警策略,目前主要采取驻站检修方式,占用大量人力资源,检修效率较低;本发明大型同步调相机历史运行数据进行了规律分析与经验总结,形成了一种同步调相机状态权重评价机制及预警策略。能够有效解决目前调相机设备运行状况无法量化评价、检修工作需24小时驻站备班的问题,实现调相机运行状态量化分析、检修计划合理安排,极大提高工作效率。

(2)本发明结合现场设备运行经验,针对多类运行状态量,如电气系统、油系统、冷却水系统、机械系统等进行综合评价分析,实用性强。

附图说明

图1是本发明一种基于权重评价机制的调相机状态分析预警方法的流程图;

图2是本发明电气参量状态量状态权重评价机制;

图3是本发明温度参量状态量状态权重评价机制;

图4是本发明局放参量状态量状态权重评价机制;

图5是本发明振动参量状态量状态权重评价机制。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本申请的保护范围。

如图1所示,本发明的一种基于权重评价机制的调相机状态分析预警方法,包括以下步骤:

步骤1:分析变电站现场历史运行数据,选取同步调相机的运行状态量;

同步调相机的运行状态量分为:在线运行电参量、振动参量、温度参量、局部放电参量和运行资料;

在线运行电参量包括定子三相电压、电流以及转子励磁电压、电流等在线运行时的电气监测量;

振动参量包括调相机的振动幅值、频率以及相位等反映调相机机械振动状态的参量;

温度参量包括定子铁芯、绕组以及转子铁芯、绕组温度等反映调相机温升情况的参量;

局部放电参量包括定转子的槽部、端部局放参量以及调相机的定转子绝缘电阻参量;

运行资料包括:设备巡视记录、维护记录、故障跳闸记录、故障典型案例库、缺陷和消缺记录、在线监测和带电检测数据以及不良工况信息等。

具体实施时,选取在线运行电参量、振动参量、温度参量、局部放电参量四类运行状态量分析在各种情况下的劣化级别和权重系数。

步骤2:基于同步调相机的历史运行经验,对选取的运行状态量制定在各种情况下的劣化级别和权重系数;

具体的,根据各项运行状态量的劣化发展情况设置判断依据,划分劣化级别;

根据各项运行状态量对同步调相机运行状态影响程度设置权重系数。

步骤3:根据同步调相机运行时的故障严重程度,将调相机的运行状态划分为:正常状态、轻度劣化状态、重度劣化状态和故障状态;

正常状态表示调相机各运行状态量处于稳定且在规程规定的标准限值以内,同步调相机正常运行;系统状态良好,发生故障的可能性很小。

轻度劣化状态表示单项或多项运行状态量变化趋势朝接近标准限值方向发展,但未超过标准限值,同步调相机仍可以继续运行,应加强运行中的监视;

重度劣化状态表示存在运行状态量处于设定的超标警示范围内,应监视运行,并尽快安排停电检修;

故障状态表示存在运行状态量超过设定的故障限值,需要尽快安排停电检修,设备状态已由劣化状态转到故障状态,有严重故障现象出现,应立即申请停电检修。

步骤4:设置基于运行状态量劣化级别和权重系数的运行状态量量化评价指标:应扣分值,应扣分值=运行状态量劣化级别×权重系数;

劣化级别与运行状态量类型有关,分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级,对应的基本扣分值递增,代表各项运行状态量的劣化发展情况,运行状态量满足对应的劣化判断依据时,计算应扣分值,否则不扣分;

权重系数根据各项运行状态量对同步调相机运行状态影响程度设置。

本发明实施例中对应的同步调相机状态量评价机制如图2-5所示。

步骤5:计算调相机各项运行状态量的量化评价指标值,进行调相机运行状态分析预警,即计算调相机各项运行状态量的应扣分值,单项运行状态量扣分结合所有运行状态量合计扣分情况,进行调相机运行状态分析预警:

当任一运行状态量单项应扣分值小于第一阈值,并且各个运行状态量的合计应扣分值小于第三阈值时,视为正常状态;在此状态下,系统状态良好,发生故障的可能性很小,继续进行运行监视;

当任一运行状态量单项应扣分值大于第一阈值小于第二阈值,或各个运行状态量的合计应扣分值大于第三阈值时,视为轻度劣化状态;此状态下,系统轻度劣化,有一定的发生故障的可能性,但设备仍可以继续运行,应加强运行中的监视;

当任一运行状态量单项应扣分值大于第二阈值小于第三阈值时,视为重度劣化状态;此状态下,系统重度劣化,设备偏离正常状态,有轻微故障现象出现,应加强运行监视,并尽快安排停电检修;

当任一运行状态量单项应扣分值大于第三阈值时,视为故障状态;此状态下,设备状态已由劣化状态转到故障状态,有严重故障现象出现,应立即申请安排停电检修;

其中,第一阈值小于第二阈值,第二阈值小于第三阈值。

具体实施时,可自定义设置第一阈值为10,第二阈值为20,第三阈值为30。

本发明的一种基于权重评价机制的调相机状态分析预警系统,所述系统包括:

运行状态量选取模块,用于分析变电站现场历史运行数据,选取同步调相机的运行状态量;

劣化级别和权重系数制定模块,用于基于同步调相机的历史运行经验,对选取的运行状态量制定在各种情况下的劣化级别和权重系数;

运行状态划分模块,用于根据同步调相机运行时的故障严重程度,划分调相机的运行状态;

量化评价指标设置模块,用于设置基于运行状态量劣化级别和权重系数的运行状态量量化评价指标;

分析预警模块,用于计算调相机各项运行状态量的量化评价指标值,进行调相机运行状态分析预警。

综上所述,本发明基于多台大型同步调相机的历史运行经验,制定了电气参量、温度参量、局放参量、振动参量四类状态量在各种情况下的劣化级别和权重系数;设置“应扣分值”对调相机状态进行进一步量化,“应扣分值”由状态量劣化级别和权重共同决定;基于应扣分值情况制定了警策略,符合现场工作实际。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述,但是本领域技术人员应该理解,以上实施示例仅为本发明的优选实施方案,详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神,而并非对本发明保护范围的限制,相反,任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号