基于大数据挖掘的电网设备运行风险预警方法

基于大数据挖掘的电网设备运行风险预警方法

梁亮1   吴秀红2

1. 山西益通电网保护自动化有限责任公司  山西 太原  030021
2. 山西省电力公司信息通信分公司  山西 太原  030021

摘要：随着我国城市电网的发展建设，成为我国经济建设的重要配套产业。为减少电网设备运行风险预警偏差，设计基于大数据挖掘的电网设备运行风险预警方法。首先，基于大数据挖掘算法，挖掘电网设备运行风险与预警的隐性关系，根据隐性数据的周期性变化，开展机器学习与监督训练，从而得到风险预警数据的强相关关系；其次，聚合电网设备运行风险数据，建立风险预警网络，评估电网设备运行风险，并通过横向、纵向、专项协调的机制，形成电网设备运行风险的闭环预警；最后，进行实验分析。实验结果表明，该方法的预警效果优于传统方法，具有一定的应用价值。

关键词：大数据挖掘；电网设备；运行风险；预警方法

引言

随着《2022智慧城市白皮书》的发布，新型智慧城市建设对产业结构转型升级，构建现代产业体系和实现经济社会全局发展提出了更高的要求。在构建以社会和谐稳定为前提，以民生幸福为考核标准，与人民生活水平提高相互协调发展的智慧城市建设体系过程中。电网企业应发挥自身优势，运用大数据技术手段，打破数据孤岛和数据互通不畅的现状，数字赋能城市应急管理创新，促进城市建设管理的智能化和数字化转型升级，为实现智慧政务、智慧民生、智慧交通、智慧能源、智慧电网等多领域融合服务的智慧城市建设贡献电力企业自己的力量。

1大数据技术在电力企业中的作用

我国各领域的高速发展都离不开电力行业对电力资源的高效供应。之所以在电力企业的内部管理工作中应用大数据技术，是因为电力系统在运转过程中会产生用户用电信息、设备资产信息、电价交易等被称为电力数据的内容。而大数据技术可利用强大的数据库来对电力数据进行收集、整理和分析，并通过对电力数据的整合，使电力系统中所有的数据更深入地呈现出来，从而使电力企业对发展目标的规划更科学、有效。除此之外，大数据技术能对供电网起到很好的保护作用，确保电网供电运行的安全性与稳定性。

随着我国综合实力的不断增强，电力系统供电压力越来越大，因此对电力系统中运行的各环节需求也进一步提升，以顺应外部环境的发展；电力企业对电网的规划也需要不断调整和完善，从而最大程度地适应外部要求。基于此，电力企业要结合电网的实际情况，合理引用大数据技术，来为电网的运行提供更坚固的支撑，进而保证电网运行具有稳定性和实效性。此外，大数据技术强有力的信息分析作用，可帮助电力企业对电网进行更合理的规划，并使电网设备的检修工作更加顺利地开展。

2大数据挖掘的电网设备运行策略

2.1运维策略的算法和评价模型的构建

采用多目标优化算法寻求运维最优策略，以重点工作或紧急巡检完成率、班组承载力及设备预测运行状态为评价函数，根据人力资源，工单紧急程度，设备缺陷、故障情况、运行数据等特征数据为优化变量，进行多目标优化。从而建立运维策略，更好地解决影响运维策略的各种特征数据不确定性，譬如：人员请假、恶劣天气、临时增加工作任务等，可以进一步提高运维效率，节约运维成本。通过神经网络对设备运行数据特征进行挖掘，运用无监督聚类方法简化各参量之间的关联关系，通过分析概率序列特征的方法检测设备运行状态和异常，辅助运维人员对设备状态和异常的分析判定。

2.2物联网技术在电网设备监测与维护

物联网技术通过连接传感器、设备和网络，实现设备的互联互通，提供实时的远程监测和智能维护能力。它能实时监测电网设备的运行状态和性能参数，通过安装传感器和数据采集器，采集温度、湿度、电流等参数，并利用云平台进行集中管理和分析，实现故障预测和预警。同时，它能实现设备的远程巡检和维护，通过远程控制模块，运维人员可以监控设备状态并进行远程操作和诊断，快速定位和解决问题。此外，物联网技术还能实现电网设备的智能化管理和优化，全生命周期管理包括采购、安装、运维和报废等环节的跟踪和管理。同时，能够监测能耗并进行节能优化，提高电网设备的能源利用效率。这样的应用提高了电网设备的效率和可靠性，减少了人力资源的浪费和维修延迟的影响，为电网运维和管理带来了更高的智能化水平。

2.3配电网故障定位预警

运用大数据实现配电网故障定位预警功能。通过对投诉类数据进行人工分类统计分析，采用LDA主体模型对用户工单中“受理内容”的描述文本进行数据挖掘。从电网运营维护角度入手，找出关于电网故障类投诉，并将其与故障发生次数与时间、发生地区进行关联分析。根据电网运营监测系统的电网异常数据预测故障发生规模，建立故障预警模型，通过月份、地区、故障发生次数的关联关系针对性地调配运维队伍，充分应对未来发生故障，缩短故障处理时间，高效对配网故障进行抢修处理，提高电力企业供电可靠性。

2.4电网设备运维检修

一方面，大数据技术可对输变电设备的状态进行检修。有些电网设备因经常在恶劣环境中运行而易出现故障和缺陷。对此，电力企业通过引用大数据技术将部分传感器设置到输变电设备上，并以此获得电网设备运行中的各类数据，再根据电网设备以往的运行、负荷、环境等方面的数据，来判断电网设备的实际运行情况，这样就可使输变电设备检修工作开展过程中拥有数据和技术上的支撑。在电网设备检修工作中引用大数据技术，不仅能提升检修工作的计划性和针对性，还能提高检修工作的时效性，大大增强了电网设备检修工作效率。

另一方面，大数据技术可准确判断电网设备的可靠性。随着当前信息技术的不断发展，电力企业可借助互联网数据库来收集和管理电网设备运行、使用周期等方面的数据，进而能全面分析电网设备在生产制造、实际运行、检修维护等环节中的稳定性、规律性及预测数据，有利于更清楚、明确地掌控电网设备的运行状态及运行过程中可能存在的风险，使得技术人员可制定更科学、合理的电网设备检修方案。

2.5基于大数据技术的电网故障预测与处理

在电网故障预测方面，基于大数据技术的方法可以通过对电网各种参数和指标的监测和分析，提前发现电网可能出现的故障迹象。通过建立故障预测模型，并利用历史数据进行训练和验证，可以对未来可能出现的故障进行准确的预测。这样，电网运维人员可以提前采取相应的措施，防止故障的发生，从而确保电网的稳定运行。

在电网故障处理方面，基于大数据技术的方法可以通过分析和比对故障数据和历史数据，找出相似故障的解决方案，并进行智能化推荐。同时，结合实时监测数据和故障数据库，可以快速定位和诊断故障，并提供相应的解决方案。这样，可以大大提高故障处理的效率和准确性，缩短故障处理的时间，提升电网的可靠性和可用性。

结语

电网设备资产规模较大，受到地区差异的影响，电网设备存在发展不平衡、设备运行风险预警不完善的情况，影响电网的安全稳定运行效果。针对此问题，文章利用大数据挖掘技术设计了电网设备运行风险预警方法。实验结果表明，该方法能够充分保障电网设备的运行效能，提高电网运行的稳定性。

参考文献

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