摘 要：本文以大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)兩項(xiàng)數(shù)據(jù)處理技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建新型電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置基礎(chǔ)框架，利用不同模塊共同實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)、處理與診斷等功能，對(duì)于保障電網(wǎng)安全高效運(yùn)行具有重要意義。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);物聯(lián)網(wǎng);電氣設(shè)備

前言：電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行安全具有重要意義。而現(xiàn)有電氣監(jiān)測(cè)設(shè)備只能處理簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)信息，無(wú)法在社會(huì)技術(shù)迅速發(fā)展的當(dāng)下，對(duì)于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效處理。而且電氣設(shè)備數(shù)據(jù)信息不共享也限制監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)一步發(fā)展。電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置研究與分析工作需要盡快落實(shí)。

1 基于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)的電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置

1.1 研究目的

對(duì)基于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)的電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行研究，其目的是解決我國(guó)通用電力設(shè)備裝置相互獨(dú)立，聯(lián)動(dòng)能力較差，無(wú)法有效做到信息及時(shí)溝通，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)信息得不到高效利用。目前與大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)契合的電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)是利用各類傳感器，安裝在電氣設(shè)備收集數(shù)據(jù)信息，并利用子智能電子設(shè)備（，）將傳感器收集到的數(shù)據(jù)信息傳輸至主，并由對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，方便后續(xù)對(duì)數(shù)據(jù)處理、調(diào)動(dòng)。除存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，主還為設(shè)備產(chǎn)生故障問(wèn)題進(jìn)行初步判斷[1]。判斷結(jié)果為故障，則將數(shù)據(jù)上傳至主站進(jìn)一步處理，降低主站接收過(guò)多數(shù)據(jù)導(dǎo)致通信擁堵問(wèn)題。而且，不同主也可以相互備用信息，避免數(shù)據(jù)遺失造成信息處理出現(xiàn)問(wèn)題。還可以借助其他主的運(yùn)算能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)處理分工、協(xié)助處理，從而提高數(shù)據(jù)處理效率?？梢院?jiǎn)單理解為在過(guò)程層中，由傳感器監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備運(yùn)行各項(xiàng)數(shù)據(jù)，傳輸至子，再將數(shù)據(jù)信息通過(guò)交換器傳輸至間隔層的主。在主處理信息內(nèi)容后，再通過(guò)交換機(jī)將信息結(jié)果傳輸至站控層的主站，實(shí)現(xiàn)對(duì)于電氣設(shè)備智能監(jiān)控。而目前傳感器監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備，效果最好當(dāng)屬SF6氣體密度繼電器。借助感知層對(duì)電氣設(shè)備SF6數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，從而加強(qiáng)收集信息質(zhì)量。

1.2 裝置特點(diǎn)

與以往電氣設(shè)備監(jiān)測(cè)裝置比較，基于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)的電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置針對(duì)功能、框架進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)，從而在主保持對(duì)數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)，以及基本故障判斷的功能外，也可以在不同主之間實(shí)現(xiàn)相互連通。裝置主要特點(diǎn)可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：利用SF6氣體密度繼電器感知層，對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生各類數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，保障數(shù)據(jù)可靠性;主自身具有運(yùn)算、存儲(chǔ)能力，為實(shí)現(xiàn)處理大數(shù)據(jù)基本需求，將主進(jìn)行整合，從而提高系統(tǒng)整體數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，提高儲(chǔ)存效果;主之間擁有數(shù)據(jù)共享能力，保障數(shù)據(jù)流動(dòng)順暢，各個(gè)主可以對(duì)同一數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分塊劃分，提高數(shù)據(jù)運(yùn)算效率;在裝置發(fā)生數(shù)據(jù)異常情況時(shí)，可以及時(shí)調(diào)取監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行針對(duì)性故障診斷，提高故障判斷能力;而且電氣設(shè)備智能裝置為適應(yīng)大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)信息，還具有一定可拓展性，從而保障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)健康可持續(xù)利用效果[2]。而且電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置具有高可靠性，可以及時(shí)監(jiān)測(cè)主是否處于良好工作狀態(tài)，如果出現(xiàn)問(wèn)題可以立刻中斷問(wèn)題主，并通知相關(guān)人員進(jìn)行維修、更換，確保智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)高效可靠運(yùn)行，降低因主出現(xiàn)問(wèn)題，而導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲，計(jì)算任務(wù)中斷等多種問(wèn)題。

2 基于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)的電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置框架

2.1 基礎(chǔ)設(shè)施模塊

作為支撐電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置框架的基礎(chǔ)模塊，基礎(chǔ)設(shè)施模塊可分為軟件與硬件兩部分內(nèi)容。大量主與存儲(chǔ)、通信系統(tǒng)共同構(gòu)成硬件。而且在數(shù)據(jù)收集中，SF6氣體密度繼電器在感知層上可以提高數(shù)據(jù)收集質(zhì)量，加強(qiáng)整體監(jiān)測(cè)效果。而軟件則包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等多項(xiàng)內(nèi)容。其中，數(shù)據(jù)庫(kù)主要存儲(chǔ)電氣設(shè)備正常運(yùn)行產(chǎn)生各類數(shù)據(jù)，以及收集以往電氣設(shè)備故障信息，提高對(duì)電氣設(shè)備診斷準(zhǔn)確率，提高工作效率。

2.2 數(shù)據(jù)管理模塊

作為處理大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)海量數(shù)據(jù)信息的模塊，數(shù)據(jù)管理對(duì)電氣設(shè)備實(shí)時(shí)工作狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，并對(duì)初步判斷電氣設(shè)備故障所需數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。但是這些數(shù)據(jù)以分散方式存儲(chǔ)在不同主中，所以數(shù)據(jù)管理模塊還需要擁有記錄數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中存儲(chǔ)問(wèn)題，在需要判斷系統(tǒng)是否故障時(shí)可以及時(shí)調(diào)取數(shù)據(jù)內(nèi)容，提高故障診斷效率[3]。而且數(shù)據(jù)管理模塊還包括將已修改數(shù)據(jù)流進(jìn)行保存、標(biāo)記，遇到相似故障時(shí)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)診斷。并保證數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出的規(guī)范與合理性。

2.3 存儲(chǔ)與計(jì)算模塊

在大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)大量數(shù)據(jù)信息中，單一主無(wú)法有效處理數(shù)據(jù)內(nèi)容，需要將數(shù)據(jù)分布在不同主，使用分布式存儲(chǔ)完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，再由不同主分別對(duì)各自存儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算，降低計(jì)算所需時(shí)長(zhǎng)。存儲(chǔ)與計(jì)算模塊實(shí)時(shí)掌握不同主當(dāng)前工作狀態(tài)，以及現(xiàn)有內(nèi)存使用率，從效率與質(zhì)量角度對(duì)存儲(chǔ)、計(jì)算數(shù)據(jù)任務(wù)進(jìn)行合理分配。利用這種計(jì)算方式，可以有效降低計(jì)算數(shù)據(jù)工作效率，尤其是對(duì)于大量復(fù)雜數(shù)據(jù)信息處理、計(jì)算，效果更加明顯。

2.4 故障診斷模塊

故障診斷模塊建立在數(shù)據(jù)管理模塊之上，主要工作以選取數(shù)據(jù)診斷算法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷為主。針對(duì)數(shù)據(jù)選擇合適算法，并對(duì)數(shù)據(jù)信息挑選合適對(duì)故障進(jìn)行診斷數(shù)據(jù)內(nèi)容，判斷數(shù)據(jù)信息是否有故障，并將結(jié)果進(jìn)行輸出。如果存在故障則給出相應(yīng)檢修策略，并將結(jié)果上傳至主站。如果沒(méi)有故障，立即將數(shù)據(jù)下發(fā)至智能監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)[4]。但是故障診斷模塊基于收集數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，即基礎(chǔ)設(shè)施模塊在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)工作要做好，才能保障故障整頓與檢修策略有參考價(jià)值。

3 算法案例分析

基于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)的電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置，搭建模擬計(jì)算平臺(tái)，對(duì)于目前中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)指定用油，克拉瑪依環(huán)烷基變壓器油，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在油內(nèi)溶解氣體的總烴、乙炔含量過(guò)高，導(dǎo)致電壓器市場(chǎng)出現(xiàn)故障問(wèn)題，將兩種檢測(cè)裝置進(jìn)行對(duì)比。在利用以往電氣設(shè)備監(jiān)測(cè)裝置對(duì)故障進(jìn)行診斷時(shí)，計(jì)算時(shí)間需要2.00ms，但是故障診斷結(jié)果不明確。而基于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)的電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置，計(jì)算時(shí)間降低至0.86ms，初步診斷是由繞組放電產(chǎn)生故障，計(jì)算所需時(shí)間降低至原有一半水平。而且在大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)相互實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息同享，各個(gè)主之間相互連通，調(diào)動(dòng)以往數(shù)據(jù)，得到較為精準(zhǔn)的初步診斷，與實(shí)際故障原因一致，即基于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)的電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置無(wú)論是數(shù)據(jù)處理，還是故障診斷，都比以往電氣設(shè)備擁有明顯提升。

結(jié)論：基于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)的電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置目前在國(guó)內(nèi)研究較少，在北京、上海等地有試點(diǎn)工程，如果將理論構(gòu)思落實(shí)到實(shí)際作業(yè)，并為電網(wǎng)安全運(yùn)行提供有效幫助，將會(huì)是未來(lái)電氣設(shè)備主要研究方向。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

田鵬（1984-）男，民族：漢，籍貫：皖，職務(wù)：硬件工程師，學(xué)歷：大專，研究方向：基于大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)的電氣設(shè)備智能監(jiān)測(cè)裝置分析。