CN103389427B - Gis设备运行状态在线检测方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种GIS设备运行状态在线检测方法与系统，首先根据特征值的性质，设定上限门坎值和下限门坎值，将特征值与基准特征值做差，获得偏差值，之后判断偏差值是否超过所述上限门坎值或所述下限门坎值，若超过，则直接发出报警信号，若未超过，则把偏差值乘以与基准特征值相应的权重系数，得出阈值，最后将检测时间内所有阈值累加获得总阈值，根据总阈值确定GIS设备运行状态，本发明GIS设备运行状态在线检测方法与系统采用含权重的检测方法，体现了特征值在不同时间上所处的权重和地位，兼顾历史数据反应之前的GIS设备运行状态，能够准确在线检测GIS设备运行状态。

Description

GIS设备运行状态在线检测方法与系统

技术领域

本发明涉及在线检测技术领域，特别是涉及GIS设备运行状态在线检测方法与系统。

背景技术

智能气体绝缘组合电器（GasInsulatedSwitchgear，GIS设备）是为适应智能电网的建设提出来的，在电力系统中起到保护和控制作用,它的可靠性直接影响整个电网的安全运行。智能电网的基础设备是智能的一次设备，智能电网的建设离不开包括GIS设备等一次设备的智能化建设，GIS设备智能化建设程度直接影响着变电站智能化、信息化。随着变电站综合自动化水平(无人值守)的提高,对GIS设备的可靠性提出了更高的要求。智能设备是GIS设备与相关智能组件的有机结合。智能组件以测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化为特征，具备测量、控制、保护、计量、检测中全部或部分功能。随着智能变电站在我国的投入运行，智能GIS设备作为电网中具有智能化特征的基本元件，将在我国智能电网的建设中得到广泛的应用。

作为一种全新的设备模式，智能化的GIS设备在应用中还有很多问题需要进一步探讨。GIS设备在进行智能化建设后，对它的状态评价也必然会出现新的有效的手段。实时掌握GIS设备等一次设备的运行状态，为科学调度提供依据；可以对GIS设备故障类型及寿命评价做出快速有效的判断，以指导运行和检修，降低运行管理成本，减小新生隐患产生几率，增强运行可靠性。GIS设备在线运行状态判断的准确性取决于其监测和分析方法。GIS设备在线监测分析方法就是将经过信号处理后获得的特征参量与规定的允许参数或判别标准进行比较，从而确定GIS设备的工作状态、是否存在故障以及故障的类型和性质等，同时根据当前数据预测状态可能发展的趋势从而进行故障趋势分析，为此应制定合理的判别准则和策略。

由于GIS设备结构的复杂性和故障形式的多样性，目前对GIS设备实施状态识别的实用性研究还比较少。常用的识别方法是以门槛值比较为基础的简易判断方法，即根据一些简单参数对断路器有无故障及故障严重程度做出判断和区别，该方法比较单一，而GIS设备运行状态不仅跟当前运行状态有关，也跟之前的运行状态的历史数据有关，所以上述以门槛值比较的检测方法无法准确检测出GIS设备运行状态。

发明内容

基于此，有必要针对现有的GIS设备运行状态在线检测方法无法准确检测出GIS设备运行状态的问题，提供一种能够准确检测出GIS设备运行状态的方法与系统。

一种GIS设备运行状态在线检测方法，包括步骤：

根据GIS设备运行状态的特征值的性质，设定上限门坎值和下限门坎值；

将所述GIS设备运行状态的特征值与所述特征值相应的基准特征值做差，获得偏差值；

判断所述偏差值是否超过所述上限门坎值或所述下限门坎值，若超过，则直接发出报警信号，若未超过，则把所述偏差值乘以与所述基准特征值相应的权重系数，得出阈值；

将检测时间内所有所述阈值累加获得总阈值，根据所述总阈值确定所述GIS设备运行状态。

一种GIS设备运行状态在线检测系统，包括：

门限值设定模块，用于根据GIS设备运行状态的特征值的性质，设定上限门坎值和下限门坎值；

偏差值获取模块，用于将所述GIS设备运行状态的特征值与所述特征值相应的基准特征值做差，获得偏差值；

判断模块，用于判断所述偏差值是否超过所述上限门坎值或所述下限门坎值，若超过，则直接发出报警信号，若未超过，则把所述偏差值乘以与所述基准特征值相应的权重系数，得出阈值；

结果分析模块，用于将检测时间内所有所述阈值累加获得总阈值，根据所述总阈值确定所述GIS设备运行状态。

本发明GIS设备运行状态在线检测方法，利用GIS设备运行状态的特征值、基准特征值以及与所述特征值相应的权重系数，对GIS设备进行含权重的分析，其中，权重系数是根据时间顺序来分配的，每个检测时间点的权重系数是不相同的，与当前检测时间点越近的时间点的权重系数越大，这样克服了一般GIS设备运行状态在线检测方法无法体现特征值在不同时间上所处的权重和地位，同时也反应了历史数据对当前GIS设备运行状态的影响，本发明GIS设备运行状态在线检测方法体现特征值在不同时间上所处的权重和地位，兼顾历史数据反应之前的GIS设备运行状态，从而能够准确在线检测GIS设备运行状态。

附图说明

图1为本发明GIS设备运行状态在线检测方法第一个实施例的流程示意图；

图2为本发明GIS设备运行状态在线检测方法第二个实施例的流程示意图；

图3为本发明GIS设备运行状态在线检测系统第一个实施例的结构示意图；

图4为本发明GIS设备运行状态在线检测系统第二个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

为了便于解释说明本发明GIS设备运行状态在线检测方法与系统的技术方案，在下述具体实施例中，将会选用字母指代部分数值。

如图1所示，一种GIS设备运行状态在线检测方法，包括步骤：

S200：根据GIS设备运行状态的特征值的性质，设定上限门坎值和下限门坎值。

根据每一个特征值的性质，设定上限门坎值和下限门坎值，这个门坎值可以根据操作者经验设定，也可以根据GIS设备运行状态的历史记录数据设定。

S400：将所述GIS设备运行状态的特征值与所述特征值相应的基准特征值做差，获得偏差值。

每一个特征值都有一个与其相应的基准特征值，在获取了GIS设备运行状态的特征值之后，就根据这个特征值获取与其相应的基准特征值，再特征值与基准特征值做差，获得偏差值。

S600：判断所述偏差值是否超过所述上限门坎值或所述下限门坎值，若超过，则直接发出报警信号，若未超过，则把所述偏差值乘以与所述基准特征值相应的权重系数，得出阈值。

判断偏差值是否超过上限门坎值或者下限门坎值，若超过则直接发出报警信号，告知操作者当前GIS设备运行状态异常，需要停机检修排除故障，若没有超过则把偏差值乘以权重系数获得阈值。其中，权重系数是根据时间顺序来分配的，每个检测时间点的权重系数是不相同的，与当前检测时间点越近的时间点的权重系数越大。例如上、下限门坎值分别为6和3，若当前获得偏差值为5则，将5乘以当前检测时刻的权重系数获得阈值，若当前获得偏差值为7或2则，直接发出报警信号，告知GIS设备运行出现异常需要停机检修。

S800：将检测时间内所有所述阈值累加获得总阈值，根据所述总阈值确定所述GIS设备运行状态。

对预设的检测周期内所有检测时间点分别获取阈值，之后再将所有阈值累加获得总阈值，根据这个总阈值判断GIS设备运行状态。具体来说，总阈值的越小表明GIS设备运行状态越好。

下面将采用一个具体实施例，使用字母指代整个步骤中出现的数值，详细解释本发明GIS设备运行状态在线检测方法的技术方案。

首选根据GIS设备运行状态每个特征值的性质，设定报警上限和下限门坎值，之后将在线获取的特征值X_i减去其对应的基准值C_i，得到测量值与基准值的偏差，若偏差超出上下限门坎值，则直接发报警信号，若没有越限，则把该偏差乘以该特征值对应的权重系数a_i,所得结果用A_i(阈值）表示，即A_i(阈值)=a_i*(X_i-C_i)，最后将一定时间内获得的各个时刻的特征值所对应的A_i(阈值）值累加，所得结果用S_(阈值）表示，即S_（阈值）=ΣA_i(阈值）。通过分析S_（阈值）的大小，可以直观反映出GIS设备所处的状态，S_（阈值）的值越小，表明GIS设备运行状态越好。

本发明GIS设备运行状态在线检测方法，利用GIS设备运行状态的特征值、基准特征值以及与所述特征值相应的权重系数，对GIS设备进行含权重的分析，其中，权重系数是根据时间顺序来分配的，每个检测时间点的权重系数是不相同的，与当前检测时间点越近的时间点的权重系数越大，这样克服了一般GIS设备运行状态在线检测方法无法体现特征值在不同时间上所处的权重和地位，同时也反应了历史数据对当前GIS设备运行状态的影响，本发明GIS设备运行状态在线检测方法体现特征值在不同时间上所处的权重和地位，兼顾历史数据反应之前的GIS设备运行状态，从而能够准确在线检测GIS设备运行状态。

如图2所示，在其中一个实施例中，所述步骤S200之前还有步骤：

S100：获取所述GIS设备运行状态的特征值和基准特征值。

这里获取的可以是在线获取GIS设备运行状态的特征值，也可以是直接读取GIS设备运行状态的历史数据，或者是计算机存储的通用数据直接导入读取。

如图2所示，在其中一个实施例中，所述步骤S600之前还有步骤：

S500：计算与所述特征值相应的所述权重系数组，所述权重系数组包括多个权重系数，所述权重系数的计算公式为其中m=(n³+5n)/6，a_n为当前检测时间点的权重系数，n为从开始检测到当前检测时间点的检测次数。

权重系数是根据时间顺序来分配的，每个检测时间点的权重系数是不相同的，与当前检测时间点越近的时间点的权重系数越大。例如当前检测次数为当前检测周期内的第4次检测，则m=16，a₄=0.375。

如图2所示，在其中一个实施例中，所述步骤S800具体包括：

S820：将检测时间内所有所述阈值累加获得总阈值；

S840：将所述总阈值与预设的第一阈值以及预设的第二阈值分别比较，其中，所述预设的第一阈值小于所述预设的第二阈值，若所述总阈值小于所述预设的第一阈值，则所述GIS设备运行状态优良，若所述总阈值小于所述预设的第二阈值且大于所述预设的第一阈值，则所述GIS设备运行状态正常，若所述总阈值大于所述预设的第二阈值，则所述GIS设备运行状态异常。

在本是实施例中，设置有预设的第一阈值和预设的第二阈值，分割为三个阈值区间，三个阈值区间分别对应异常、正常、优良三个状态反应GIS设备运行状态，这样直观的设置方式，便于操作者及时、快速知晓当前GIS设备运行状态，能够满足大多数检测情况的需求。应当理解当实际情况要求对GIS设备运行状态检测更加精准的时候，可以设置更多预设的阈值以及与更多的不同阈值区间对应的状态，来更加精准反应GIS设备运行状态，反之，当只需大致了解GIS设备运行状态时可以选择设置一个对比的阈值或者直接将所述总阈值与零相比较，当所述总阈值越接近于零时，所述GIS设备运行状态越好。

在其中一个实施例中，所述基准特征值的优先级从优到次依次包括，产品说明书、试验结果、运行经验和专家自定义。

如图3所示，一种GIS设备运行状态在线检测系统，包括：

门限值设定模块100，用于根据GIS设备运行状态的特征值的性质，设定上限门坎值和下限门坎值；

偏差值获取模块200，用于将所述GIS设备运行状态的特征值与所述特征值相应的基准特征值做差，获得偏差值；

判断模块300，用于判断所述偏差值是否超过所述上限门坎值或所述下限门坎值，若超过，则直接发出报警信号，若未超过，则把所述偏差值乘以与所述基准特征值相应的权重系数，得出阈值；

结果分析模块400，用于将检测时间内所有所述阈值累加获得总阈值，根据所述总阈值确定所述GIS设备运行状态。

本发明GIS设备运行状态在线检测系统，利用GIS设备运行状态的特征值、基准特征值以及与所述特征值相应的权重系数，对GIS设备进行含权重的分析，其中，权重系数是根据时间顺序来分配的，每个检测时间点的权重系数是不相同的，与当前检测时间点越近的时间点的权重系数越大，这样克服了一般GIS设备运行状态在线检测方法无法体现特征值在不同时间上所处的权重和地位，同时也反应了历史数据对当前GIS设备运行状态的影响，本发明GIS设备运行状态在线检测系统体现特征值在不同时间上所处的权重和地位，兼顾历史数据反应之前的GIS设备运行状态，从而能够准确在线检测GIS设备运行状态。

如图4所示，在其中一个实施例中，所述GIS设备运行状态在线检测系统还包括：

数值获取模块500，用于获取所述GIS设备运行状态的特征值和基准特征值。

如图4所示，在其中一个实施例中，所述GIS设备运行状态在线检测系统还包括：

权重系数计算模块600，用于计算与所述特征值相应的所述权重系数组，所述权重系数组包括多个权重系数，所述权重系数的计算公式为其中m=(n³+5n)/6，a_n为当前检测时间点的权重系数，n为从开始检测到当前检测时间点的检测次数。

如图4所示，在其中一个实施例中，所述结果分析模块400具体包括：

数值累加单元420，用于将检测时间内所有所述阈值累加获得总阈值；

状态确定单元440，用于将所述总阈值与预设的第一阈值以及预设的第二阈值分别比较，其中，所述预设的第一阈值小于所述预设的第二阈值，若所述总阈值小于所述预设的第一阈值，则所述GIS设备运行状态优良，若所述总阈值小于所述预设的第二阈值且大于所述预设的第一阈值，则所述GIS设备运行状态正常，若所述总阈值大于所述预设的第二阈值，则所述GIS设备运行状态异常。

在其中一个实施例中，所述基准特征值的优先级从优到次依次包括，产品说明书、试验结果、运行经验和专家自定义。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种GIS设备运行状态在线检测方法，其特征在于，包括步骤：

根据GIS设备运行状态的特征值的性质，设定上限门坎值和下限门坎值；

将所述GIS设备运行状态的特征值与所述特征值相应的基准特征值做差，获得偏差值；

计算与所述特征值相应的权重系数组，所述权重系数组包括多个权重系数，所述权重系数的计算公式为其中m＝(n³+5n)/6，a_n为当前检测时间点的权重系数，n为从开始检测到当前检测时间点的检测次数；

判断所述偏差值是否超过所述上限门坎值或所述下限门坎值，若超过，则直接发出报警信号，若未超过，则把所述偏差值乘以与所述基准特征值相应的权重系数，得出阈值；

将检测时间内所有所述阈值累加获得总阈值，根据所述总阈值确定所述GIS设备运行状态。

2.根据权利要求1所述的GIS设备运行状态在线检测方法，其特征在于，所述步骤根据GIS设备运行状态的特征值的性质，设定上限门坎值和下限门坎值之前还有步骤：

获取所述GIS设备运行状态的特征值和基准特征值。

3.根据权利要求1或2所述的GIS设备运行状态在线检测方法，其特征在于，所述步骤将检测时间内所有所述阈值累加获得总阈值，根据所述总阈值确定所述GIS设备运行状态具体包括：

将检测时间内所有所述阈值累加获得总阈值；

将所述总阈值与预设的第一阈值以及预设的第二阈值分别比较，其中，所述预设的第一阈值小于所述预设的第二阈值，若所述总阈值小于所述预设的第一阈值，则所述GIS设备运行状态优良，若所述总阈值小于所述预设的第二阈值且大于所述预设的第一阈值，则所述GIS设备运行状态正常，若所述总阈值大于所述预设的第二阈值，则所述GIS设备运行状态异常。

4.根据权利要求1或2所述的GIS设备运行状态在线检测方法，其特征在于，所述基准特征值的优先级从优到次依次包括，产品说明书、试验结果、运行经验和专家自定义。

5.一种GIS设备运行状态在线检测系统，其特征在于，包括：

门限值设定模块，用于根据GIS设备运行状态的特征值的性质，设定上限门坎值和下限门坎值；

偏差值获取模块，用于将所述GIS设备运行状态的特征值与所述特征值相应的基准特征值做差，获得偏差值；

权重系数计算模块，用于计算与所述特征值相应的权重系数组，所述权重系数组包括多个权重系数，所述权重系数的计算公式为其中m＝(n³+5n)/6，a_n为当前检测时间点的权重系数，n为从开始检测到当前检测时间点的检测次数；

判断模块，用于判断所述偏差值是否超过所述上限门坎值或所述下限门坎值，若超过，则直接发出报警信号，若未超过，则把所述偏差值乘以与所述基准特征值相应的权重系数，得出阈值；

结果分析模块，用于将检测时间内所有所述阈值累加获得总阈值，根据所述总阈值确定所述GIS设备运行状态。

6.根据权利要求5所述的GIS设备运行状态在线检测系统，其特征在于，还包括：

数值获取模块，用于获取所述GIS设备运行状态的特征值和基准特征值。

7.根据权利要求5或6所述的GIS设备运行状态在线检测系统，其特征在于，所述结果分析模块具体包括：

数值累加单元，用于将检测时间内所有所述阈值累加获得总阈值；

状态确定单元，用于将所述总阈值与预设的第一阈值以及预设的第二阈值分别比较，其中，所述预设的第一阈值小于所述预设的第二阈值，若所述总阈值小于所述预设的第一阈值，则所述GIS设备运行状态优良，若所述总阈值小于所述预设的第二阈值且大于所述预设的第一阈值，则所述GIS设备运行状态正常，若所述总阈值大于所述预设的第二阈值，则所述GIS设备运行状态异常。

8.根据权利要求5或6所述的GIS设备运行状态在线检测系统，其特征在于，所述基准特征值的优先级从优到次依次包括，产品说明书、试验结果、运行经验和专家自定义。