场景背景
在电网行业,变电站安全风险评估是变电运维主任日常工作中的重要内容。这项工作涉及多个数据源的整合、复杂的计算分析以及专业报告的生成,传统方式下往往需要耗费大量时间和精力。
数据智能引擎基于本体论构建统一的数据语义模型,通过数据智能体实现自然语言驱动的智能问数,为电网变电运维主任提供了全新的工作方式。
传统工作场景
时间与地点
2024年8月15日,
迎峰度夏关键时期,
在某省电力公司变电运维中心会议室。
变电运维主任李强正在主持三季度变电站安全风险评估专题会议,
参会人员包括安全监察专责、设备管理专责、运维班班长和技术专家。
起因
迎峰度夏期间,高温高湿天气持续,变电站设备负荷激增。近期系统内连续发生几起变电站设备异常事件,引起了公司高层的高度重视。
公司要求立即开展全面的变电站安全风险评估,深入排查安全隐患,制定针对性的防控措施,确保迎峰度夏期间电网安全稳定运行。
经过
- 李强立即组织变电站安全风险评估专项工作组,启动为期5天的评估工作。
- 首先需要从多个系统获取详细数据:
- 从SCADA系统获取历史运行数据:
- - 500kV变电站12座,220kV变电站35座,110kV变电站80座
- - 主变负载率:最高85%,平均65%
- - 断路器动作次数:年内平均12次
- - 油温趋势:夏季最高82℃
- 从设备管理系统获取设备状态数据:
- - 设备台账:变压器152台,断路器420台,隔离开关890台
- - 缺陷记录:年内发生严重缺陷12起,一般缺陷86起
- - 检修记录:年内完成A修8台,B修25台,C修120台
- - 试验报告:油化试验320份,绝缘试验280份
- 从气象系统获取环境数据:
- - 环境温度:夏季平均35℃,最高41℃
- - 相对湿度:平均75%,最高95%
- - 降雨量:月平均120mm
- - 雷电次数:月平均50次
- 从安监系统获取安全数据:
- - 安全事件:年内发生一般事件3起
- - 违章记录:年内查处违章42起
- - 安全培训:完成培训1200人次
- - 应急演练:开展演练28次
- 在分析过程中,需要计算设备健康指数、风险等级、安全裕度、缺陷发生率、检修有效性等关键指标。
- 由于缺乏专业的变电站安全风险评估工具,只能安排8名工作人员通过手动导出数据、Excel计算、图表制作等方式完成分析。
- 同时,需要与调度部门沟通,了解设备运行方式;
- 与设备厂家沟通,了解设备特性;
- 与气象部门沟通,了解天气趋势。
- 整个分析过程耗时5天,期间多次因为数据不一致、口径不统一而延误进度。
结果
- 经过5天的努力,专项工作组完成了《三季度变电站安全风险评估报告》。
- 报告显示:变电站安全状况总体可控,但存在设备老化严重、部分变电站负载率偏高、季节性风险突出等问题,主要是由于设备服役时间长、负荷增长快、环境条件恶劣等原因。
- 报告提出了改进措施,包括加强设备状态监测、优化检修策略、开展专项治理、完善应急预案等20项具体措施。
- 措施实施后,变电站安全风险得到有效控制,设备健康指数提升15%,严重缺陷发生率下降40%,成功应对了迎峰度夏的考验。
- 然而,在分析过程中发现了一些问题:部分潜在风险难以通过人工分析识别,需要引入智能风险评估技术;
- 缺乏实时的安全风险监测预警机制,无法及时发现异常;
- 无法将外部气象数据、设备厂家数据与内部运行数据进行深度融合分析。
- 李强意识到,传统的变电站安全风险评估方式效率低下、分析深度有限,无法满足电网安全稳定运行的需求,亟需建立基于大数据的智能变电站安全风险评估体系。
传统方式的困境
调度自动化D5000系统数据孤岛
变电站安全风险评估所需数据分散在D5000调度自动化系统、设备台账管理系统、GIS地理信息系统等多个独立系统中,数据格式和标准不统一。运维人员需要手动从各系统导出数据,进行繁琐的格式转换和数据对齐,耗时费力且容易出错。特别是在迎峰度夏期间,实时数据更新频繁,人工整合往往滞后于实际需求。
变压器台账与缺陷关联分析困难
现有的变压器台账信息与设备缺陷记录、检修历史数据缺乏有效关联,无法进行深度的设备健康状态评估。当主变负载率超过85%时,无法快速判断该设备是否存在潜在的安全隐患,也无法预测在高温高湿环境下设备故障的概率。传统的Excel分析工具难以处理大规模的设备数据,无法进行有效的风险等级划分和优先级排序。
线损管理与安全风险预警脱节
线损管理数据与安全风险评估体系相互独立,无法通过线损异常变化来预警潜在的安全风险。
例如,当某条线路的线损率突然增加时,可能预示着绝缘老化或接头松动等安全隐患,但现有系统无法自动识别这种关联关系。
同时,缺乏基于气象数据(如雷电次数、湿度)的动态风险评估模型,无法实现精准的安全风险预警。
数据智能引擎解决方案
D5000调度自动化系统数据融合
数据智能引擎基于本体论构建统一的数据语义模型,自动整合D5000调度自动化系统、设备台账、GIS地理信息系统等多源数据,形成完整的变电站数字孪生体。通过智能问数功能,运维主任可以直接询问"哪些主变在当前负载率下存在过热风险?",系统会自动关联设备参数、环境条件和历史缺陷数据,给出精准答案。
变压器台账智能风险评估
基于变压器台账、检修记录和实时运行数据,构建设备健康状态评估模型。系统能够自动识别高风险设备,如服役时间超过20年且近期有缺陷记录的主变,并结合当前负载率和环境温度,预测设备故障概率。当风险等级超过阈值时,自动推送预警信息并推荐相应的运维措施,如加强红外测温频次或安排专项检查。
线损异常与安全风险智能关联
建立线损管理与安全风险的智能关联分析模型,当线损率出现异常波动时,系统自动分析可能的安全隐患,如绝缘老化、接头松动或设备内部故障。结合气象数据(雷电、湿度、温度),动态调整风险评估权重,实现精准的安全风险预警。
同时,系统支持多维度的风险可视化展示,帮助运维主任快速掌握全站安全状况。
应用价值
效率提升
- 数据查询和分析时间从原来的5天缩短到几小时
- 报告自动生成,无需手动整理和排版
- 减少了重复性的数据处理工作
分析深度
- 可以进行多维度的交叉分析,发现数据背后的规律
- 自动识别异常数据和趋势变化,提前预警
- 支持长期趋势分析和预测
- 融合内外部数据,全面评估安全风险
决策质量
- 基于实时、准确的数据进行决策
- 可以快速模拟不同方案的效果
- 决策过程透明可追溯
- 智能推荐风险防控措施