大数据思维与输变电设备状态评估内容简介

本书包括输变电设备状态评估的必要性及意义以及输变电设备状态评估现状发展概况及趋势。还包括 输变电设备状态评估技术要求， 输变电设备状态评估体系和 输变电设备状态评估数据采集系统。另外详细的叙述了数据分析和诊断体系及大数据技术与输变电设备状态评估。结合电力大数据应用的总体架构和关键技术进行总体架构、 数据融合与清洗、 数据挖掘与分析技术、 数据可视化技术。

前言

第1章 概述

1.1 电力大数据时代

1.2 输变电设备状态评估的大数据技术现状

1.3 本书主要内容与组织

第2章 输变电设备状态评估

2.1 输变电设备状态评估基本理论

2.2 典型输变电设备状态评估需求

第3章 输变电设备数据集成

3.1 数据属性

3.2 电力数据集成技术

3.3 电力数据融合管理

第4章 输变电设备数据预处理

4.1 数据质量

4.2 数据清理

4.3 数据变换

4.4 数据归约

4.5 案例应用——基于二值转化和图像腐蚀组合方法的噪声数据滤除

4.6 案例应用——基于数据离散化处理的分布式关联规则分析方法

4.7 案例应用——基于改进型特征提取的故障诊断

第5章 输变电设备数据统计分析

5.1 假设检验

5.2 判别分析

5.3 方差分析

5.4 Bayes统计

5.5 案例应用——基于假设检验的断路器状态评估分析

5.6 案例应用——基于最大似然法的合（分）闸电磁铁性能判别分析

5.7 案例应用——基于单因素方差分析的高压套管介质损耗分析

5.8 案例应用——基于Bayes网络的变压器和互感器的综合故障诊断

第6章 输变电设备数据挖掘技术

6.1 分类

6.2 聚类

6.3 关联分析

6.4 时序分析

6.5 案例应用——基于支持向量机和遗传算法的变压器故障分类方法

6.6 案例应用——基于FCM聚类的油色谱典型故障标准序列

6.7 案例应用——基于关联规则的架空输电线路雷击故障特征分析

6.8 案例应用——基于时间序列的架空线路不同故障类型分析

第7章 输变电设备模型预测

7.1 线性回归

7.2 主成分分析与偏最小二乘

7.3 非线性回归

7.4 残差分析

7.5 案例应用——基于线性回归的断路器指标特性分析

7.6 案例应用——基于主成分分析的架空线路关联约束因素分析方法

7.7 案例应用——基于ANFIS的变压器故障诊断

7.8 案例应用——电流互感器（色谱）数据的残差分析

第8章 输变电设备非结构化数据处理技术

8.1 非结构化数据概述

8.2 自然语言处理

8.3 图像处理与机器视觉

8.4 声音信号处理

8.5 隐马尔科夫模型

8.6 深度学习

8.7 案例应用——基于自然语言处理的配电网跳闸数据知识图谱构建

8.8 案例应用——基于k-means算法的变压器套管图像分割技术

8.9 案例应用-基于频域分析的绝缘子污秽放电在线监测

8.10 案例应用——基于卷积神经网络的电力设备热故障识别技术

第9章 输变电设备状态评估可视化技术

9.1 数据可视化

9.2 可视化交互

9.3 可视化分析

9.4 基于可视化工具的全景信息集成系统

参考文献

状态检修理论与工程应用研究正进入蓬勃发展阶段。为实现状态监测、状态评估的现有研究成果定量地指导检修决策，拟展开以下研究：(1)可靠性研究。从统计分析角度研究基于状态评估结果的输变电设备平均可靠性，建立基于时间、状态的可靠性模型以指导中长期检修决策；从物理机理角度研究基于关键状态量的动态可靠性模型以指导短期检修决策。（2）检修经济性研究。从成本、效益两方面建立输变电设备检修经济性的评价体系和评价模型。（3）在安全、经济的总目标下构建统一的检修决策框架。探讨决策准则、决策条件、备选方案的分类方法以及各种决策方法的适用特点，解决单设备检修时机、检修方式决策模型与方法，以及多设备协调决策及联检决策模型与方法。检修决策理论研究具有深远的理论意义和重大的工程实用价值。

为促进电网安全、经济地满足社会需求，电网企业实施状态检修是必然趋势。本项目针对输变电设备开展状态检修工作的主要理论基础，即可靠性模型、检修经济性和检修决策理论展开了研究。主要成果有：（1）对目前使用的设备状态可靠性模型进行了改进，提出了以设备状态模型为基础，模型参数随时间变化的新模型，该模型兼具时间模型与状态模型的优点。（2）提出了比例风险故障率新模型，该模型是以役龄、环境信息、设备健康状态等影响故障率的重要因素为协变量的改进半参数故障率模型。（3）以变压器为例，分析了影响动态可靠性的主要因素，提出了采用最小二乘支持向量机作为动态可靠性模型，该模型具有计算速度快，监测信息识别度高的优点。（4）以电子式互感器为例，提出了通用的设备状态量分解层次模型、扣分模型、部件与整体的定性、定量状态评价方法，以及基于上述状态评价结果的可靠性计算方法。（5）对数字化变电站继电保护系统的可靠性进行了研究，提出了信息流划分方法和应用最小路集法可实现不同方案的可靠性评价。（6）针对智能变电站自动化系统的新特点，搭建了由物理网架、逻辑网架和信息流构成的“二网一流”评估平台，涵盖了可靠性、可用性、实时性和经济性4类宏观指标，提出了定量评估系统完成任务总能力的有效度模型，该模型结构稳定，合成排序结果可信度高。（7）分别以输变电设备、变电站、输电线路为研究对象，建立了经济寿命预测模型，为设备与电网的运行、检修和规划决策提供了有益指导。（8）建立了输变电设备状态检修决策框架和决策指标体系及量化方法，提出了基于D-S证据理论的状态检修决策模型，实现了输变电设备状态检修多目标群决策，并能根据决策者意愿进行调控，决策结果使所有指标达到综合最优。（9）提出了电网状态检修的概念、指导原则以及检修决策指标，建立了基于D-S 证据理论的电网状态检修决策模型，实现了设备个体与电网整体运行的综合最优检修决策方案。本项目取得的理论成果，从设备到系统、从静态到动态、从模型到参数、从理论到应用，是多角度多层次的，既具有重要的学术意义，又具有重大的工程应用价值。 2100433B

《输变电设备的状态检修》就电网主设备——输变电设备的状态检修问题进行了全面分析和较深入的探讨，归纳了状态检修的特点，提出了状态检修的基本思路和方法。对状态检修决策支持系统及其相关的基础知识进行了介绍，对架空送电线路状态检修进行了客观的分析并提出了工作重点及建议，对各种变电设备的常见故障类型、诊断要点、建议的试验检修周期、状态信息数据库项目、状态评价方法标准以及良好状态的全过程控制等技术及其管理进行了介绍。