一種隨機性電源接入設(shè)備的故障預(yù)警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明具體設(shè)及一種隨機性電源接入設(shè)備的故障預(yù)警方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 低碳經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展是人類可持續(xù)發(fā)展的必然要求，可再生能源、儲能、電動汽 車的應(yīng)用增長迅速，新能源都是通過電力電子設(shè)備接入電網(wǎng)，設(shè)備利用水平直接關(guān)系新能 源的發(fā)展。
[0003] 新能源的發(fā)展設(shè)及面廣，投資業(yè)主關(guān)注其投資回報率，希望減少故障運行時間，快 速收回成本；電網(wǎng)運行公司關(guān)注其對電網(wǎng)造成的影響，希望設(shè)備故障對電網(wǎng)造成更大的不 確定性；用戶（同時也可能是投資業(yè)主）關(guān)注更加安全、可靠的應(yīng)用；因此，隨機性電源接 入設(shè)備（將光伏、儲能、電動汽車等運些具有隨機性、波動性等特點并接入電網(wǎng)的新能源統(tǒng) 稱為"隨機性電源"，其通過接入電網(wǎng)的設(shè)備統(tǒng)稱為"隨機性電源接入設(shè)備"）故障水平和運 行情況對新能源的發(fā)展有很大的影響。隨著新能源建設(shè)的不斷提供，隨機性電源接入設(shè)備 的數(shù)量越來越龐大，地域也更為分散廣闊，通過人工定期或不定期的巡檢運維方式不適應(yīng) 其發(fā)展，表現(xiàn)為費時費力、維修不及時、運維水平不高，不能有效提高隨機性電源的利用水 平。
[0004] 因此急需一種故障預(yù)警分析準確且成本低的預(yù)警分析方法來提高隨機性電源接 入設(shè)備的運維水平，并進一步推進隨機性電源的建設(shè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提出了一種隨機性電源接入設(shè)備的故障預(yù)警方法，旨在解決現(xiàn)有人工定期 或不定期的巡檢方式費時費力且不能及時預(yù)警檢修而使隨機性電源的利用水平不高的問 題。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的隨機性電源接入設(shè)備的故障預(yù)警方法包括如下步 驟：
[0007] 1)實時獲取設(shè)備信息、設(shè)備告警信息及設(shè)備維修記錄信息；
[0008] 2)根據(jù)設(shè)備信息、設(shè)備告警信息及設(shè)備維修記錄信息，計算設(shè)備預(yù)期使用壽命及 告警類型與故障類型之間的關(guān)聯(lián)度、設(shè)備使用頻率與故障類型之間的關(guān)聯(lián)度、設(shè)備使用頻 率與告警類型級別之間的關(guān)聯(lián)度，確定各告警類型所對應(yīng)的故障類型，并根據(jù)告警類型上 送頻率及其與對應(yīng)故障類型的正比關(guān)系，計算對應(yīng)類型的故障發(fā)生概率；確定設(shè)備使用頻 率過高所引起的故障類型，并根據(jù)設(shè)備使用頻率及其與對應(yīng)故障類型的正比關(guān)系，計算對 應(yīng)類型的故障發(fā)生概率；
[0009] 3)判斷設(shè)備預(yù)期壽命是否小于等于零，若是，則發(fā)出盡快更換設(shè)備的預(yù)警信號，否 貝1J，判斷故障發(fā)生概率是否大于預(yù)設(shè)值，若是，則進行預(yù)警并將設(shè)備地理位置信息及預(yù)發(fā)生 故障的類型推送至運維人員。
[0010] 維修或更換設(shè)備完成后，將設(shè)備維修信息及時間上送至運維中屯、，作為下一次預(yù) 警分析的參考數(shù)據(jù)。 W11] 所述步驟。中設(shè)備預(yù)期使用壽命Lmp的計算公式為：
[0012]
陽01引其中，LdMi為設(shè)備設(shè)計壽命，L。,。為設(shè)備使用年限，F(xiàn)tw(t)為維修頻率，F(xiàn)hpq(t)為 設(shè)備的使用頻率，t為時間尺度。
[0014] 某時間t段內(nèi)告警類型Atype上送后故障類型Ttype發(fā)生概率PDccur化ype，Atype)的計 算公式為： 陽01 5] Poccur燈郵6,Aty陽，)(t) =Atype(Rf"q(t) ) *C托 1 (Atype，T郵e)
[0016] 其中，Atype(Rfreq(t))為時間段t內(nèi)告警類型Atype的上送頻率，Crel(Atype,Ttype)為告 警類型Atyp。與故障類型T typ。的關(guān)聯(lián)度。
[0017]某時間t內(nèi)設(shè)備發(fā)生故障類型Ttyp。的概率PDCCU^Ttyp。，Ufw)與設(shè)備使用頻率 Ffreq(t)之間的關(guān)系式為： 陽01 8] Poccur燈郵6, Ffreq) (t) = Ffreq (t) *Crel燈type, Ffreq (t))
[0019] 其中，Crela\ype，F(xiàn)freq(t))為故障類型Ttype與使用頻率的關(guān)聯(lián)度。
[0020] 所述步驟2)中時間段t內(nèi)設(shè)備使用頻率Fffpq(t)與告警類型級別之間的關(guān)聯(lián)度計 算公式為：
[0021]
[00巧其中，L_Atypp_N指原有告警級別，F(xiàn)hpq(t)為設(shè)備使用頻率。
[0023] 所述步驟1)中設(shè)備投入運行后與運維服務(wù)中屯、主動連接，上送自身相關(guān)信息。
[0024] 設(shè)備通過GI^S定位經(jīng)締度信息，并與GIS系統(tǒng)的融合，實現(xiàn)設(shè)備信息在現(xiàn)實地理 場景的展示及快速精確定位。 陽0巧]所述步驟3)中的預(yù)設(shè)值為80%。
[00%] 設(shè)備自身相關(guān)信息是通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送至云運維中屯、。
[0027] 本發(fā)明的隨機性電源接入設(shè)備的故障預(yù)警方法根據(jù)設(shè)備狀態(tài)信息、告警信息及維 修記錄信息，計算設(shè)備預(yù)期壽命和故障發(fā)生概率，當(dāng)設(shè)備預(yù)期壽命較低或故障發(fā)生概率達 到一定值時，發(fā)出預(yù)警信號，進而運維檢修人員做出相應(yīng)措施。本發(fā)明的方法實現(xiàn)了多維度 預(yù)警評估，提前及時推送設(shè)備可能要發(fā)生的故障類型及故障概率，在故障發(fā)生概率前進行 維護，提升了隨機性電源正常運行時間，進一步推進隨機性電源的建設(shè)。
[0028] 本發(fā)明的方法將GI^S定位與GIS系統(tǒng)融合，實現(xiàn)了設(shè)備地理空間的精確快速定位， 由于接入設(shè)備編碼唯一，能夠自動連接及身份識別，滿足了隨機性電源接入設(shè)備運行維護 的即插即用。
【附圖說明】：
[0029] 圖1本實施例中所設(shè)及的隨機性電源示意圖；
[0030] 圖2本實施例中隨機性電源接入運行維護的即插即用原理示意圖；
[0031]圖3本實施例中多維度隨機性電源接入設(shè)備預(yù)警評估模型示意圖；
[0032] 圖4本實施例中電子化的隨機性電源接入設(shè)備運維檢修原理圖；
[0033]圖5本實施例預(yù)警方法的流程圖；
[0034] 圖6本實施例中設(shè)備信息二維碼樣例圖。
【具體實施方式】：
[0035] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細說明。
[0036] 本實施例的隨機性電源接入設(shè)備的故障預(yù)警方法的具體步驟包括如下：
[0037] 1)實時獲取設(shè)備信息、設(shè)備告警信息及設(shè)備維修記錄信息；
[00測。根據(jù)設(shè)備信息、設(shè)備告警信息及設(shè)備維修記錄信息，計算設(shè)備預(yù)期使用壽命及 告警類型與故障類型之間的關(guān)聯(lián)度、設(shè)備使用頻率與故障類型之間的關(guān)聯(lián)度、設(shè)備使用頻 率與告警類型級別之間的關(guān)聯(lián)度，確定各告警類型所對應(yīng)的故障類型，并根據(jù)告警類型上 送頻率及其與對應(yīng)故障類型的正比關(guān)系，計算對應(yīng)類型的故障發(fā)生概率；確定設(shè)備使用頻 率過高所引起的故障類型，并根據(jù)設(shè)備使用頻率及其與對應(yīng)故障類型的正比關(guān)系，計算對 應(yīng)類型的故障發(fā)生概率，即建立多維度預(yù)警模型；
[0039] 3)判斷設(shè)備預(yù)期壽命是否小于等于零，若是，則發(fā)出盡快更換設(shè)備的預(yù)警信號，否 貝1J，判斷故障發(fā)生概率是否大于預(yù)設(shè)值，若是，則進行預(yù)警并將設(shè)備地理位置信息及預(yù)發(fā)生 故障的類型推送至運維人員。
[0040] 下面對上述不步驟進行詳細闡述：
[0041] 對于步驟1)隨機性電源接入設(shè)備投入運行后，主動連接運維中屯、，進行身份識 另IJ，報告位置信息及設(shè)備運行工況，滿足運行維護的即插即用需求；運行維護的即插即用 是指設(shè)備投入運行后，用戶無需手動配置的情況下運維管理系統(tǒng)能夠自動識別新接入的設(shè) 備，并對設(shè)備加W管理；本方案通過規(guī)定接入設(shè)備編碼唯一（類似于手機號碼），投入運行 后與運維服務(wù)中屯、的主動連接，進行身份自動識別，報告位置信息及設(shè)備運行工況，類似于 手機插上手機卡就可W使用。
[0042] 步驟2)中的多維度預(yù)警模型有四個維度，包括設(shè)備壽命、設(shè)備故障（故障類型、維 修次數(shù)及維修人員）、設(shè)備告警（告警類型及次數(shù)）、使用頻率（或正常運行時間），其中，設(shè) 備壽命是基準，其它=個維度進行融合分析得出設(shè)備近期可能發(fā)生某種或某幾種故障的概 率，并通過與設(shè)備壽命進行加權(quán)得出設(shè)備健康評估報告，具體包括四個個方面：設(shè)備預(yù)期壽 命、告警類型與故障類型之間的關(guān)聯(lián)度、使用頻率與故障類型之間的關(guān)聯(lián)度和設(shè)備使用頻 率與告警類型級別之間的關(guān)聯(lián)度。下面對設(shè)備預(yù)期壽命、告警類型與故障類型之間的關(guān)聯(lián) 度、使用頻率與故障類型之間的關(guān)聯(lián)度和設(shè)備使用頻率與告警類型級別之間的關(guān)聯(lián)度的具 體計算方式進行介紹：
[0043] ①設(shè)備預(yù)期壽命
[0044] 該模型健康評估W設(shè)備預(yù)期壽命（簡稱為：Lpyp)為基準參考，其與設(shè)備使用年限 (簡稱：L。,。)、設(shè)備的使用頻率（按照不同的時間尺度計算，t為時間尺度，簡稱為：Fff。。(t)) 及故障維修情況（按照不同的時間尺度計算，維修頻率簡稱為：Ffw(t))有直接的關(guān)聯(lián)，設(shè) 備設(shè)計壽命簡稱為：LdMi，設(shè)備預(yù)期壽命公式為：
[0045]
(1)
[0046] ②告警類型與故障類型之間的關(guān)聯(lián)度分析