【正文】 1 中國南方 電網(wǎng) 有限責任 公司科技項目 申請書及 可行性研究報告 項目名稱： 基于大數(shù)據(jù)與云計算的配電網(wǎng)設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷關(guān)鍵技術(shù)研究 申請單位： 起止時間： —— 項目負責人： 聯(lián)系電話： 申請日期： 2 填 寫 說 明 一、請嚴格按照要求填寫各項。 二、 專業(yè)類別根據(jù)項目所屬專業(yè)種類中選擇。 三 、 項目摘要應簡要說明項目研究內(nèi)容和預期成果，字數(shù)要求 500字以內(nèi)。 四 、項目申請單位指提出項目建議與申請的單位或部門，如總部各部門、 直屬機構(gòu)、 各分子公司 及其 所屬 基層單位等 。 五 、 項目 分工 應主要 描述項目 申請單位與協(xié)作單位的 任務劃分，項目計劃進度安排應按時間段列出研究推進計劃，并明確各階段交付物及 標志性里程。 六 、 科技經(jīng)費預算支出科目具體解釋見附件 2。 七、 科技成果的成熟度水平評判標準見附件 3。 3 項 目 簡 表 項目名稱 基于大數(shù)據(jù)與云計算的配電網(wǎng)設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷關(guān)鍵技術(shù)研究 項 目 負 責 人 姓名 工作單位 性別 年齡 項 目 分 類 [ ]基礎(chǔ)性研究 [ ]前瞻性研究 [√ ]應用性研究 [ ]發(fā)電技術(shù) [ ]輸電技術(shù) [ ]變電技術(shù) [√ ]配電網(wǎng) 技術(shù) [ ]用電技術(shù) [ ]電網(wǎng)運行技術(shù) [ ]信息技術(shù) [ ]通信技術(shù) [ ]物資管理技術(shù) [ ]電網(wǎng)建設 [ ]繼保自動化 [ ]其它 項目起止時間 20xx年 3月 —— 2017年 3月 申請經(jīng)費總額 600 是否 重點 項目 是 對 配電網(wǎng) 設備進行在線監(jiān)測和實施狀態(tài)檢修，可以提高供電可靠性，大幅度降低定期檢修所耗費的巨大人力、物力成本。近年來， 電網(wǎng)公司 針對 配電網(wǎng) 設備在線監(jiān)測問題已建成了 配電網(wǎng) 設備運維基層平臺，運行單位逐步結(jié)合巡檢開展了狀態(tài)監(jiān)測，對實施 配電網(wǎng) 設備在線監(jiān)測和健康狀態(tài) 評估起到了積極作用。但仍然缺乏一個能夠?qū)崟r智能通訊的平臺對 配電網(wǎng) 設備進行數(shù)據(jù)收集、實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，對 配電網(wǎng) 運行狀態(tài)評估模型、風險評估模型以及經(jīng)濟評估模型體系的研究也較少。并未真正實現(xiàn) 配電網(wǎng) 設備的在線監(jiān)測與優(yōu)化管理。因此，本項目擬應用云計算技術(shù)，以 配電網(wǎng) 設備振 蕩波局放檢測、超聲波與地電波檢測、紅外測溫檢測為基礎(chǔ)，研究開發(fā) 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷“云計算”平臺 ，最終實現(xiàn)對 配電網(wǎng) 設備的數(shù)據(jù)收集、實時監(jiān)測、大數(shù)據(jù)分析、狀態(tài)評估、故障診斷和一終端可移動檢測等功能，為 配電網(wǎng) 設備的在線監(jiān)測與優(yōu)化管理提供技術(shù)支持。 項目的實施，對提高 電網(wǎng)公司 配電網(wǎng) 設備的供電可靠性和管理水平、保證電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，具有重要的理論和實際意義。研究成果可推廣應用于電網(wǎng) 公司 各地、市電網(wǎng)。 預期成果成熟度水平 8 級（ 19 級） 項目負責人 意見 ： （簽字） 年 月 日 申請單位意見 ： （公章） 年 月 日 4 總部部門、直屬機構(gòu)、 分子公司意見： （公章） 年 月 日 項目分工與計劃進度安排 項目相關(guān)單位及具體分工 單 位 具 體 分 工 項目申請單位 協(xié)作單位 1 協(xié)作單位 2 協(xié)作單位 3 計劃進度安排 任務名稱 開始時間 完成時間 主要內(nèi)容及交付項 配電網(wǎng) 檢測裝置通訊方式研究 對局內(nèi)目前使用的主要廠家的檢測裝置進行調(diào)研，制訂 配電網(wǎng) 設備綜合檢測終端與檢測裝置間 的數(shù)據(jù)通訊接口，接口方式擬采用 WIFI或 USB 接口方式；針對多種檢測方式，可考慮增加檢測裝置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口。對 配電網(wǎng) 檢測裝置通訊方式進行深入研究，最終提交 配電網(wǎng) 檢測裝置通訊設計報告。 配電網(wǎng) 檢測裝置數(shù)據(jù)分析算法研究 對相對成熟穩(wěn)定的數(shù)據(jù)分析算法進行深入研究，并集成于智能檢測終端應用中 。 5 配電網(wǎng) 綜合智能檢測終端應用研發(fā) 對檢測終端應用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、界面 UI、功能架構(gòu)進行設計， 配電網(wǎng) 綜合智能檢測終端將基于Windows 平臺進行研發(fā)，擬研發(fā)基本功能包括檢測 類型管理、檢測基本參數(shù)管理、數(shù)據(jù)管理、診斷分析、規(guī)范標準查詢 。 帶電檢測與停電試驗數(shù)據(jù)接入的研究 對平臺和檢測設備之間的通訊方式、數(shù)據(jù)傳輸速度的優(yōu)化等課題將要做專門研究。滿足檢測大數(shù)據(jù)量通信速率；自動化的處理信道沖突：實現(xiàn)通信系統(tǒng)封閉性，保證數(shù)據(jù)安全。 數(shù)據(jù)模式識別的研究 選用支持向量機分類模型識別超聲波局部放電，在前期采集的數(shù)據(jù)中選取合適的訓練集和測試集，采用不同的核函數(shù)及參數(shù)結(jié)合訓練集對支持向量機建模，并對已建好的模型利用測試集進行測試，比 較各核函數(shù)的優(yōu)劣，選擇最佳的核函數(shù)：基于控薪函援術(shù)實現(xiàn)紅外測溫圖形智能識別應用。 基于統(tǒng)計分析算法的規(guī)范標準值研究 借助于正態(tài)分布、對數(shù)正態(tài)分布、威布爾分布及指數(shù)分布等統(tǒng)計分布曲線，擬合已有歷史數(shù)據(jù)，并評估出設備的局放狀態(tài)分界點和相關(guān)閥值等標準參數(shù)。 開關(guān)柜局放放電超聲波檢測技術(shù)應用 利用語音處理技術(shù)對音頻信號進行處理，提取表征局部放電的語音特征參數(shù)，選取最佳的特征參數(shù)組合，作為局部放電音頻信號的特征向量，提高局部放電檢測效率。 基于支持向量機和 數(shù)據(jù)庫的局放識別算法應用 利用已有的數(shù)據(jù)，提取特征參數(shù)組成特征向量，建立合適的支持向量機分類模型，新晉檢測數(shù)據(jù)加入到數(shù)據(jù)庫中反哺支持向量機分類模型。在此基礎(chǔ)上的局放識別系統(tǒng)，可以及時反映開關(guān)柜的局放情況并予以專家評估，便于電力試驗工作人員綜合分析開關(guān)柜的絕緣狀況。 基于大數(shù)據(jù)與云計算的配電網(wǎng)設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷關(guān)鍵技術(shù)研究 通過無線網(wǎng)絡實現(xiàn)帶電檢測數(shù)據(jù)，試驗數(shù)據(jù)的采集、管理，建立診斷知識庫、應用各類診斷算法，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析應用，提供數(shù)據(jù)交互與共享功能，實現(xiàn)經(jīng)驗共享。平臺包括數(shù)據(jù)中心模塊、帶電檢測模塊、綜合診斷模塊、知識庫管理模塊、統(tǒng)計分析模塊等功能。 編制結(jié)題報告 編制結(jié)題報告，準備結(jié)題 材料 。 編寫要求： 1. 列出分 時間段 計劃研究內(nèi)容； 2. 分 時間段 提供成果的內(nèi)容和形式， 要求 具有可檢查性。 6 項目組成人員情況 序號 姓 名 年齡 職稱、職務 工 作 單 位 任 務 分 工 張 鐿議 30 博士 廣西大學 系統(tǒng)總體設計 韋 化 60 副校長 廣西大學 理論分析 祝 云 40 博士 廣西大學 系統(tǒng)分析 李 濱 38 副教授 廣西大學 建模及算法 李佩杰 32 副教授 廣西大學 算法分析 陳碧云 38 副教授 廣西大學 算法分析 陽育德 42 副教授 廣西大學 建模及算法 張 弛 41 工程師 廣西大學 數(shù)據(jù)接口 白曉清 45 副教授 廣西大學 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 黎靜華 32 教授 廣西大學 算法分析 李如琦 55 教授 廣西大學 算法分析 7 一、 目的和意義 長期以來，電力企業(yè)一直沿用 低效的“到期必修”的預防性試驗（ 即定期檢修制度 ） 對 配電網(wǎng) 網(wǎng)設備進行檢修，造成 了 應修隱患設備漏檢修，影響 了 其技術(shù)性能和使用壽命，嚴重的 情況下 會造成故障或事故，影響供電可靠性；更多的設備不該 檢修時 安排停電檢修，從而造成 了 人力、物力和財力的浪費。近年來，隨著 配電網(wǎng) 網(wǎng)規(guī)模的快速發(fā)展以及 配電網(wǎng) 設備質(zhì)量要求的迅速提升， 配電網(wǎng) 設備的定期檢修制度已不適應電網(wǎng)及設備的管理要求。針對不同設備的具體情況，充分利用 配電網(wǎng) 設備 在線監(jiān)測系統(tǒng)、巡檢、各種試驗、檢修輔助決策系統(tǒng)等 手段 ，開展科學的 配電網(wǎng) 網(wǎng)監(jiān)測 和 故障 診斷 勢在必行。 針對 配電網(wǎng) 設備狀態(tài) 監(jiān)測 和 故障 診斷問題， 近年來， 電網(wǎng)公司 已建成了 配電網(wǎng) 設備運維基層平臺，運行單位逐步結(jié)合巡檢開展了狀態(tài)監(jiān)測，分別覆蓋設備管理從建設、運維、檢修、監(jiān)測與監(jiān)控等各個環(huán)節(jié)的業(yè)務。雖然信息化建設開發(fā)的運維基層平臺對 配電網(wǎng) 設備 監(jiān)測 和故障 診斷 起到了積極作用，但也暴露出以下方面問題： （ 1） 缺乏專門針對 配電網(wǎng) 設備健康狀態(tài)移動檢測與診斷技術(shù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)平臺，設備健康狀態(tài)的總體診斷與評價不夠 。 目前， 運行單位逐步結(jié)合巡視開展了狀態(tài)監(jiān)測， 從 設備管理 、建設、運維、檢修、監(jiān)測與監(jiān)控等各個環(huán)節(jié) ，已 收集了大量的 配電網(wǎng) 設備 相關(guān) 數(shù)據(jù)。 但針對 配電網(wǎng) 設備健康狀態(tài)監(jiān)測的數(shù)據(jù)研究的專業(yè)化不強，缺乏 大 數(shù)據(jù)整合分析、健康診斷、狀態(tài)評價的平臺，數(shù)據(jù)分類還很薄弱，缺乏從狀態(tài)評價需要的高度進行專項開發(fā)，特別是對不同類 8 別，不同單位設備共性、普遍性的東西考慮較少，缺乏整體研究和描述，更沒有專家診斷方法的研究與應用。 而且 ， 缺乏 一個能夠?qū)崟r 智能 通訊 的“ 云 計算 平臺 ” 對 配電網(wǎng) 設備 進行數(shù)據(jù) 收集、實時 監(jiān)測 、 大數(shù)據(jù) 分析、 狀態(tài) 評估、 故障 診斷 和一終端 可移動 檢測 （一個可移動終端 可以實施多個設備的操作） 。 （ 2） 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)數(shù)據(jù)信息模型有待建設 目前還沒有建立基于 配電網(wǎng) 設備狀態(tài) 的數(shù)據(jù)信息模型， 仍 需要建立 配電網(wǎng) 運行狀態(tài)評估模型、風險評估模型以及經(jīng)濟評估模型，提出配電網(wǎng) 設備狀態(tài)、風險、經(jīng)濟等多維度的科學評價方法。 難以 通過計算機系統(tǒng)實現(xiàn)各類設備數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、狀態(tài)評估 、 故障預測 等高級應用功能。 因此， 有 必要開發(fā) 一套 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷“云計算”平臺， 并在 電網(wǎng)公司 進行應用， 以 提高 電網(wǎng)公司 配電網(wǎng) 設備 的 管理水平 以及 經(jīng) 濟效益。 基于大數(shù)據(jù)與云計算的配電網(wǎng)設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷關(guān)鍵技術(shù)研究 研究， 主要 分為兩個課題。 課題一，建立“ 云計算 平臺”研發(fā)智能終端應 用，實現(xiàn)一個移動終端對多種檢測裝置進行數(shù)據(jù)采集，進行數(shù)據(jù)控制；課題二，搭建 配電網(wǎng) 設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷“云計算”平臺 研究（以下簡稱平臺）。平臺系統(tǒng)基于 4G 網(wǎng)絡傳輸技術(shù)，具備檢測與試驗數(shù)據(jù)采集，儲存，分析，診斷，管理等功能。項目 以 配電網(wǎng)設備振動波局放檢測、超聲波與地電波檢測、紅外測溫檢測為基礎(chǔ)，構(gòu)建“ 云 計算 平臺 ”最終實現(xiàn)對 配電網(wǎng) 設備 進行數(shù)據(jù) 收集、實時 監(jiān)測 、大數(shù)據(jù) 分析、 狀態(tài) 評估、 故障 診斷 和一終端 可移動 檢測 等功能。 項目成果 可以實現(xiàn) 配電網(wǎng) 設備數(shù)據(jù)收集、 數(shù)據(jù)儲存，在線監(jiān)測，故障診斷，設備集成管理等功能， 為 配電網(wǎng) 設備的 狀態(tài)檢修工作提供技術(shù)支持 ， 9 從而提升 電力企業(yè)的經(jīng)濟 效益 。 電網(wǎng)公司 已建成了 配電網(wǎng) 設備運維基層平臺，并已開展了 配電網(wǎng) 設備 的 狀態(tài)監(jiān)測， 具有了 一定的成果應用條件 。 因此 ，該項目的 成果將首先應用于 當?shù)?供電局 ，進而推廣至電網(wǎng)公司的各個市縣 局 ， 最后 在南方電網(wǎng)公司內(nèi)進行全面推廣 。 直接 經(jīng)濟效益： 美國電科院 研究表明，實施 配電網(wǎng) 設備的狀態(tài) 監(jiān)測、 在線 故障 診斷 、 狀態(tài)檢修后， 與 傳統(tǒng)的定期 、 巡視 檢修 相比 ，可以提高 配電網(wǎng) 設備 管理的經(jīng)濟效益 2030%。 保守 估計 配電網(wǎng) 設備在 運行壽命 內(nèi)用于 設備 檢修的費用約為 配電網(wǎng) 設備購置費用的 2 倍 。那么 電網(wǎng)公司 實施 配電網(wǎng) 設備 狀態(tài) 檢測和狀態(tài)檢修后，可以得到 保守 估計 的直接經(jīng)濟效益總量 為 ： 電網(wǎng)公司 配電網(wǎng) 設備的購置費 ?2?20%。 間接 經(jīng)濟效益： （ 1）停電預