Massive Power Device Condition Monitoring Data Feature Extraction and Clustering Analysis using MapReduce and Graph Model

Effective storage,processing and analyzing of power device condition monitoring data faces enormous challenges.A framework is proposed that can support both MapReduce and Graph for massive monitoring data analysis at the same time based on Aliyun DTplus platform.First,power device condition monitoring data storage based on MaxCompute table and parallel permutation entropy feature extraction based on MaxCompute MapReduce are designed and implemented on DTplus platform.Then,Graph based k-means algorithm is implemented and used for massive condition monitoring data clustering analysis.Finally,performance tests are performed to compare the execution time between serial program and parallel program.Performance is analyzed from CPU cores consumption,memory utilization and parallel granularity.Experimental results show that the designed framework and parallel algorithms can efficiently process massive power device condition monitoring data.

STUDY ON REALISTIC TECHNOLOGY OF CONDITION MONITORING AND FAULT DIAGNOSTIC SYSTEM FOR SHIPPING POWER DEVICES

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云调控与变电站设备监测技术融合应用研究

针对变电站设备仿真以及监测系统,结合云技术,展开了云调控与变电站设备监测技术融合应用研究,为智能变电站提供了能量管理和设备管理,实现了对系统有功、无功功率的实时监测,同时也能满足北京电力公司职业技能培训的要求。

基于高频开关振荡的变流器非接触式状态监测技术研究

绝缘栅双极型晶体管(Insulated gate bipolar transistor,IGBT)是中大功率电力电子变流器的核心器件。为提高IGBT状态监测的安全性与经济性,研究了一种基于高频开关振荡的三相两电平变流器非接触式状态监测技术。采用专用传感器首先通过非接触方式在线测量变流器PWM开关电压自激产生的高频振荡电流,然后利用三相高频振荡与基波电流的极性关系在无门极信号的条件下实现了变流器中所有IGBT开关事件定位,最后根据振荡信号中开关暂态拐点特征检测出IGBT关断时间。基于以上技术原理,采用嵌入式平台研发了一套变流器IGBT非接触式状态监测装置并在380 V/3 kW变频电机对拖平台上开展了技术验证工作。试验结果表明,该装置能对变频器逆变器中6个IGBT的开关特性及其健康状态实施在线监测,具有安全、准确以及经济等优点。

智能变电站二次设备状态监测研究综述

信息共享和设备之间的可互操作性作为智能变电站的主要特点,可提供丰富的二次设备运行及状态信息,给二次设备的状态监测和状态检修带来了极大的便利。但目前针对二次设备的状态监测的研究如交换机信息建模还存在着不足。在此背景下,首先探讨了智能变电站二次设备状态监测的概念和监测对象,其次分析了信息建模和监测数据分析处理方面的关键技术和方法,并针对交换机和网络拓扑给出了一种建模方案。随后总结了几种利用状态监测数据进行二次设备故障诊断的方法,并分析了各种方法的优点、不足以及适用场合。最后,结合目前国内二次设备状态监测的研究和实际应用现状,展望了未来的研究方向和应用前景。

北斗短报文电网状态监测及应急通信系统

我国现有输电线路状态监测系统的信息传输方式在灾后应急状况下的应用效果并不理想,该文依据国家电网公司的相关标准,利用北斗卫星导航系统的短报文通信功能设计了一种输电线路状态监测系统及一套相应的应急通信方法,该系统不仅能够满足正常情况下监测数据的可靠接入和上传,而且通过一套异常触发和信息分级传输,能够保障灾难、事故等恶劣情况下的电网监控关键信息的有效可靠传输,最后用OMNe T++软件仿真实现了上述系统及方法,验证了其正确性和可行性。

功率变流器的可靠性研究现状及展望

可再生能源并网发电技术的迅速发展,对功率变流装置的可靠性提出了更高要求。工业界的调查表明,可再生能源发电系统的故障很大一部分原因可归咎于变流装置的故障,而功率器件的失效是主要诱因。研究功率器件可靠性是提高变流器可靠性的基础,对延长设备的使用寿命具有重要意义。围绕功率变流器的可靠性问题,从变流器的工作特点出发分析了导致其可靠性不高的主要原因。首先阐述了功率器件在工作中的主要失效机理;为防止损坏设备的故障发生,需要实时监测变流器的健康状态及评估装置的可靠性,文章总结了功率器件的状态监测方法及寿命预测技术;为提高变流器的运行可靠性,提出了变流器状态控制的概念,对各种状态控制方法进行了分类介绍,并分析总结了现有状态监测方法、寿命预测模型及状态控制方法的优缺点,最后根据这些优缺点对功率变流器可靠性研究进行了展望。

智能开关控制装置关键技术研究

分析了智能变电站智能开关目前主要存在的问题,提出智能开关控制装置研究的必要性,并指出开关控制装置的灵活配置和过程层实时通信性能的提高是智能开关研究需要解决的问题,开关就地保护和开关状态监测是开关智能化的两个主要特征。基于高速串行总线,构建了智能开关控制装置硬件平台,实现了装置的灵活配置;同时提出改进过程层总线通信实时性的方法。在此基础上提出的智能开关就地保护和状态检测功能的实现方案,为智能开关控制装置的研制提供了基础。

IEC 61850新动向和新应用

对IEC 61850技术的最新进展和应用进行了分析,包括IEC 61850标准的架构、IEC 61850Ed 2.0的技术特点,并按照不同的应用领域,对发电、输变电、配用电、调度、信息安全等领域应用IEC 61850所涉及的标准和技术报告进行了介绍。对已经完成的报告进行了分析,包括IEC61850-90-1,IEC 61850-90-2,IEC 61850-90-3,IEC 61850-90-4,IEC 61850-90-5和IEC 61850-90-7,给出了每份技术报告的应用领域和技术特点。同时概述了未完成的技术报告。有助于使用者全面了解IEC 61850的新动向并正确使用IEC 61850系列技术报告。

关口电能计量装置运行工况跟踪与分析系统

分析现有技术条件下,维护和管理关口电能计量装置所面临的问题。结合电能计量装置的误差,分析监测关口电能计量装置运行工况的基本原理。介绍"关口电能计量装置运行工况跟踪与分析系统"的总体结构、技术指标和功能特点。展望应用系统的意义和前景。

智能变电站间隔层设备在线式自我状态监测系统设计

为解决智能变电站二次设备状态检修的状态监测信息缺失问题,对在线式自我状态监测系统构架进行介绍,研究分析了智能变电站间隔层设备在线状态监测内容、在线状态监测的实现方法,并在线路间隔的智能化保护测控系统中实现和验证了自我状态监测功能。测试结果表明间隔层设备在线状态监测内容全面,实现方案合理可行,可为智能变电站间隔层设备在线监测的统一实现提供参考。

FMS状态监控与故障诊断述评

在综合大量文献基础上，分析了ＦＭＳ状态监控与故障诊断的必要性、难点及需求，对国内外发展现状、成果及研究特点进行了述评和归纳，同时指出了存在的主要问题。提出了今后的发展趋势，即通用型模块化、集成化、智能化的具备自学习训练与自适应调整功能的多传感器、多参数、多模型综合决策系统的发展方向，以及研究建议。

基于黑白CCD传感器的近红外热像在线监测方法

设计了以黑白电荷耦合器件(CCD)传感器为核心器件的在线监测系统,该系统可通过探测 近红外辐射从而对变电站中一些电力设备进行监测;构建了测温模型,并分析了影响测温的一些因 素,计算了温度场分布;最后对发热设备进行了监测实验,采集了热图像并用小波算法进行了去噪 处理;实验结果表明了用该方法能探测到的最低温度为152℃。

机电式控制电路电器试验技术研究

研究了机电式控制电路电器试验技术,包括正常和非正常条件下接通分断能力、电气耐久性试验等。根据试验条件不同,将考核触头接通能力和分断能力的试验分为恒载、变载和无载3种试验模式。以接触器辅助触头为研究对象,设计了基于计算机控制的试验装置,实现了交直流通用和各试验模式兼容,自动控制试验进程并实时监测和显示试验电压电流,提高了触头接通分断状态判断的精度和接触器辅助触头试验的自动化水平。

基于支持向量机的电动机构故障预测研究

为了保证某型导弹发射台的战备完好性,需要对其进行故障预测和健康评估。为此采集了发射台电动机构的振动信号,用小波分析方法提取了特征向量,在研究支持向量机模式识别和回归估计基本原理的基础上,设计了电动机构的最小二乘支持向量机预测模型和故障映射模型,实现了对电动机构状态趋势的预测和故障预报。采用电动机构的历史数据对模型进行了验证,结果表明,基于支持向量机的预测模型和故障映射模型可以有效地对电动机构进行故障预测。

工作面“三机”状态监测装置改进设计

针对现有工作面"三机"状态监测装置体积庞大、安装困难、维护不便、无法在线升级程序等问题,开发了基于C8051F040单片机的本质安全型"三机"状态监测分站,采用IAP技术实现了"三机"状态监测装置的在线自动升级。改进后的分站体积仅为原有分站的1/10,可与原有监测总站连接,实现对工作面"三机"状态的在线监测和故障诊断。样机测试结果表明,改进后的工作面"三机"状态监测装置运行可靠,监测准确,可实现在线升级功能。

故障诊断在现场总线设备管理系统中的应用

介绍了现代工业生产设备的发展状况,分析了设备的故障诊断和状态监测在工业生产中的重要性,在此基础上发现状态监测和故障诊断与现场设备管理系统没有紧密的结合,使其应有的作用没有得到充分发挥。针对这种情况,研究分析了故障诊断的软件结构和状态监测的硬件结构,搭建了集成故障诊断的现场总线设备管理系统的软件平台,采用模块化的设计完成了设备管理系统的软件架构和在线监测诊断软件架构,进而开发出了集成状态监测和故障诊断的现场总线设备管理系统,目前该系统已经在辽宁某污水厂实际应用,实现了对现场设备的状态监测和故障诊断,为设备开展预测性维修提供了有效的管理平台,为企业的设备管理与维护节约了生产成本。

基于网络的远动状态监测系统研究与应用

变电站远动机是变电站自动化系统与调度自动化系统信息和数据交互的枢纽装置,远动机运行状态是否正常,直接影响到调度自动化系统各个应用功能的分析结果,影响调度员对变电站运行状况判断。通过研究基于网络的远动状态监测系统,并在变电站自动化系统中实践应用,保障变电站安全生产。

信息融合技术在电力系统中的应用研究(二)——发展现状与应用前景

在前面信息融合技术基本介绍的基础上 ,重点讨论该技术在电力系统中的实际应用问题。文章首先对电力系统中的信息处理技术的现状做出分析 ,指出了目前信息处理技术存在的不足与缺陷。然后结合信息技术的新动向与我国电力系统的发展规划 ,阐述了该技术在电力系统中实际应用的可行性与必然性。文章的最后通过具体应用事例指出信息融合技术在电力系统控制领域的应用前景 。

电网状态监测装置自取能技术综述

在加快建设新型电力系统的背景下,电网中的分布式状态监测装置将大幅增加,供电单元的运维成本随之升高,未来的电网监测传感网络对于供电的稳定性、可靠性和经济性有更高的要求。与传输供电和蓄电池供电等方式相比,自取能供电技术具有可靠性较高、应用场景广和运维成本低等优点,是最有发展前景的供电方式之一。为此,首先对电网状态监测装置供电技术的现状和难点进行了分析;然后将自取能技术分为从系统内部取能和外部取能两个主要类别进行了综述,其中重点介绍了电流感应取能、电场感应取能和摩擦纳米发电机取能,这3种自取能方式结构多样、功率密度较高,具有较好的应用前景。其次,对自取能技术目前在供电可靠性、输出功率以及装置鲁棒性和使用寿命等方面面临的主要问题,以及相关技术进展和研究方向进行了总结和分析。最后,论述了组合自取能的重要意义和发展前景,并在此基础上对电网状态监测装置供电技术的发展趋势进行了展望。