[发明专利]一种基于大数据技术的水电设备监测和故障诊断系统

说明书

技术领域

本发明涉及设备监测和故障诊断应用技术，尤其涉及一种基于大数据技术的水电设备监测和故障诊断系统，适用于对集团级、大集中模式下的水电设备进行监测和故障诊断。

背景技术

近几年，在水电站和抽水蓄能电站领域，其设备监测及故障诊断还没有形成一套成熟体系，设备的监测和故障诊断还停留在设备厂家单套系统的定值报警分析模式。现有的水电站设备系统都是高度集成的成套系统，单个设备、单一数据维度的监测诊断分析，已经不能满足日常生产运行的需要。因此，建立一套基于大数据技术的水电设备监测及故障诊断系统已成为必然趋势。

尤其是当前随着物联网、云计算等新一代信息通信技术的发展，水电站的自动化和信息化水平日益提高，海量的生产实时和状态监测数据得以采集、存储。除此之外，生产管理中的机组等主设备试验、检修报告、安全监测的视频数据等非结构化数据等大量产生，为电力设备的故障诊断提供原始资料。如何最大限度地挖掘数据效益，改变以前信息系统建设侧重系统功能而忽视数据效益的状况，大数据技术应运而生，为电力设备的状态监测和故障诊断提供了有效手段。

近年来为了满足调峰调频和多种能源协调的需要，抽水蓄能和常规水电机组规模迅速发展，电站主设备的数量急剧增加，定期检修工作量剧增，检修人员紧缺问题日益突出。同时随着新投产的设备制造质量的大幅提升，集成式、少维护设备得到大量采用，早期定制的设备定期检修、定期试验已不能适应新设备检修的要求。因此对水电站而言，增加一套在线监测和故障诊断系统辅助设备进行状态检修已变得非常迫切和必要。

目前有些水电站为了提高设备安全运行，安装了一些设备状态监测系统，在同一电站里各个设备状态监测系统各自为政，孤立运行，孤立诊断，资源不能共享，没有实现设备信息的综合利用，不能实现完整的设备状态诊断和辅助决策；同时各厂家在线监测系统采集的信息内容不同，使用的技术手段不同，遵循的技术标准也不尽相同，缺乏一个统一的信息采集规范。因此各自为政的在线监测系统对集中管理水电站在线监测和故障诊断极为不利。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于大数据技术的水电设备监测和故障诊断系统，为以水电站和抽水蓄能电站等发电企业的状态检修、生产运行、实时管控、生产管理、智能决策提供坚强支撑；以提高设备诊断效率和水平，并为设备状态检修提供基础，降低检修成本，提高供电的可靠性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于大数据技术的水电设备监测和故障诊断系统，该系统包括可视化展现模块、告警管理模块、查询与统计模块以及故障诊断模块；其中：

可视化展现模块，通过状态接入控制器，对水电设备进行状态监测，并通过数据上传服务对设备监测的结果数据进行上传并存储到Hbase数据库中，然后以web应用的方式，提供查询与统计Hbase数据库存储的设备台帐相关信息，展现设备监测信息和设备相关统计信息；

告警管理模块，通过配置设备监测点的上限值、下限值、上上限、下下限以及多个监测点的组合告警条件，产生告警记录，并发出提醒信息；

查询与统计模块，用于提供设备监测数据的历史查询、设备相关台帐的综合信息查询、设备监测告警记录的统计、设备运行工况信息的统计功能；以及，

故障诊断模块，采用聚类分类模型、预测模型，进行设备故障诊断及预警。预测模型选择贝叶斯网络故障诊断模型。

其中，所述可视化展现模块具体包括大坝安全监测子模块、水利测量监测子模块、水轮机组监测子模块、变压器监测子模块、断路器监测子模块、容性设备监测子模块、避雷器监测子模块以及微气象环境监测子模块。

所述通过数据上传服务对设备监测的结果数据进行上传，具体包括：利用状态接入控制器的监测层与接入层之间的I1接口，面向被监测装置即子站，采用DL/T80接口协议将子站的被监测信息采集上来，并通过所述状态接入控制器的位于接入层到主站层之间的I2接口定时上传到主站的CAG接入网关；利用CAG接入网关向数据上传服务器发送XML文件，经数据上传服务模块将设备监测数据上传到Hbase数据库中。

所述设备的监测结果数据，主要包括生产管理系统中的设备台帐信息、缺陷信息、试验信息、运行信息、检修信息、生产厂家信息。

所述告警管理模块包括事件告警配置、短信告警配置、短信告警查询、事件告警查询子模块。

所述故障诊断模块，包括包含模型设置、模型训练、模型验证、故障诊断、故障预警子模块。