一種電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，包括：將電網(wǎng)系統(tǒng)生產(chǎn)I區(qū)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)III區(qū)數(shù)據(jù)融合的運維基層平臺；通過運維基層平臺采集電力設(shè)備的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、運行環(huán)境信息的狀態(tài)監(jiān)控模塊；參照電力設(shè)備的狀態(tài)評價規(guī)范，對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行評價，獲得在線監(jiān)測數(shù)據(jù)表征的電力設(shè)備健康狀態(tài)的狀態(tài)評價模塊；參照電力設(shè)備的風(fēng)險評估規(guī)范，計算電力設(shè)備風(fēng)險指數(shù)的風(fēng)險評估模塊；根據(jù)電力設(shè)備的健康狀態(tài)和風(fēng)險指數(shù)，診斷電力設(shè)備的故障并生產(chǎn)故障診斷報告的故障診斷模塊；根據(jù)電力設(shè)備的健康狀態(tài)、風(fēng)險指數(shù)和故障診斷報告，生成電力設(shè)備的檢修決策信息的檢修策略模塊。本發(fā)明對電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行自動評價、評估及預(yù)測，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)自動化、智能化水平。
【專利說明】一種電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)系統(tǒng)在長期運行中，不可避免的會引起性能逐漸下降，可靠性降低，故障率增大，進(jìn)而危及系統(tǒng)的安全運行，因此必須對電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。
[0003]傳統(tǒng)的電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方法是經(jīng)常性的人工巡視與定期預(yù)防性檢修、試驗，這種經(jīng)常巡視與定期檢修的制度對于電力設(shè)備的安全運行起了一定的保證作用，但隨著電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展，對發(fā)電、輸電、供電和用電的可靠性要求越來越高，同時電網(wǎng)系統(tǒng)改制正在進(jìn)一步深入，使得發(fā)電、供電企業(yè)的檢修、運行人員越來越少，電網(wǎng)檢修的規(guī)模和成本越來越高。為此，電網(wǎng)系統(tǒng)從傳統(tǒng)檢修到狀態(tài)檢修的轉(zhuǎn)變勢在必行。
[0004]狀態(tài)檢修，即通過對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，然后按設(shè)備的健康狀態(tài)來安排檢修的一種策略。由于狀態(tài)維修方式是以設(shè)備當(dāng)前的實際工況為依據(jù)，通過狀態(tài)監(jiān)測，判斷設(shè)備的狀態(tài)，識別故障的早期征兆，對故障部位及其嚴(yán)重程度、故障發(fā)展趨勢等做出狀態(tài)評估，在設(shè)備性能下降到一定程度或故障將要發(fā)生之前主動實施維修。其針對性強，經(jīng)濟(jì)合理，智能化程度高，能夠降低系統(tǒng)的故障率和綜合維修費用，具有明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
[0005]但由于現(xiàn)有的狀態(tài)監(jiān)測在數(shù)據(jù)來源方面存在管理、技術(shù)等諸多方面因素限制，導(dǎo)致在數(shù)據(jù)融合方面沒有辦法拿到第一手的信息，往往與調(diào)度、繼電保護(hù)等生產(chǎn)I區(qū)數(shù)據(jù)交互都是通過自動化系統(tǒng)映射接口的準(zhǔn)實時性數(shù)據(jù)，在狀態(tài)監(jiān)測建設(shè)方面往往以生產(chǎn)III區(qū)數(shù)據(jù)為主，依據(jù)管理性導(dǎo)則對存在問題的設(shè)備進(jìn)行評價，無法通過系統(tǒng)的方式來檢測出需要進(jìn)行狀態(tài)評價的設(shè)備。
[0006]另外，由于狀態(tài)評估水平的局限性，以往的技術(shù)實現(xiàn)主要以數(shù)據(jù)集成為主線，展示設(shè)備信息，對于設(shè)備評價與評估工作主要以人工干預(yù)，進(jìn)行評價打分為主，由于評價與評估工作方面存在工作量大、人工投入成本高、效率低、耗時長等問題，在系統(tǒng)智能化評價方面有待完善與提聞。
[0007]本發(fā)明是在國家863計劃項目基金(2012AA050209)資助下，提出了一種電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了一種電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性、成本性、方案性等方面進(jìn)行自動評價、評估及預(yù)測，提高電網(wǎng)系統(tǒng)自動化、智能化水平。
[0009]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，包括:
[0011]運維基層平臺，用于將電網(wǎng)系統(tǒng)的生產(chǎn)I區(qū)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)III區(qū)數(shù)據(jù)融合；
[0012]狀態(tài)監(jiān)控模塊，用于通過所述運維基層平臺，采集電力設(shè)備的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行環(huán)境信息；
[0013]狀態(tài)評價模塊，用于參照電力設(shè)備的狀態(tài)評價規(guī)范，對所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行評價，獲得所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)表征的電力設(shè)備的健康狀態(tài)；
[0014]風(fēng)險評估模塊，用于參照電力設(shè)備的風(fēng)險評估規(guī)范，計算電力設(shè)備的風(fēng)險指數(shù)；
[0015]故障診斷模塊，用于根據(jù)電力設(shè)備的所述健康狀態(tài)和風(fēng)險指數(shù)，診斷電力設(shè)備的故障并生產(chǎn)故障診斷報告；
[0016]檢修策略模塊，用于根據(jù)電力設(shè)備的所述健康狀態(tài)、風(fēng)險指數(shù)和故障診斷報告，生成電力設(shè)備的檢修決策信息。
[0017]所述運維基層平臺通過企業(yè)SOA總線與電力設(shè)備相連，并通過IEC61970/CM模型關(guān)聯(lián)電子設(shè)備的臺賬信息。
[0018]所述狀態(tài)監(jiān)控模塊包括:
[0019]綜合監(jiān)測單元，用于采集并展現(xiàn)電力設(shè)備的綜合信息；
[0020]業(yè)務(wù)監(jiān)測單元，用于按照監(jiān)測業(yè)務(wù)采集并展現(xiàn)電力設(shè)備的業(yè)務(wù)信息；
[0021]重點設(shè)備監(jiān)測單元，用于采集預(yù)定電力設(shè)備的重點監(jiān)測信息。
[0022]所述狀態(tài)評價模塊包括:
[0023]狀態(tài)模型單元，用于調(diào)用電力設(shè)備的狀態(tài)評價規(guī)范，建立電力設(shè)備的狀態(tài)評估模型；
[0024]狀態(tài)評價單元，用于將所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及運行環(huán)境信息輸入狀態(tài)評估模型中，輸出電力設(shè)備的完好程度評估值；
[0025]狀態(tài)管理單元，用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則選擇所述狀態(tài)評價規(guī)范的版本，以及設(shè)置所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及運行環(huán)境信息的權(quán)重。
[0026]所述風(fēng)險評價模塊包括:
[0027]風(fēng)險模型單元，用于獲取風(fēng)險評估規(guī)范，建立風(fēng)險評估模型；
[0028]風(fēng)險評價單元，用于依據(jù)所述風(fēng)險評估模型，計算電力設(shè)備的風(fēng)險指數(shù)；
[0029]風(fēng)險管理單元，用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則設(shè)置電力設(shè)備運行參數(shù)。
[0030]所述風(fēng)險評估模型的風(fēng)險指數(shù)計算公式為:
[0031 ] R (t) =Rast (t) +ksys.Rsys (t).P (t)；
[0032]式中，R為風(fēng)險指數(shù),Rast為資產(chǎn)風(fēng)險指數(shù)，ksys為系統(tǒng)風(fēng)險權(quán)重系數(shù),Rsys為系統(tǒng)風(fēng)險指數(shù)，P為設(shè)備平均故障率，t為時刻。
[0033]所述故障診斷模塊包括:
[0034]故障模型單元，采用故障樹方法，建立針對電力設(shè)備的故障知識庫；
[0035]故障診斷單元，用于將所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及運行環(huán)境信息輸入故障知識庫中，獲得電力設(shè)備的故障診斷結(jié)果。
[0036]所述的電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，還包括:用于維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)基本信息的系統(tǒng)管理模塊。
[0037]本發(fā)明的優(yōu)點為:
[0038]第一，基于運維基層平臺的生產(chǎn)I區(qū)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)III區(qū)數(shù)據(jù)融合的數(shù)據(jù)庫設(shè)計，在數(shù)據(jù)源處將數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率；
[0039]第二，從生產(chǎn)I區(qū)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)III區(qū)數(shù)據(jù)融合角度綜合展示輸變電設(shè)備狀態(tài)信息，并從業(yè)務(wù)、重點監(jiān)視等維度，全面展示設(shè)備運行信息、狀態(tài)信息、告警信息；
[0040]第三，從數(shù)據(jù)管理角度，提供多種數(shù)據(jù)的綜合管理與查詢，包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、綜合分析數(shù)據(jù)；
[0041]第四，基于可配置模式，調(diào)用符合規(guī)范的模型對電力設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)評價、風(fēng)險評估和故障診斷，實現(xiàn)對電網(wǎng)系統(tǒng)的全面的評估，并將評估自動化，提高了評價、評估工作效率；
[0042]第五，基于設(shè)備狀態(tài)、風(fēng)險以及設(shè)備的巡視、缺陷、試驗、在線監(jiān)測等數(shù)據(jù)，使用故障樹方法構(gòu)建的設(shè)備故障知識庫，對設(shè)備進(jìn)行故障診斷，分析可能的故障原因，提出故障處理措施；搭建故障庫，記錄診斷算法、故障經(jīng)驗，應(yīng)用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行計算，更具智能化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0043]圖1為本發(fā)明的框架圖；
[0044]圖2為本發(fā)明的狀態(tài)評價流程圖；
[0045]圖3為本發(fā)明的故障診斷框架圖；
[0046]圖4為本發(fā)明的故障診斷算法示意圖；
[0047]圖5為本發(fā)明的故障診斷算法推理流程流程圖。
【具體實施方式】
[0048]下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
[0049]如圖1所示，一種電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，包括運維基層平臺、狀態(tài)監(jiān)控模塊、狀態(tài)評價模塊、風(fēng)險評估模塊、故障診斷模塊、檢修策略模塊和系統(tǒng)管理模塊:
[0050]運維基層平臺，用于將電網(wǎng)系統(tǒng)的生產(chǎn)I區(qū)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)III區(qū)數(shù)據(jù)融合；
[0051 ] 狀態(tài)監(jiān)控模塊，用于通過所述運維基層平臺，采集電力設(shè)備的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行環(huán)境信息，所述運維基層平臺通過企業(yè)SOA總線與電力設(shè)備相連，并通過IEC61970/CIM模型關(guān)聯(lián)電子設(shè)備的臺賬信息；
[0052]狀態(tài)評價模塊，用于參照電力設(shè)備的狀態(tài)評價規(guī)范，對所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行評價，獲得所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)表征的電力設(shè)備的健康狀態(tài)；
[0053]風(fēng)險評估模塊，用于參照電力設(shè)備的風(fēng)險評估規(guī)范，計算電力設(shè)備的風(fēng)險指數(shù)；
[0054]故障診斷模塊，用于根據(jù)電力設(shè)備的所述健康狀態(tài)和風(fēng)險指數(shù)，診斷電力設(shè)備的故障并生產(chǎn)故障診斷報告；
[0055]檢修策略模塊，用于根據(jù)電力設(shè)備的所述健康狀態(tài)、風(fēng)險指數(shù)和故障診斷報告，生成電力設(shè)備的檢修決策信息；
[0056]系統(tǒng)管理模塊，用于維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)基本信息。
[0057]本發(fā)明以運維基層平臺為基層，通過企業(yè)SOA總線，獲取電網(wǎng)系統(tǒng)中線路的電力設(shè)備狀態(tài)，同時，通過IEC61970/CIM模型，關(guān)聯(lián)設(shè)備臺賬信息，通過各種監(jiān)測信息的存儲、加工、展現(xiàn)、分析、診斷和預(yù)測等數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)，對電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)診斷、分析、評價、評估。
[0058]下面對這幾個模塊進(jìn)行詳細(xì)敘述。[0059](一)狀態(tài)監(jiān)控模塊
[0060]狀態(tài)監(jiān)控模塊作為了全局輸變電設(shè)備運行狀態(tài)的窗口，用于采集電力設(shè)備的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行環(huán)境信息，通過圖形化的用戶界面，可主動向監(jiān)控人員推送電力設(shè)備、走廊的在線監(jiān)測信息，以及設(shè)備狀態(tài)告警、風(fēng)險、故障等狀態(tài)量；各監(jiān)測信息與線路、設(shè)備之間需要有機結(jié)合，根據(jù)被推送到監(jiān)測中心的信息，可查看詳細(xì)信息。狀態(tài)監(jiān)控模塊包括綜合監(jiān)測單元、業(yè)務(wù)監(jiān)測單元和重點設(shè)備監(jiān)測單元。
[0061]綜合監(jiān)測單元
[0062]對輸變電設(shè)備類數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合展現(xiàn)，包括設(shè)備、走廊在線監(jiān)測信息、設(shè)備狀態(tài)告警、風(fēng)險信息等，可對設(shè)備實行分區(qū)管理，分為全景、分局、廠站/線路(段)、設(shè)備4個等級的監(jiān)測視圖。
[0063]全景監(jiān)測功能將通過GIS由輸電線路、桿塔、變電站、換流站、串補站組成的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在電子地圖上展現(xiàn)出來。其中GIS (GAS INSULATED SWITCHGEAR)即氣體絕緣全封閉組合電器，GIS由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器、避雷器、母線、連接件和出線終端等組成，這些設(shè)備或部件全部封閉在金屬接地的外殼中，在其內(nèi)部充有一定壓力的SF6絕緣氣體，故也稱SF6全封閉組合電器。
[0064]全景監(jiān)測視圖以架空線路、海纜、桿塔、線路走廊為監(jiān)測對象，包括告警信息、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，通過設(shè)備對應(yīng)的架空線路、海纜、桿塔、線路走廊圖標(biāo)染色、閃爍形式表現(xiàn)到全景監(jiān)測視圖。
[0065]分局監(jiān)測視圖的功能需求與全景視圖相同，只是將監(jiān)測范圍縮小到局。本部下屬各局，系統(tǒng)應(yīng)該為每個局提供分局監(jiān)測視圖。
[0066]廠站/線路(段)監(jiān)測視圖用于集中監(jiān)測廠站/線路(段)范圍內(nèi)所有設(shè)備運行狀態(tài)信息，以廠站/線路(段)本體、廠站/線路(段)走廊、廠站/線路(段)各子設(shè)備為監(jiān)測對象。監(jiān)測內(nèi)容有:告警信息、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息、設(shè)備風(fēng)險信息、設(shè)備檢修信息、線路運行狀態(tài)概況等。廠站/線路(段)監(jiān)測視圖提供告警信息頁面，將范圍內(nèi)所有未關(guān)閉的報告集中現(xiàn)示，包括監(jiān)測對象的在線監(jiān)測告警、設(shè)備狀態(tài)告警、設(shè)備風(fēng)險告警。從視圖中的告警信息可以進(jìn)一步查看告警的詳細(xì)情況。設(shè)備狀態(tài)信息，在線路段監(jiān)測視圖，可查看線路段狀態(tài)評價報告及詳細(xì)扣分情況，監(jiān)視線路段子設(shè)備，包括基礎(chǔ)及防護(hù)設(shè)施、桿塔、導(dǎo)地線、絕緣子串、金具、防雷設(shè)施及接地裝置、輔助設(shè)施、線路防護(hù)區(qū)的狀態(tài)。
[0067]業(yè)務(wù)監(jiān)測單元
[0068]實現(xiàn)按照不同監(jiān)測業(yè)務(wù)對輸變設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測的功能。設(shè)置有設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備風(fēng)險監(jiān)測、導(dǎo)線風(fēng)偏監(jiān)測、導(dǎo)線振動監(jiān)測、導(dǎo)線所處環(huán)境監(jiān)測、桿塔振動監(jiān)測、桿塔傾斜監(jiān)測、桿塔絕監(jiān)測、桿塔鹽密監(jiān)測、設(shè)備覆冰監(jiān)測、山火監(jiān)測、雷電監(jiān)測功能。
[0069]系統(tǒng)可方便地進(jìn)行業(yè)務(wù)切換，可以選擇一種或多種業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)測，也可以關(guān)閉已經(jīng)選擇的業(yè)務(wù)監(jiān)測。從監(jiān)測列表查看監(jiān)測點歷史數(shù)據(jù)及曲線，歷史數(shù)據(jù)可按一周、一個月、三個月、一年、自定義時間段來查詢，并提供數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能。從業(yè)務(wù)監(jiān)測欄目也可進(jìn)入設(shè)備綜合監(jiān)測視圖，查看設(shè)備各類數(shù)據(jù)。
[0070]重點設(shè)備監(jiān)測單元
[0071]用戶可選擇自已關(guān)注的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視。用戶可增加或減少自選設(shè)備。通過自選設(shè)備監(jiān)測視圖，可監(jiān)測自選設(shè)備的告警、在線監(jiān)測、設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備風(fēng)險信息。從自選設(shè)備監(jiān)測視圖，可進(jìn)入廠站/線路(段)或設(shè)備監(jiān)測視圖。自選設(shè)備需保存起來，用戶定位到自選設(shè)備監(jiān)測功能后，自動加載已選設(shè)備，不必每次登錄后重新選擇。
[0072]設(shè)備監(jiān)測視圖以設(shè)備為核心，將設(shè)備相關(guān)的設(shè)備告警信息、在線監(jiān)測信息、設(shè)備狀態(tài)信息、設(shè)備風(fēng)險信息、設(shè)備狀態(tài)檢修信息、設(shè)備臺賬信息集中展現(xiàn)。
[0073]設(shè)備告警信息，集中展現(xiàn)本設(shè)備告警狀態(tài)的告警信息，并可進(jìn)一步查看設(shè)備的所有告警信息，包括各種處理狀態(tài)的告警。告警可由在線監(jiān)測、設(shè)備狀態(tài)評價、設(shè)備風(fēng)險評估功能模塊產(chǎn)生。
[0074]在線監(jiān)測，將本設(shè)備的各種在線監(jiān)測信息動態(tài)刷新展現(xiàn)，每種監(jiān)測類型為一個欄目，并可進(jìn)一下查看設(shè)備各類監(jiān)測的歷史數(shù)據(jù)及發(fā)展趨勢(曲線)，部分監(jiān)測數(shù)據(jù)需要實現(xiàn)專業(yè)的數(shù)據(jù)分析方法。如油色譜監(jiān)測數(shù)據(jù)，需要實現(xiàn)三比值法、大衛(wèi)三角形法、立方體圖示法對數(shù)據(jù)的分析功能。監(jiān)測類型如有圖譜，可對圖譜進(jìn)行分析。
[0075]設(shè)備狀態(tài)信息，設(shè)備監(jiān)測視圖可查看設(shè)備的最新狀態(tài)評價報告，也可進(jìn)一步查看設(shè)備以往狀態(tài)評價報告，狀態(tài)評價詳細(xì)信息。
[0076]設(shè)備風(fēng)險信息，設(shè)備監(jiān)測視圖可查看設(shè)備的最新風(fēng)險評估報告，也可進(jìn)一步查看設(shè)備以往風(fēng)險評估報告，風(fēng)險發(fā)展趨勢圖，風(fēng)險評估詳細(xì)過程信息。
[0077]檢修策略，設(shè)備監(jiān)測視圖可查看設(shè)備的最新檢修策略報告，也可進(jìn)一步查看設(shè)備以住檢修建議。
[0078](二)狀態(tài)評價模塊
[0079]調(diào)用符合規(guī)范的評估模型對設(shè)備進(jìn)行評價，評價周期可以按設(shè)備類型進(jìn)行管理，并可將設(shè)備狀態(tài)評價結(jié)果發(fā)布到狀態(tài)監(jiān)控模塊和運維基層平臺。系統(tǒng)需內(nèi)嵌一種電網(wǎng)公司發(fā)布的設(shè)備狀態(tài)評價模型，實現(xiàn)對主要實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)評估功能，設(shè)備狀態(tài)分為正常、注意、異常、嚴(yán)重4個等級。
[0080]所述狀態(tài)評價模塊包括:
[0081]狀態(tài)模型單元，用于調(diào)用電力設(shè)備的狀態(tài)評價規(guī)范，建立電力設(shè)備的狀態(tài)評估模型；
[0082]狀態(tài)評價單元，用于將所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及運行環(huán)境信息輸入狀態(tài)評估模型中，輸出電力設(shè)備的完好程度評估值；
[0083]狀態(tài)管理單元，用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則選擇所述狀態(tài)評價規(guī)范的版本，以及設(shè)置所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及運行環(huán)境信息的權(quán)重。
[0084]參見圖2，以變壓器進(jìn)行狀態(tài)評價為例，將變壓器分為5大部件，即本體、套管、分接開關(guān)、冷卻系統(tǒng)和非電量保護(hù)。每個部件都有各自的評價子項和扣分描述，綜合5大部件的扣分情況得出設(shè)備總體健康狀態(tài)等級。對于評價為注意的設(shè)備，需要加強監(jiān)測與評價頻率；對于評價為異常和嚴(yán)重的設(shè)備，結(jié)合現(xiàn)場情況決定是否立即停運進(jìn)行故障診斷。狀態(tài)評價算法的扣分標(biāo)準(zhǔn)是按照各個部件給出的，每一項的扣分值為基本扣分值和權(quán)重系數(shù)的乘積。當(dāng)扣分標(biāo)準(zhǔn)中某一項權(quán)重系數(shù)或扣分值不好確定時，可通過專家經(jīng)驗和分析意見給出，如變壓器短路電流、家族缺陷這些含有不確定性的信息，可以通過和專家分析討論后給出最終的扣分值，這樣保證了狀態(tài)評價算法的正確性和可行性。統(tǒng)計設(shè)備的所用扣分項目，計算出設(shè)備單項最大扣分和合計扣分值，通過《油浸式變壓器(電抗器)狀態(tài)評價導(dǎo)則》、《高壓斷路器狀態(tài)評價導(dǎo)則》等導(dǎo)則中各部件評價標(biāo)準(zhǔn)，可以得到設(shè)備在正常、注意、異常和嚴(yán)重中所屬的狀態(tài)。
[0085]設(shè)備狀態(tài)評價時，采用電網(wǎng)公司發(fā)布的設(shè)備狀態(tài)評價導(dǎo)則，實現(xiàn)對架空線路整體、架空線路基礎(chǔ)及防護(hù)設(shè)施、桿塔、導(dǎo)地線、絕緣子串、金具、防雷設(shè)施及接地裝置、輔助設(shè)施、線路防護(hù)區(qū)、電纜線路整體共10類設(shè)備或設(shè)施的自動或人手評價功能。自動評價時，可從運維基層平臺獲取有效數(shù)據(jù)的狀態(tài)量，自動抽取數(shù)據(jù)，用于對設(shè)備或設(shè)施進(jìn)行狀態(tài)評價。對于可采用多套模型來評估狀態(tài)的設(shè)備或設(shè)施，系統(tǒng)選取評價結(jié)果中，最嚴(yán)重的狀態(tài)作為被評價對象的綜合評價狀態(tài)。
[0086]狀態(tài)模型單元實現(xiàn)內(nèi)嵌設(shè)備狀態(tài)評估模型的管理功能，包括模型版本管理、模型參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)量的增刪改及權(quán)重設(shè)置、判斷依據(jù)維護(hù)等。有架空線路狀態(tài)評價和電纜線路狀態(tài)評價兩個模型，架空線路狀態(tài)評價模型又包括架空線路基礎(chǔ)及防護(hù)設(shè)施、桿塔、導(dǎo)地線、絕緣子串、金具、防雷設(shè)施及接地裝置、輔助設(shè)施、線路防護(hù)區(qū)8個子模型。
[0087]其它模型管理通過在該模塊增加鏈接的形式，鏈接到具體模型對應(yīng)的管理界面，模型的管理頁面一般由模型提供廠家一并提供。
[0088](三)風(fēng)險評價模塊
[0089]調(diào)用符合規(guī)范的風(fēng)險評估模型對設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險評估，風(fēng)險評估周期可以按設(shè)備類型進(jìn)行設(shè)置，該架構(gòu)可將設(shè)備風(fēng)險評估結(jié)果發(fā)布到狀態(tài)監(jiān)控模塊及運維基層平臺。該模塊內(nèi)嵌《南方電網(wǎng)公司設(shè)備風(fēng)險評估管理辦法》，實現(xiàn)主要設(shè)備的風(fēng)險評估功能，具體包括架空線路、桿塔、導(dǎo)地線、絕緣子串、金具、防雷設(shè)施及接地裝置、電纜共7類設(shè)備風(fēng)險評估功能。根據(jù)設(shè)備風(fēng)險指數(shù)的大小，將設(shè)備風(fēng)險分為五級，I級(特大風(fēng)險)、11級(重大風(fēng)險)、111級(較大風(fēng)險)、IV級(一般A類風(fēng)險)、V級(一般B類風(fēng)險)。采用多套模型進(jìn)行風(fēng)險評估的設(shè)備，選取最高風(fēng)險作為被評估對象的綜合風(fēng)險，不同模型的風(fēng)險結(jié)果需集中展現(xiàn)，進(jìn)行對t匕，可查看各種模型的報告及詳細(xì)風(fēng)險評估情況。
[0090]電網(wǎng)系統(tǒng)中，有部分可從運維基層平臺獲取的風(fēng)險評估輸入?yún)?shù)，該模塊將自動抽取這部分?jǐn)?shù)據(jù)，用于設(shè)備風(fēng)險計算。內(nèi)嵌風(fēng)險評估模型的計算結(jié)果為設(shè)備的風(fēng)險指數(shù)，取值范圍為[0，10]，風(fēng)險指數(shù)越大，風(fēng)險越高，當(dāng)風(fēng)險指數(shù)為[0，2)時，對應(yīng)V級風(fēng)險；當(dāng)風(fēng)險指數(shù)為[0，4)時，對應(yīng)IV級風(fēng)險；當(dāng)風(fēng)險指數(shù)為[4，6)時，對應(yīng)III級風(fēng)險；當(dāng)風(fēng)險指數(shù)為[6,8)時，對應(yīng)II級風(fēng)險，當(dāng)風(fēng)險指數(shù)為[8，10]時，對應(yīng)I級。
[0091]具體而言，風(fēng)險評價模塊包括:風(fēng)險模型單元、風(fēng)險評價單元、風(fēng)險管理單元。
[0092]風(fēng)險模型單元和風(fēng)險評價單元中，風(fēng)險評估模型以量化的方法對高壓設(shè)備進(jìn)行風(fēng)險評估，該風(fēng)險評估模型包括資產(chǎn)風(fēng)險及系統(tǒng)風(fēng)險兩項指標(biāo)，資產(chǎn)風(fēng)險考慮資產(chǎn)、資產(chǎn)損失程度、設(shè)備發(fā)生故障概率這三者的作用，系統(tǒng)風(fēng)險考慮潮流越限和電壓越限風(fēng)險。最終融合后的風(fēng)險指數(shù)計算公式為:
[0093]R (t) =Rast (t) +ksys.Rsys (t).P (t)
[0094]式中，R為風(fēng)險指數(shù),Rast為資產(chǎn)風(fēng)險指數(shù)，ksys為系統(tǒng)風(fēng)險權(quán)重系數(shù),Rsys為系統(tǒng)風(fēng)險指數(shù)，P為設(shè)備平均故障率，t為時刻。
[0095]設(shè)備風(fēng)險分為資產(chǎn)風(fēng)險和系統(tǒng)風(fēng)險兩方面，可以理解為一個多目標(biāo)優(yōu)化問題，本模塊通過加權(quán)法將其融合為一個單目標(biāo)優(yōu)化問題，見上式，其中資產(chǎn)風(fēng)險指數(shù)Rast (t) =A (t) XF(t) XP(t),式中:
[0096]t一某個時刻(Time)[0097] A—資產(chǎn)(Assets)
[0098]F—資產(chǎn)損失程度(Failure)
[0099]P一設(shè)備平均故障率(Probability)
[0100]對系統(tǒng)風(fēng)險指數(shù)，有Iisys=Iitl *Rsys2，其中ksys為權(quán)重系數(shù)，1?為曲線系數(shù)。權(quán)重系數(shù)ksys的確定是風(fēng)險融合的關(guān)鍵，本模塊擬采用如下變權(quán)方法:
[0101]隨著Rsys的增大，ksys變大的同時，其斜率也不斷增加，這說明當(dāng)系統(tǒng)風(fēng)險的增大到一定程度之后，系統(tǒng)風(fēng)險對設(shè)備整體風(fēng)險的影響程度將非線性急劇增加，更加符合實際。曲線的參數(shù)需要根據(jù)不同電網(wǎng)對系統(tǒng)風(fēng)險要求的嚴(yán)格程度而自主定義。
[0102]例如，
[0103]Cl:ksys=4XRsys2 ；
[0104]C2:ksys=2XRsys2
[0105]可見，曲線Cl增大速度比C2快，說明該電網(wǎng)更加注重系統(tǒng)運行安全。
[0106]曲線系數(shù)kQ可按如下方法確定:
[0107]統(tǒng)計各電力設(shè)備的故障概率Pp資產(chǎn)Rastii及相應(yīng)的系統(tǒng)風(fēng)險Rsys,y i為電力設(shè)備的標(biāo)識，取自然數(shù)，含同一個i的算子表示對應(yīng)于同一個電力設(shè)備，當(dāng)對資產(chǎn)風(fēng)險和系統(tǒng)風(fēng)
險的重視程度相當(dāng)時，可取
【權(quán)利要求】
1.一種電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，其特征在于，包括: 運維基層平臺，用于將電網(wǎng)系統(tǒng)的生產(chǎn)I區(qū)數(shù)據(jù)與生產(chǎn)III區(qū)數(shù)據(jù)融合； 狀態(tài)監(jiān)控模塊，用于通過所述運維基層平臺，采集電力設(shè)備的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行環(huán)境信息; 狀態(tài)評價模塊，用于參照電力設(shè)備的狀態(tài)評價規(guī)范，對所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行評價，獲得所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)表征的電力設(shè)備的健康狀態(tài)； 風(fēng)險評估模塊，用于參照電力設(shè)備的風(fēng)險評估規(guī)范，計算電力設(shè)備的風(fēng)險指數(shù)； 故障診斷模塊，用于根據(jù)電力設(shè)備的所述健康狀態(tài)和風(fēng)險指數(shù)，診斷電力設(shè)備的故障并生產(chǎn)故障診斷報告； 檢修策略模塊，用于根據(jù)電力設(shè)備的所述健康狀態(tài)、風(fēng)險指數(shù)和故障診斷報告，生成電力設(shè)備的檢修決策信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述運維基層平臺通過企業(yè)SOA總線與電力設(shè)備相連，并通過IEC61970/CM模型關(guān)聯(lián)電子設(shè)備的臺賬信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)監(jiān)控模塊包括: 綜合監(jiān)測單元，用于采集并展現(xiàn)電力設(shè)備的綜合信息； 業(yè)務(wù)監(jiān)測單元，用于按照監(jiān)測業(yè)務(wù)采集并展現(xiàn)電力設(shè)備的業(yè)務(wù)信息； 重點設(shè)備監(jiān)測單元，用于采集預(yù)定電力設(shè)備的重點監(jiān)測信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述狀態(tài)評價模塊包括: 狀態(tài)模型單元，用于調(diào)用電力設(shè)備的狀態(tài)評價規(guī)范，建立電力設(shè)備的狀態(tài)評估模型；狀態(tài)評價單元，用于將所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及運行環(huán)境信息輸入狀態(tài)評估模型中，輸出電力設(shè)備的完好程度評估值； 狀態(tài)管理單元，用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則選擇所述狀態(tài)評價規(guī)范的版本，以及設(shè)置所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及運行環(huán)境信息的權(quán)重。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)險評價模塊包括: 風(fēng)險模型單元，用于獲取風(fēng)險評估規(guī)范，建立風(fēng)險評估模型； 風(fēng)險評價單元，用于依據(jù)所述風(fēng)險評估模型，計算電力設(shè)備的風(fēng)險指數(shù)； 風(fēng)險管理單元，用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則設(shè)置電力設(shè)備運行參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)險評估模型的風(fēng)險指數(shù)計算公式為:
R ⑴=Rast ⑴+ksys.Rsys (t).P(t)； 式中，R為風(fēng)險指數(shù)，Rast為資產(chǎn)風(fēng)險指數(shù)，ksys為系統(tǒng)風(fēng)險權(quán)重系數(shù),Rsys為系統(tǒng)風(fēng)險指數(shù)，P為設(shè)備平均故障率，t為時刻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，其特征在于，所述故障診斷模塊包括: 故障模型單元，采用故障樹方法，建立針對電力設(shè)備的故障知識庫； 故障診斷單元，用于將所述在線監(jiān)測數(shù)據(jù)以及運行環(huán)境信息輸入故障知識庫中，獲得電力設(shè)備的故障診斷結(jié)果。
8.根據(jù) 權(quán)利要求1-7任意一項所述的電力設(shè)備狀態(tài)檢修系統(tǒng)，其特征在于，還包括:用于維護(hù)電網(wǎng)系統(tǒng)基本信息的系統(tǒng)管理模塊。
【文檔編號】G06Q50/06GK103914791SQ201410099011
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月17日
【發(fā)明者】王奇, 錢海, 蔡延雷, 孫萌, 林冰垠 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心, 廣州安電測控技術(shù)有限公司