一種配電網(wǎng)健康指數(shù)的評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)資產(chǎn)管理技術(shù)，具體涉及一種配電網(wǎng)健康指數(shù)的評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和電力市場(chǎng)化趨勢(shì)，尤其是近年來隨著智能電網(wǎng)理念的形成和實(shí)施，電力企業(yè)的管理方法逐漸圍繞企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)而制定，過去以安全/技術(shù)為主導(dǎo)的目標(biāo)將轉(zhuǎn)向以安全/技術(shù)/績(jī)效/經(jīng)濟(jì)/環(huán)境綜合優(yōu)化為主導(dǎo)。與此同時(shí)，現(xiàn)代配電網(wǎng)的復(fù)雜性、離散性、動(dòng)態(tài)性、非線性、多目標(biāo)性和不確定性，對(duì)規(guī)劃提出了更高要求；智能電網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)的應(yīng)用范圍已不再局限于電網(wǎng)裝備的監(jiān)測(cè)與管理、狀態(tài)檢修和全壽命周期管理等，而將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展為基于風(fēng)險(xiǎn)的檢修，并擴(kuò)大到安全運(yùn)行、優(yōu)化調(diào)度、經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)和優(yōu)質(zhì)服務(wù)等領(lǐng)域，將為電網(wǎng)運(yùn)行、綜合管理等提供外延的應(yīng)用支撐；未來智能電網(wǎng)的資產(chǎn)管理也將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)電網(wǎng)資產(chǎn)管理的范疇，范圍將大幅擴(kuò)展、全方位覆蓋，管理將更科學(xué)化和智能化。而所有智能配電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，新技術(shù)的應(yīng)用都基于對(duì)現(xiàn)有配電網(wǎng)的感知，特別是對(duì)現(xiàn)有設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)健康狀況的深刻了解。
[0003]智能配電網(wǎng)資產(chǎn)管理是以配電網(wǎng)資產(chǎn)為中心，綜合應(yīng)用各種先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、信息技術(shù)以及現(xiàn)代管理理念和技術(shù)，優(yōu)化調(diào)整資產(chǎn)的管理和運(yùn)行，單個(gè)資產(chǎn)之間將進(jìn)行有效配合，最大限度地發(fā)揮其功能，以最低的成本實(shí)現(xiàn)所期望的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。智能配電網(wǎng)與傳統(tǒng)配電網(wǎng)相比，各種先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用為資產(chǎn)管理提供了有力支持，同時(shí)也為資產(chǎn)管理引入新的內(nèi)涵。
[0004]在配電網(wǎng)資產(chǎn)管理中引入健康指數(shù)的評(píng)估方法，健全必要的資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立配電網(wǎng)的健康指數(shù)評(píng)價(jià)體系與評(píng)估流程，可以為配電網(wǎng)規(guī)劃、檢修提供依據(jù)，為電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)控制和設(shè)備管理策略提供重要信息，進(jìn)而能夠保證電力系統(tǒng)的整體可靠性，降低運(yùn)維費(fèi)用，提高投資回報(bào)率，為智能電網(wǎng)建設(shè)夯實(shí)基礎(chǔ)。
[0005]目前，對(duì)于健康指數(shù)理念還只是停留在名詞概念、針對(duì)單一設(shè)備的階段，對(duì)健康指數(shù)的定義，內(nèi)涵外延都沒有開展深入研究，尚未形成一套變配電設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)的評(píng)價(jià)方法。由于配電設(shè)備量大面廣、個(gè)體造價(jià)相對(duì)較低，輸電網(wǎng)采用的設(shè)備監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、狀態(tài)檢修標(biāo)準(zhǔn)和決策方法不適用于配電網(wǎng)；目前配電網(wǎng)的設(shè)備評(píng)價(jià)和狀態(tài)檢修標(biāo)準(zhǔn)缺乏理論指導(dǎo)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與缺陷不統(tǒng)一，扣分量無(wú)法一一對(duì)應(yīng)，未考慮歷史數(shù)據(jù)，不能發(fā)現(xiàn)隱藏的缺陷，評(píng)價(jià)結(jié)果不能真實(shí)反應(yīng)實(shí)際情況，評(píng)價(jià)與檢修不能緊密結(jié)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種配電網(wǎng)健康指數(shù)的評(píng)估方法，本發(fā)明改變長(zhǎng)期以來可靠性研究?jī)H側(cè)重于單一設(shè)備在某一時(shí)刻、單截面(靜態(tài)狀態(tài))、故障后的結(jié)果和因果關(guān)系的研究，提出群體設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的健康指數(shù)的評(píng)估方法，研究群體設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)健康水平與供電可靠性，能夠指導(dǎo)配電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行檢修等資產(chǎn)管理相關(guān)環(huán)節(jié)，為設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)健康狀況的量化分析，宏觀和微觀相結(jié)合管理提供基礎(chǔ)理論和實(shí)用化的技術(shù)手段，促進(jìn)管理水平從定性到定量的躍升，為進(jìn)一步提高智能配電網(wǎng)高效、高可靠供電奠定理論基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)理論和技術(shù)理念的超前發(fā)展。
[0007]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)健康指數(shù)的評(píng)估方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括下述步驟:
[0009](I)確定配電網(wǎng)健康指數(shù)涵義和作用；
[0010](2)確定配電網(wǎng)健康指數(shù)評(píng)價(jià)對(duì)象；
[0011](3)確定配電網(wǎng)健康指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；
[0012](4)對(duì)變配電設(shè)備健康指數(shù)進(jìn)行評(píng)估；
[0013](5)對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)進(jìn)行評(píng)估。
[0014]進(jìn)一步地，所述步驟(I)中，所述配電網(wǎng)健康指數(shù)是衡量和表征配電網(wǎng)研究對(duì)象健康狀態(tài)的數(shù)值；特征參量包括:服役年齡，基礎(chǔ)能力，家族病史，潛在缺陷/事故，電網(wǎng)拓?fù)?，運(yùn)行方式，負(fù)載率，供電可靠性，自然環(huán)境影響程度和電能質(zhì)量；
[0015]確定配電網(wǎng)健康指數(shù)涵義包括下述步驟:
[0016]I)健康指數(shù)研究對(duì)象特征參量選??；
[0017]2)確定健康指數(shù)與特征參量和評(píng)價(jià)對(duì)象性能之間的關(guān)系；
[0018]3)從主、次綜合因子，內(nèi)外影響因素方面對(duì)指標(biāo)進(jìn)行篩選，明確各項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、健康等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，建立一套衡量配電網(wǎng)狀況的健康指標(biāo)體系；
[0019]4)使用健康指標(biāo)體系描述復(fù)雜配電網(wǎng)的功能表現(xiàn)和效能表征；
[0020]5)確定系統(tǒng)當(dāng)前的健康程度，并對(duì)其健康狀況進(jìn)行跟蹤和預(yù)測(cè)；
[0021]配電網(wǎng)健康指數(shù)的評(píng)估方法的作用包括:綜合衡量配電網(wǎng)設(shè)備和配電網(wǎng)絡(luò)的能力、性能表現(xiàn)、潛在風(fēng)險(xiǎn)；用于判定研究對(duì)象是否需要干預(yù)和維修；估算被研究對(duì)象的剩余壽命；為配電網(wǎng)資產(chǎn)管理、規(guī)劃、檢修和運(yùn)行提供新視角和新維度；是配電網(wǎng)的一種全方位健康診斷和管理。
[0022]進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，配電網(wǎng)健康指數(shù)評(píng)價(jià)電壓等級(jí)包括高、中、低壓配電網(wǎng)；
[0023]評(píng)價(jià)對(duì)象包括:
[0024]①資產(chǎn):具有明確的量化價(jià)值的和單獨(dú)發(fā)揮作用的固定資產(chǎn)(例如變壓器、開關(guān)、架空導(dǎo)線、電纜等);包括對(duì)資產(chǎn)產(chǎn)出有重要影響的軟件無(wú)形資產(chǎn)。
[0025]②資產(chǎn)集:由多個(gè)資產(chǎn)單體組成的，相互作用或相互關(guān)聯(lián)以滿足業(yè)務(wù)需要和服務(wù)的資產(chǎn)；包括回路為單位的一套資產(chǎn)、以變電站為單位的一套資產(chǎn)或以某個(gè)區(qū)域?yàn)閱挝坏馁Y產(chǎn)；
[0026]③資產(chǎn)組合:指依據(jù)重要性、狀態(tài)及績(jī)效對(duì)資產(chǎn)和資產(chǎn)集的組合；資產(chǎn)和資產(chǎn)集之間高度關(guān)聯(lián)或分別獨(dú)立地對(duì)企業(yè)的整體績(jī)效發(fā)揮作用；通過差異化管理對(duì)整個(gè)資產(chǎn)組合中的資產(chǎn)及資產(chǎn)集進(jìn)行優(yōu)化。
[0027]進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，配電網(wǎng)健康指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括:
[0028]①一級(jí)指標(biāo):
[0029]一級(jí)指標(biāo)包括兩大類:電網(wǎng)內(nèi)部因素和外部影響因素；
[0030]電網(wǎng)內(nèi)部因素指電網(wǎng)拓?fù)?、安全、質(zhì)量、效益、可靠性等內(nèi)部因素，包括電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)安全和運(yùn)行水平指標(biāo)；
[0031]外部影響因素指外部自然條件和外力影響因素，包括自然災(zāi)害、外力破壞和第三方因素指標(biāo)；
[0032]②二級(jí)指標(biāo)，包括:
[0033]電網(wǎng)內(nèi)部因素類的二級(jí)指標(biāo)包括:電網(wǎng)結(jié)構(gòu)(輻射狀、網(wǎng)絡(luò)、環(huán)網(wǎng)、N供一備)、供電半徑、轉(zhuǎn)供能力、短路電流、線路互聯(lián)率、配電自動(dòng)化覆蓋率、供電可靠率、綜合電壓合格率、電壓裕度、負(fù)載率、供電裕度、容載比、供電用戶數(shù)量及權(quán)重系數(shù)、安全穩(wěn)定水平和線路損耗；
[0034]外部影響因素類的二級(jí)指標(biāo)包括:雷電、水、冰、雹和地震自然氣候指標(biāo)、市政施工、人力破壞因素和分布式能源。
[0035]進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，對(duì)變配電設(shè)備健康指數(shù)進(jìn)行評(píng)估包括對(duì)不同類型變配電設(shè)備的健康指數(shù)關(guān)鍵狀態(tài)量進(jìn)行確定及抽樣、提取變配電設(shè)備狀態(tài)信息特征、篩選并識(shí)別配電網(wǎng)健康指數(shù)信息數(shù)據(jù)和建立基于灰色聚類方法的設(shè)備健康指數(shù)模型。
[0036]進(jìn)一步地，對(duì)不同類型變配電設(shè)備的健康指數(shù)關(guān)鍵狀態(tài)量進(jìn)行確定及抽樣包括:
[0037]根據(jù)配電網(wǎng)中不同設(shè)備和不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)確定關(guān)鍵特征參量；對(duì)具有非線性模式分類性能和具有很強(qiáng)的自組織、自學(xué)習(xí)能力特點(diǎn)的采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析；對(duì)具有表達(dá)直觀、形式統(tǒng)一、模塊性強(qiáng)和推理機(jī)制簡(jiǎn)單特點(diǎn)的采用層次分析法和專家系統(tǒng)進(jìn)行分析；以數(shù)值診斷為基礎(chǔ)，將模糊理論與專家系統(tǒng)相結(jié)合，由精確推理變?yōu)榻仆评?，使診斷具有容錯(cuò)性，給出結(jié)果排序。
[0038]進(jìn)一步地，所述提取變配電設(shè)備狀態(tài)信息特征采用可識(shí)別度，通過尋找兩類重疊區(qū)域的面積來確定區(qū)分若干類的能力；面積越小，表明特征區(qū)分類別能力越強(qiáng)。
[0039]進(jìn)一步地，所述篩選并識(shí)別配電網(wǎng)健康指數(shù)信息數(shù)據(jù)包括:在處理不確定信息方面，對(duì)本質(zhì)確定、表現(xiàn)不確定的現(xiàn)象，采用概率論方法；對(duì)本質(zhì)不確定的現(xiàn)象，采用模糊論方法。
[0040]此外需要利用數(shù)據(jù)的縱橫比較法，縱比是對(duì)數(shù)據(jù)在時(shí)間上的變化進(jìn)行分析，從試驗(yàn)數(shù)據(jù)的突變性發(fā)現(xiàn)可能表征設(shè)備特性發(fā)生的變化；橫比是對(duì)同一設(shè)備試驗(yàn)數(shù)據(jù)相互之間的比較。最后對(duì)可診斷性問題，以信息冗余性分析為基本工具。
[0041]進(jìn)一步地，利用灰色聚類方法評(píng)估變配設(shè)備的健康指數(shù)，建立評(píng)估指標(biāo)體系，采用灰類的劃分，確定評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重及白化權(quán)函數(shù)，規(guī)范化處理指標(biāo)測(cè)量值，計(jì)算聚類系數(shù)，然后確定評(píng)估對(duì)象的灰類。
[0042]進(jìn)一步地，所述步驟(5)中，對(duì)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)進(jìn)行評(píng)估包括建立網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和建立基于模糊綜合評(píng)判的網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)模型；
[0043]其中:建立網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括:基于配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀況及關(guān)聯(lián)設(shè)備的健康指數(shù)內(nèi)、外部因素，按照供電路徑和電源追溯進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析，對(duì)典型網(wǎng)絡(luò)接線模式(輻射、單環(huán)網(wǎng)、雙環(huán)網(wǎng)、N供一備、開閉所等多種接線模式)的健康狀況進(jìn)行研究、分析、評(píng)估，提出單條饋線、單座變電站、變電站及其關(guān)聯(lián)半徑內(nèi)的配電網(wǎng)健康指數(shù)評(píng)價(jià)體系；評(píng)價(jià)指標(biāo)包括:線路最大負(fù)載率、線路等效平均負(fù)載率、主變最大負(fù)載率