一種配電網(wǎng)健康指數(shù)評估工程應(yīng)用系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電網(wǎng)資產(chǎn)管理技術(shù)，具體講涉及一種配電網(wǎng)健康指數(shù)評估工程應(yīng)用系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和電力市場化趨勢，尤其是近年來隨著智能電網(wǎng)理念的形成和實施，電力企業(yè)的管理方法逐漸圍繞企業(yè)經(jīng)營目標(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)/績效/經(jīng)濟/環(huán)境綜合優(yōu)化為主導(dǎo)。與此同時，現(xiàn)代配電網(wǎng)的復(fù)雜性、離散性、動態(tài)性、非線性、多目標(biāo)性和不確定性，對規(guī)劃提出了更高要求；智能電網(wǎng)狀態(tài)檢測的應(yīng)用范圍已不再局限于電網(wǎng)裝備的監(jiān)測與管理、狀態(tài)檢修和全壽命周期管理等，而將會進一步發(fā)展為基于風(fēng)險的檢修，并擴大到安全運行、優(yōu)化調(diào)度、經(jīng)濟運營和優(yōu)質(zhì)服務(wù)等領(lǐng)域，將為電網(wǎng)運行、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)用都基于對現(xiàn)有配電網(wǎng)的感知，特別是對現(xiàn)有設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)健康狀況的深刻了解。
[0003]在配電網(wǎng)資產(chǎn)管理中引入健康指數(shù)評估，健全必要的資產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，建立配電網(wǎng)的健康指數(shù)評價體系，不僅可為配電網(wǎng)規(guī)劃、檢修提供依據(jù)，為電網(wǎng)風(fēng)險控制和設(shè)備管理策略提供重要信息，而且能夠保證電力系統(tǒng)的整體可靠性，降低運維費用，提高投資回報率，為智能電網(wǎng)建設(shè)夯實基礎(chǔ)。
[0004]目前，國內(nèi)主要是針對資產(chǎn)管理的特點、手段、信息支持等方面由不同部門開展研究，尚未對配電設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的健康狀況，對配電網(wǎng)企業(yè)資產(chǎn)管理的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫組成、決策模型、解算方法等進行系統(tǒng)深入的研究，主要表現(xiàn)在以下幾方面:
[0005](1)國內(nèi)配電設(shè)備數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊，業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)情況運行數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)之間、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和ERP數(shù)據(jù)之間、配電與營銷數(shù)據(jù)之間存在著口徑差異、數(shù)據(jù)多源等問題，尚未建立配電網(wǎng)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，缺乏支持健康指數(shù)狀態(tài)信息獲取的有效感知、數(shù)據(jù)篩選與辨識以及相關(guān)軟件技術(shù)；
[0006](2)配電網(wǎng)的規(guī)劃方案、工程方案設(shè)計、檢修策略優(yōu)化、技術(shù)改造方案優(yōu)選、設(shè)備退役等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，缺乏綜合考慮經(jīng)濟、安全、環(huán)保等方面，覆蓋資產(chǎn)壽命全過程的定量決策方法；不能為配電網(wǎng)智能化和可再生能源接入提供支撐；
[0007](3)不管是傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃，還是主動配電網(wǎng)規(guī)劃均未考慮設(shè)備健康狀況，基于可靠性的配電網(wǎng)規(guī)劃也只是考慮了設(shè)備故障率，難以保證規(guī)劃方案的可靠性與經(jīng)濟學(xué)，亟需研究以健康指數(shù)評估為基礎(chǔ)，融合再生能源接入、供電可靠性與風(fēng)險理論為一體的，可與國際接軌的現(xiàn)代配電網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)；
[0008](4)現(xiàn)有評價方法與檢修策略制定基本沿用了輸變電設(shè)備的狀態(tài)評價理念與方法，設(shè)備評價仍存在狀態(tài)量收集困難、評價范圍難以全面覆蓋、評價內(nèi)容相對單一等，現(xiàn)有的設(shè)備狀態(tài)檢修往往從設(shè)備層面制定維修策略，側(cè)重于設(shè)備個體性能，缺乏對電網(wǎng)整體運行性能的考慮，如未考慮設(shè)備不良工況、設(shè)備運行環(huán)境、電網(wǎng)運行工況與發(fā)展趨勢等諸多因素，亟需開展以設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)評估為基礎(chǔ)的變配電設(shè)備優(yōu)化檢修策略研究，降低配電網(wǎng)風(fēng)險、提升整體運行水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對現(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)評估工程應(yīng)用系統(tǒng)，該系統(tǒng)考慮配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)、運行條件及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒇?fù)載、安全及環(huán)境情況等關(guān)鍵特征參量，從設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)兩個層面建立了配電網(wǎng)健康指數(shù)評估方法，并在此基礎(chǔ)上建立了配電網(wǎng)健康指數(shù)數(shù)據(jù)平臺和評估體系，實現(xiàn)了健康指數(shù)評估在配電網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃與檢修領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠有效推進配電網(wǎng)資產(chǎn)管理的精益化、科學(xué)化與系統(tǒng)化，并為主動配電網(wǎng)建設(shè)夯實基礎(chǔ)。
[0010]本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0011]本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)健康指數(shù)評估工程應(yīng)用系統(tǒng)，其改進之處在于，所述系統(tǒng)包括的配電網(wǎng)健康指數(shù)評估方法層、平臺層和應(yīng)用層。(方法層是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，包括相關(guān)模型和技術(shù)；應(yīng)用層直接面向用戶，是系統(tǒng)最終應(yīng)用到工程實際的層面；而平臺層則包含應(yīng)用層實現(xiàn)所必需的相關(guān)軟硬件基礎(chǔ)。)
[0012]進一步地，所述配電網(wǎng)健康指數(shù)評估方法層包括變配電設(shè)備的健康指數(shù)模型、網(wǎng)絡(luò)的健康指數(shù)模型以及相關(guān)建模技術(shù)；
[0013]其中變配電設(shè)備包括變壓器、開關(guān)、電纜線路和架空線路；所述變配電設(shè)備的健康指數(shù)模型為基于模糊數(shù)學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、粗糙集理論技術(shù)的設(shè)備健康指數(shù)分析模型與評價標(biāo)準(zhǔn)；
[0014]所述網(wǎng)絡(luò)的健康指數(shù)模型包括能夠衡量單條饋線、單座變電站、變電站及其關(guān)聯(lián)半徑內(nèi)的配電網(wǎng)健康狀況的評價指標(biāo)體系；能夠反映配電網(wǎng)規(guī)劃、運行與控制協(xié)調(diào)配合的網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)評價方法與模型；
[0015]相關(guān)建模技術(shù)包括不同類型變配電設(shè)備的抽樣方法(抽樣方法是基于小樣本原理的有限量測方法)及反映其特征的關(guān)鍵狀態(tài)量(關(guān)鍵狀態(tài)量包括不同設(shè)備的不同狀態(tài)量，如油溫、局放、密度等狀態(tài)信息)的確定方法。
[0016]進一步地，所述平臺層為配電網(wǎng)健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺，包括硬件設(shè)備層、數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用層；所述硬件設(shè)備層為數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)；
[0017]所述硬件設(shè)備層(采用新型的便攜式帶電檢測儀測量結(jié)果抄錄裝置，使其具有全面電子化讀取和轉(zhuǎn)存現(xiàn)有配電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測儀器結(jié)果的功能，實現(xiàn)對已有儀器的繼承；基于傳感器的類型、數(shù)量、位置及其成本效益分析，確定傳感器陣列優(yōu)化布局方案，構(gòu)造配電網(wǎng)健康指數(shù)計算用狀態(tài)數(shù)據(jù)感知傳感器陣列；采用適用于變配電設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)信息采集的通用適配器，實現(xiàn)信號的標(biāo)準(zhǔn)化輸出；開發(fā)基于健康指數(shù)狀態(tài)信息采集終端的自動測試軟件，完成健康指數(shù)狀態(tài)信息的自動測試與傳送；
[0018]所述數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用層基于可識別度概念的健康指數(shù)特征提取技術(shù)，實現(xiàn)對生產(chǎn)管理系統(tǒng)(PMS)系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)(DA)、能量管理(EMS)系統(tǒng)繼承數(shù)據(jù)以及采集狀態(tài)信息數(shù)據(jù)的篩選、辨識與有效挖掘；
[0019]所述配電網(wǎng)健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺采用面向?qū)ο蟮姆椒?，基于?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Database Management System, DBMS),建立健全數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分層、分類、分級管理，支持查詢、調(diào)用及制表等多種信息使用方式，且能夠?qū)崿F(xiàn)與電網(wǎng)現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的信息交互共享。
[0020]進一步地，所述配電網(wǎng)健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺的工作過程如下:
[0021](1)配電網(wǎng)健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺初始化并進行全面自檢:若檢測出錯，則配電網(wǎng)健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺自動放棄健康指數(shù)評估；否則，進行下一步；
[0022](2)確定配電網(wǎng)健康指數(shù)采用的狀態(tài)信息獲取方式；
[0023](3)獲取配電網(wǎng)健康指數(shù)評估所需的狀態(tài)信息；
[0024](4)將所述狀態(tài)信息傳輸至配電網(wǎng)健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺；
[0025](5)依據(jù)配電網(wǎng)健康指數(shù)評價體系，分析健康指數(shù)信息，得出配電網(wǎng)健康指數(shù)評價結(jié)果。
[0026]進一步地，所述步驟(2)中，狀態(tài)信息獲取方式包括配電網(wǎng)已有的數(shù)據(jù)獲取手段、帶電檢測儀和配電網(wǎng)狀態(tài)信息采集裝置；所述配電網(wǎng)已有的數(shù)據(jù)獲取手段通過數(shù)據(jù)庫信息交互方式獲取PMS系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)和配電檢測系統(tǒng)的狀態(tài)信息；所述帶電檢測儀讀取自身包含的配電網(wǎng)健康指數(shù)評估方法需要的狀態(tài)信息；
[0027]所述配電網(wǎng)狀態(tài)信息采集裝置包括依次連接的開關(guān)矩陣模塊、采樣模塊、控制器和通信介質(zhì)；所述采樣模塊包括AD采樣器、信號輸入輸出器、數(shù)字多用表、函數(shù)發(fā)生器和頻譜分析儀；所述通信介質(zhì)包括光纖、GPRS和zigbee ;人機接口、CRT、鍵盤和打印機分別與控制器連接。
[0028]進一步地，所述應(yīng)用層包括基于健康指數(shù)的配電網(wǎng)規(guī)劃模塊和基于健康指數(shù)的配電網(wǎng)優(yōu)化檢修模塊；
[0029]所述基于健康指數(shù)的配電網(wǎng)規(guī)劃模塊包括配電網(wǎng)規(guī)劃和健康指數(shù)之間的動、靜態(tài)協(xié)調(diào)策略；涉及設(shè)備健康狀況與風(fēng)險的、滿足分布式電源接入與供電可靠性要求的配電網(wǎng)規(guī)劃規(guī)劃思路、流程及相關(guān)技術(shù)原則；基于健康指數(shù)的配電網(wǎng)規(guī)劃模塊能夠有效指導(dǎo)配電網(wǎng)規(guī)劃工作；所述基于健康指數(shù)的配電網(wǎng)優(yōu)化檢修模塊包括設(shè)備個體健康狀態(tài)對配電網(wǎng)健康指數(shù)的影響分析；設(shè)備檢修與電網(wǎng)整體運行性能之間的關(guān)系以及設(shè)備在電網(wǎng)中的風(fēng)險等級評估；涉及設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)健康指數(shù)的配電網(wǎng)優(yōu)化檢修策略；基于健康指數(shù)的配電網(wǎng)優(yōu)化檢修模塊能夠為配電網(wǎng)優(yōu)化檢修提供決策依據(jù)。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是:
[0031](1)本發(fā)明提供的現(xiàn)代配電網(wǎng)健康指數(shù)評估工程應(yīng)用系統(tǒng)，將健康指數(shù)理念從單一設(shè)備擴展到群體設(shè)備和配電網(wǎng)絡(luò)；提出了一套適應(yīng)配電網(wǎng)的健康指數(shù)評估方法，包括設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)兩個層面的健康指數(shù)評價方法與指標(biāo)體系，并基于技術(shù)理論建立了配電網(wǎng)健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)了健康指數(shù)評估在實際配電網(wǎng)規(guī)劃與運維工作中的應(yīng)用，可以有效提高配電網(wǎng)的規(guī)劃與檢修水平。
[0032](2)本發(fā)明提供的現(xiàn)代配電網(wǎng)健康指數(shù)評估工程應(yīng)用系統(tǒng)，從方法層、平臺層與應(yīng)用層三個層面提出了完整的技術(shù)方案，具有很強的工程應(yīng)用價值，能夠有效推進配電網(wǎng)資產(chǎn)管理的精益化發(fā)展。
[0033](3)本發(fā)明應(yīng)用并擴展健康指數(shù)理念，了解現(xiàn)有這些海量的群體配電設(shè)備及配電網(wǎng)的健康狀況，建立一套適合配電網(wǎng)的健康指數(shù)評估與量化評價方法、體系及其在配電領(lǐng)域的工程應(yīng)用系統(tǒng)；建立健全統(tǒng)一的、比較全面的、可共享的信息數(shù)據(jù)平臺；全面評估配電系統(tǒng)資產(chǎn)現(xiàn)狀，查找薄弱環(huán)節(jié)，創(chuàng)建配電網(wǎng)設(shè)備健康指數(shù)信息的獲取、存儲及處理體系。繼而以配電網(wǎng)健康指數(shù)評估為基礎(chǔ)，進一步深化配電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運維與管理，為科學(xué)化、精益化、系統(tǒng)化的現(xiàn)代配電網(wǎng)資產(chǎn)管理提供先進技術(shù)手段和實用工具，為智能配電網(wǎng)高效、高可靠地供電提供更為有效的思路方法，提高運營效率，實現(xiàn)經(jīng)濟利益最大化。
【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明提供的配電網(wǎng)健康指數(shù)評估工程應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0035]圖2是本發(fā)明提供的配電網(wǎng)健康指數(shù)評估方法示意圖；
[0036]圖3是本發(fā)明提供的配電網(wǎng)健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺架構(gòu)圖；
[0037]圖4是本發(fā)明提供的配電網(wǎng)健康指數(shù)評價流程圖；
[0038]圖5是本發(fā)明提供的配電網(wǎng)健康指數(shù)信息采集設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖6是本發(fā)明提供的基于