健康指數(shù)的配電網規(guī)劃方法與檢修策略思路圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0041]本發(fā)明提供的配電網健康指數(shù)評估工程應用系統(tǒng)架構圖如圖1所示，基于配電網健康指數(shù)評估的工程應用系統(tǒng)包括方法層、平臺層與應用層三層架構。
[0042](1)系統(tǒng)方法層:基于配電網健康指數(shù)的影響因素及規(guī)律研究，建立了配電網健康指數(shù)評估方法，包括變配電設備的健康指數(shù)模型與網絡的健康指數(shù)模型。
[0043](2)系統(tǒng)平臺層:基于配電網健康指數(shù)信息處理及采集技術研究，開發(fā)傳感器等相關數(shù)據(jù)采集裝置，建立配電網健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)對變配電設備與網絡的健康狀態(tài)評估。
[0044](3)系統(tǒng)應用層:基于健康指數(shù)評估，實現(xiàn)對傳統(tǒng)配電網規(guī)劃方法、配電網檢修策略的優(yōu)化，推進精益化的配電網資產管理。
[0045]以下介紹系統(tǒng)各層級的具體技術方案。
[0046]—、方法層:現(xiàn)代配電網健康指數(shù)評估方法
[0047]配電網健康指數(shù)評估方法包括變配電設備的健康指數(shù)模型與網絡的健康指數(shù)模型兩個部分，方法邏輯示意圖見附圖2。
[0048]①變配電設備的健康指數(shù)模型:
[0049]變配電設備主要包括變壓器、開關、電纜線路和架空線路等關鍵設備。變配電設備的健康指數(shù)模型包括不同類型變配電設備的抽樣方法及反映其特征的關鍵狀態(tài)量的確定方法；考慮設備關鍵狀態(tài)量因素的健康指數(shù)建模技術；基于模糊數(shù)學、人工神經網絡(ANN)、粗糙集理論等技術的設備健康指數(shù)分析模型與評價標準。
[0050]②網絡的健康指數(shù)模型:
[0051]網絡的健康指數(shù)模型包括一套能夠衡量單條饋線、單座變電站、變電站及其關聯(lián)半徑內的配電網健康狀況的評價指標體系；能夠反映配電網規(guī)劃、運行與控制協(xié)調配合的網絡健康指數(shù)評價方法與模型。該模型能夠找出系統(tǒng)自身差距和變化態(tài)勢，對已造成或可能發(fā)生的病癥異常，及早給出響應動作建議，以保障系統(tǒng)處于穩(wěn)定健康狀態(tài)。
[0052]二、平臺層:配電網健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺
[0053]配電網健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺包括硬件設備、數(shù)據(jù)處理與應用兩個部分，數(shù)據(jù)平臺架構圖如圖3所示，基于數(shù)據(jù)平臺的配電網健康指數(shù)評價流程如圖4所示。
[0054]1)硬件設備:
[0055]根據(jù)配電網設備與網絡信息采集現(xiàn)狀，采用便攜式帶電檢測儀器測量結果抄錄裝置，使其具有全面電子化讀取和轉存現(xiàn)有配電設備狀態(tài)監(jiān)測儀器結果的功能，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，構造配電網健康指數(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備及網絡健康指數(shù)信息采集的通用適配器，實現(xiàn)信號的標準化輸出；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。健康指數(shù)信息獲取基本硬件結構示意圖如圖5所示。
[0056]2)數(shù)據(jù)處理與應用:
[0057]配電網健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)處理與應用需要具備基于可識別度概念的健康指數(shù)特征提取技術，可以實現(xiàn)對生產管理系統(tǒng)(PMS)系統(tǒng)、配電自動化(DA)、能量管理(EMS)等系統(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；平臺采用面向對象的方法，基于數(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、調用及制表等多種信息使用方式，且能夠實現(xiàn)與電網現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的信息交互共享。
[0058]配電網健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺中的變配電設備與網絡健康指數(shù)評價系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)變配電設備與網絡的健康狀態(tài)評估，有效指導配電網資產管理。
[0059]三、應用層:基于健康指數(shù)的配電網規(guī)劃與檢修技術
[0060]基于健康指數(shù)的配電網工程應用示意圖如圖6所示，典型工程應用包括:
[0061]<1>基于健康指數(shù)的配電網規(guī)劃方法:
[0062]基于健康指數(shù)的配電網規(guī)劃方法包括配電網規(guī)劃和健康指數(shù)之間的動、靜態(tài)協(xié)調策略；考慮設備健康狀況與風險的、滿足分布式電源接入與供電可靠性要求的配電網規(guī)劃規(guī)劃思路、流程及相關技術原則。基于健康指數(shù)的配電網規(guī)劃方法能夠有效指導配電網規(guī)劃工作。
[0063]<2>基于健康指數(shù)的配電網優(yōu)化檢修技術:
[0064]基于健康指數(shù)的配電網優(yōu)化檢修技術包括設備個體健康狀態(tài)對配電網健康指數(shù)的影響分析；設備檢修與電網整體運行性能之間的關系以及設備在電網中的風險等級評估；統(tǒng)籌考慮設備與網絡健康指數(shù)的配電網優(yōu)化檢修策略?；诮】抵笖?shù)的配電網優(yōu)化檢修技術能夠為配電網優(yōu)化檢修提供有力的決策依據(jù)。
[0065]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種配電網健康指數(shù)評估工程應用系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括的配電網健康指數(shù)評估方法層、平臺層和應用層。2.如權利要求1所述的配電網健康指數(shù)評估工程應用系統(tǒng)，其特征在于，所述配電網健康指數(shù)評估方法層包括變配電設備的健康指數(shù)模型、網絡的健康指數(shù)模型以及相關建模技術； 其中變配電設備包括變壓器、開關、電纜線路和架空線路；所述變配電設備的健康指數(shù)模型為基于模糊數(shù)學、人工神經網絡、粗糙集理論技術的設備健康指數(shù)分析模型與評價標準； 所述網絡的健康指數(shù)模型包括能夠衡量單條饋線、單座變電站、變電站及其關聯(lián)半徑內的配電網健康狀況的評價指標體系；能夠反映配電網規(guī)劃、運行與控制協(xié)調配合的網絡健康指數(shù)評價方法與模型； 相關建模技術包括不同類型變配電設備的抽樣方法及反映其特征的關鍵狀態(tài)量的確定方法。3.如權利要求1所述的配電網健康指數(shù)評估工程應用系統(tǒng)，其特征在于，所述平臺層為配電網健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺，包括硬件設備層、數(shù)據(jù)處理與應用層；所述硬件設備層為數(shù)據(jù)處理與應用層提供數(shù)據(jù)； 所述硬件設備層采用新型的便攜式帶電檢測儀測量結果抄錄裝置，使其具有全面電子化讀取和轉存現(xiàn)有配電設備狀態(tài)監(jiān)測儀器結果的功能，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，構造配電網健康指數(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備及網絡健康指數(shù)信息采集的通用適配器，實現(xiàn)信號的標準化輸出；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； 所述數(shù)據(jù)處理與應用層基于可識別度概念的健康指數(shù)特征提取技術，實現(xiàn)對生產管理系統(tǒng)系統(tǒng)、配電自動化系統(tǒng)、能量管理系統(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； 所述配電網健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺采用面向對象的方法，基于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，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、調用及制表多種信息使用方式，且能夠實現(xiàn)與電網現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的信息交互共享。4.如權利要求3所述的配電網健康指數(shù)評估工程應用系統(tǒng)，其特征在于，所述配電網健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺的工作過程如下: (1)配電網健康指數(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； (2)確定配電網健康指數(shù)采用的狀態(tài)信息獲取方式； (3)獲取配電網健康指數(shù)評估所需的狀態(tài)信息； (4)將所述狀態(tài)信息傳輸至配電網健康指數(shù)評估數(shù)據(jù)平臺； (5)依據(jù)配電網健康指數(shù)評價體系，分析健康指數(shù)信息，得出配電網健康指數(shù)評價結果。5.如權利要求4所述的配電網健康指數(shù)評估工程應用系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟(2)中，狀態(tài)信息獲取方式包括配電網已有的數(shù)據(jù)獲取手段、帶電檢測儀和配電網狀態(tài)信息采集裝置；所述配電網已有的數(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健康指數(shù)評估方法需要的狀態(tài)fe息； 所述配電網狀態(tài)信息采集裝置包括依次連接的開關矩陣模塊、采樣模塊、控制器和通信介質；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。6.如權利要求1所述的配電網健康指數(shù)評估工程應用系統(tǒng)，其特征在于，所述應用層包括基于健康指數(shù)的配電網規(guī)劃模塊和基于健康指數(shù)的配電網優(yōu)化檢修模塊； 所述基于健康指數(shù)的配電網規(guī)劃模塊包括配電網規(guī)劃和健康指數(shù)之間的動、靜態(tài)協(xié)調策略；涉及設備健康狀況與風險的、滿足分布式電源接入與供電可靠性要求的配電網規(guī)劃規(guī)劃思路、流程及相關技術原則；基于健康指數(shù)的配電網規(guī)劃模塊能夠有效指導配電網規(guī)劃工作； 所述基于健康指數(shù)的配電網優(yōu)化檢修模塊包括設備個體健康狀態(tài)對配電網健康指數(shù)的影響分析；設備檢修與電網整體運行性能之間的關系以及設備在電網中的風險等級評估；涉及設備與網絡健康指數(shù)的配電網優(yōu)化檢修策略；基于健康指數(shù)的配電網優(yōu)化檢修模塊能夠為配電網優(yōu)化檢修提供決策依據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種配電網健康指數(shù)評估工程應用系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括的配電網健康指數(shù)評估方法層、平臺層和應用層；本發(fā)明考慮配電網設備狀態(tài)、運行條件及網絡拓撲、負載、安全及環(huán)境情況等關鍵特征參量，從設備與網絡兩個層面建立了配電網健康指數(shù)評估方法，并在此基礎上建立了配電網健康指數(shù)數(shù)據(jù)平臺和評估體系，實現(xiàn)了健康指數(shù)評估在配電網優(yōu)化規(guī)劃與檢修領域的應用，能夠有效推進配電網資產管理的精益化、科學化與系統(tǒng)化，并為主動配電網建設夯實基礎。
【IPC分類】G06Q50/06, G06Q10/06, G06Q10/04
【公開號】CN105426980
【申請?zhí)枴緾N201410486605
【發(fā)明人】馬釗, 趙明欣, 周莉梅, 張偉, 劉偉, 蘇劍, 盛萬興, 袁海文, 施慎行, 程林
【申請人】國家電網公司, 中國電力科學研究院
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2014年9月22日