一種基於風險評估的電力設備檢修系統的製作方法

2023-05-06 18:24:11 1

專利名稱：一種基於風險評估的電力設備檢修系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於電力企業設備狀態檢修領域，尤其涉及一種基於風險評估的電力設備檢修系統。
背景技術：
電氣設備檢修體制的發展大致可以分為三個階段事故檢修(BM，BreakMaintenance)、計劃檢修(SM, Schedule Maintenance)、狀態檢修(CBM, Condition-BasedMaintenance)。事故檢修(BM, Break Maintenance),也稱故障檢修,這是最早的檢修方式,這種檢修方式以設備出現功能性故障為判據，在設備發生故障且無法繼續運行時才進行維修。顯然，這種應急維修需付出很大的安全、經濟代價和維修費用，不但嚴重威脅著設備或人身安 全，而且維修嚴重不足。計劃檢修(SM, Schedule Maintenance),也稱定期檢修。這種檢修方式以時間為依據，預先設定檢修工作內容與周期，其維修間隔的確定主要根據經驗和統計資料，以保證設備的完好率處於一定水平，但是它很難預防由於隨機因素引起的偶然事故，同時也會廢棄了許多尚可使用的備件，而且增加了不必要的拆裝次數，造成浪費。這種不根據設備的實際狀況，單純按規定的時間間隔對設備進行相當程度解體的維修方法，將不可避免地會產生「維修過剩」，不但造成設備有效利用時間的損失和人力、物力、財力的浪費，甚至會引發維修故障。狀態檢修(CBM,Condition-Based Maintenance)是一種以設備的實際運行狀態為基礎的檢修制度，它是一種建立在計算機技術、檢測技術、電力技術、診斷技術、預測技術等多學科基礎上的檢修方式。狀態檢修通過對設備相關狀態量進行精確測量，綜合缺陷信息、試驗信息、運行信息、檢修信息，經過狀態檢修專家系統的診斷、處理、評價、預測，識別故障的早期徵兆，對故障部位、故障程度和發展趨勢做出判斷，根據評價結果動態調整檢修項目周期，指導檢修計劃的編制，逐步優化維修管理模式，使設備得到最佳維修與保養，降低維修成本、縮短檢修停電時間、延長設備壽命，做到「應修必修、修必修好」。隨著電力系統的快速發展，系統規模的不斷擴大，系統內設備數量的快速增長，傳統的對輸變電設備狀態不做評估直接進行「一刀切」式的定期檢修模式因為檢修時間固定，存在檢修不足和檢修過剩的弊端。檢修不足，應修設備不能進行及時修理，造成輸變電設備故障率提高；檢修過剩，造成大量人力、物力浪費，過度檢修造成設備不可逆損傷使設備壽命減短，不必要的檢修加大設備故障風險。據此，固定的檢修模式已經越來越不適應電網設備維修和經濟運行的發展需要。狀態檢修是一種動態的、根據設備實時狀態的一種檢修模式，能夠根據設備的投運前基礎信息、運行中信息、故障和事故情況、試驗(預試)數據、同類設備家族參考信息以及其它相關的信息以及實時在線監測數據診斷設備狀況，制定靈活檢修方式的一種維修方式，做到設備「應修必修，修必修好」，不僅可以大大地節約維修成本，而且可以減少因不必要的維修造成的設備故障，提高維修速度和維修質量，提高電網供電可靠性和電網運行的經濟性。現階段，國內電力系統用於狀態檢修工作中的決策系統只是把風險評估值作為制定檢修計劃的參考值，並沒有真正把其作為電力系統開展狀態檢修的必要環節；用於電力系統中設備的風險評估值並不是依據客觀的、有說服力的計算方法計算得出而只是採用經驗值。因為缺少風險評估模型和定量的風險評估指標的精確數據，使得風險值依賴於評估者的個人經驗，得出的風險評估值，因為個人主觀因素所佔比重大，容易因為個人經驗造成風險評估失效，造成維修不足或維修冗餘。

發明內容
有鑑於此，本發明所要解決的技術問題是提供一種基於風險評估的電力設備檢修系統。為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關鍵/重要組成元素或描繪這些實施例的保護範圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現一些概念，以此作為後面的詳細說明的序言。本發明提供了一種基於風險評估的電力設備檢修系統，包括數據採集單元、數據處理單元和應用服務單元；其中，數據採集單元監測電力設備的原始數據，將採集到的原始數據保存到資料庫伺服器；數據處理單元對採集到的原始數據進行處理，生成處理結果；應用服務單元供用戶訪問所述原始數據，以及交互操作所述處理結果；用戶基於所述處理結果和原始數據確定電力設備是否需要維修。
在一些可選的實施例中，所述數據採集單元採用任務調度方式進行數據採集，並將異常或錯誤信息記錄在日誌文件裡；採集的原始數據包括電力設備的分類、名稱、設備狀態量、計量單位、採集頻率。在一些可選的實施例中，所述數據處理單元根據採集到的原始數據進行分析、力口工、處理、統計、預測和評價操作；生成所述處理結果包括告警數據、評價數據、歷史評價、預測信息、統計信息、檢修計劃和預試計劃；所述數據處理單元將處理結果傳輸至狀態評價模塊，所述狀態評價模塊包含了詳細的設備狀態評價數據；具體包括狀態量評價、部件評價和設備評價的當前和/或歷史記錄。在一些可選的實施例中，所述應用服務單元由在線監測模塊、可視化展現模塊、輔助決策模塊、圖形分析模塊、數據查詢模塊、知識庫配置模塊、設備維護模塊、系統管理模塊組成。在一些可選的實施例中，所述在線監測模塊實現在線監測數據查詢。在一些可選的實施例中，所述可視化展現模塊包括設備狀態可視化以真實的地理圖為背景，以三維可視化形式展現每個變電站的正常、注意、異常或嚴重狀態的設備統計數量，並顯示每個變電站設備狀態等級和電壓等級；設備告警可視化以真實的地理平面圖加閃爍的圖標展現每個變電站的告警狀態，直觀顯示告警變電站分布情況；應檢修項目可視化和應預試項目可視化以三維可視化形式展現每個變電站的即將到期、已到期、已過期的應檢修設備統計數量，並顯示每個變電站設備到期情況和電壓等級。在一些可選的實施例中，所述圖形分析模塊包括參量跟蹤採用儀錶盤方式跟蹤一個或多個狀態量的當前值，通過儀錶盤的不同區域，警示用戶採取相應的措施；趨勢分析對單個狀態量的不同周期變化趨勢進行分析，發現變化規律，便於人工分析和預測設備健康狀況；類比分析對相同或相似設備的相關參數進行對比，分析故障和異常原因；
多參量分析採用雷達圖分析同一臺設備多個相關參量的評分情況，以輔助判斷多個狀態量之間的規律。在一些可選的實施例中，所述設備維護模塊包括變電站維護維護系統中使用的變電站信息；功能位置維護維護系統中設備功能位置信息；設備維護維護系統中各類設備信息； 在一些可選的實施例中，所述系統管理模塊包括地點維護配置系統使用的地點信息；組織維護維護系統使用組織機構；崗位維護維護系統中崗位信息；人員維護維護系統使用人員信息；權限維護維護人員和崗位對應的權限；接口維護維護系統使用的接口信息，便於數據採集單元的數據採集。在一些可選的實施例中，所述知識庫配置模塊包括部件維護維護設備類型下的部件名稱和編碼；狀態量維護維護指定設備類型、部件名稱下的狀態量信息；狀態量評分規則維護狀態量下的評分規則，包括狀態量名稱、電壓等級、扣分標準、權重、扣分、扣分表達式、最大評分、最小評分、缺陷關鍵字、缺陷值；部件定級規則維護部件定級的條件，即單項最大扣分和合計扣分的條件和關係。在一些可選的實施例中，所述輔助決策模塊包括狀態評價查詢查詢設備當前狀態評價信息和歷史評價信息；檢修項目提醒按設備風險評估值和過期天數倒序排列，查詢最有風險的設備和過期未檢修項目；預試項目提醒按設備風險評估值和過期天數倒序排列，查詢最有風險的設備和過期未預試項目；狀態診斷根據故障診斷庫和設備狀態量情況，診斷設備存在的問題；風險評價按照設備的風險係數、重要等級、狀態評分和預測評分，綜合得出每個設備的風險評估值。風險評估值=風險係數*重要等級* (I-狀態評分/100) * (I-預測評分 /100)。為了上述以及相關的目的，一個或多個實施例包括後面將詳細說明並在權利要求中特別指出的特徵。下面的說明以及附圖詳細說明某些示例性方面，並且其指示的僅僅是各個實施例的原則可以利用的各種方式中的一些方式。其它的益處和新穎性特徵將隨著下面的詳細說明結合附圖考慮而變得明顯，所公開的實施例是要包括所有這些方面以及它們的等同。本發明與現有技術相比具有以下優點I.保障電網設備安全穩定運行；2.節約大量設備檢修和管理成本；3.提高處理故障處理速度和應對突發故障的解決能力；4 提高了設備管理水平；5.完善了現有的檢修評價機制。


圖I是本發明系統示意圖；圖2是本發明檢修系統總體架構圖；圖3是本發明檢修系統示意圖；圖4是本發明數據流設計圖；圖5是本發明各功能關係圖；圖6是本發明系統硬體部署圖。
具體實施例方式以下描述和附圖充分地示出本發明的具體實施方案，以使本領域的技術人員能夠實踐它們。其他實施方案可以包括結構的、邏輯的、電氣的、過程的以及其他的改變。實施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨的組件和功能是可選的，並且操作的順序可以變化。一些實施方案的部分和特徵可以被包括在或替換其他實施方案的部分和特徵。本發明的實施方案的範圍包括權利要求書的整個範圍，以及權利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發明的這些實施方案可以被單獨地或總地用術語「發明」來表示，這僅僅是為了方便，並且如果事實上公開了超過一個的發明，不是要自動地限制該應用的範圍為任何單個發明或發明構思。如圖I所示，本發明提供了一種基於風險評估的電力設備檢修系統，包括數據採集單元S01、數據處理單元S02和應用服務單元S03 ;其中，數據採集單元SOl監測電力設備的原始數據，將採集到的原始數據保存到資料庫伺服器；數據處理單元S02對採集到的原始數據進行處理，生成處理結果；應用服務單元S03供用戶訪問所述原始數據，以及交互操作所述處理結果；用戶基於所述處理結果和原始數據確定電力設備是否需要維修。在一些可選的實施例中，所述數據採集單元採用任務調度方式進行數據採集，並將異常或錯誤信息記錄在日誌文件裡；採集的原始數據包括電力設備的分類、名稱、設備狀態量、計量單位、採集頻率。在一些可選的實施例中，所述數據處理單元根據採集到的原始數據進行分析、力口工、處理、統計、預測和評價操作；生成所述處理結果包括告警數據、評價數據、歷史評價、預測信息、統計信息、檢修計劃和預試計劃；所述數據處理單元將處理結果傳輸至狀態評價模塊，所述狀態評價模塊包含了詳細的設備狀態評價數據；具體包括狀態量評價、部件評價和設備評價的當前和/或歷史記錄。在一些可選的實施例中，所述應用服務單元S03由在線監測模塊S031、可視化展現模塊S032、輔助決策模塊S033、圖形分析模塊S034、數據查詢模塊S035、知識庫配置模塊S036、設備維護模塊S037、系統管理模塊S038組成。如圖2所示，展示了狀態檢修系統總體軟體架構，整個系統分模型層、服務層、應用層。模型層按照不同功能劃分，同時充分考慮系統科學性、可擴展性、靈活性特點，降低服務層處理數據複雜性，分為接口模型、知識庫模型、統計模型、設備模型、組織權限模型、評價模型等六大部分。服務層主要由三個服務單元組成，數據採集單元提供生產管理系統、在線監測系統、集控中心Scada系統的數據採集工作。數據處理單元負責數據的處理、分析、統計、評價、預測等。應用服務單元負責Web應用的調度，採用SOA技術，對外提供Web服務。 應用層採用純Flex技術，負責各個功能應用展現，供用戶Web訪問和交互操作。如圖3所示，狀態檢修系統分三大服務單元，每個服務單元由不同功能組成，數據採集單元負責採集Scada系統、在線監測系統、生產管理系統的數據，數據處理單元負責狀態量的處理、統計、預測和評價等功能，應用服務單元負責功能頁面展現。應用服務單元提供設備的輔助決策、可視化展現、圖形分析和數據查詢等功能。數據處理單元中的缺陷/試驗處理功能，是將採集到的設備缺陷數據和試驗數據轉化為狀態量數據。缺陷數據轉化規則為將缺陷表象和缺陷描述匹配狀態量評分規則中的缺陷關鍵字，如果匹配就產生對應的狀態量扣分和評分。試驗數據轉化規則為讀取特定的試驗記錄，查看試驗結果是否合格或試驗中的狀態量參數是否滿足評分規則中的扣分表達式，有些試驗參數需要根據特定的算法進行二次統計，把二次統計結果傳入評分工作中的扣分表達式。數據處理單元中的檢修和預試項目提醒功能，是根據設備狀態評價結果、參考狀態評估、預測評分等，結合設備歷史檢修項目和預試項目，生成即將到期(一個月內到期)、已到期(到期一個月內)、已過期(過期一個月及其以上)的檢修項目和預試項目。應用服務單元的各功能模塊詳細說明如表I所示
模塊名稱I應用名稱I功能說明_
權利要求
1.一種基於風險評估的電カ設備檢修系統，其特徵在於，包括數據採集単元、數據處理單元和應用服務單元；其中， 數據採集単元監測電力設備的原始數據，將採集到的原始數據保存到資料庫伺服器； 數據處理単元對採集到的原始數據進行處理，生成處理結果； 應用服務單元供用戶訪問所述原始數據，以及交互操作所述處理結果； 用戶基於所述處理結果和原始數據確定電カ設備是否需要維修。
2.如權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述數據採集單元採用任務調度方式進行數據採集，並將異常或錯誤信息記錄在日誌文件裡；採集的原始數據包括電カ設備的分類、名稱、設備狀態量、計量單位、採集頻率。
3.如權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述數據處理單元根據採集到的原始數據進行分析、加工、處理、統計、預測和評價操作；生成所述處理結果包括告警數據、評價數據、歷史評價、預測信息、統計信息、檢修計劃和預試計劃；所述數據處理單元將處理結果傳輸至狀態評價模塊，所述狀態評價模塊包含了詳細的設備狀態評價數據；具體包括狀態量評價、部件評價和設備評價的當前和/或歷史記錄。
4.如權利要求I所述的系統，其特徵在於，所述應用服務單元由在線監測模塊、可視化展現模塊、輔助決策模塊、圖形分析模塊、數據查詢模塊、知識庫配置模塊、設備維護模塊、系統管理模塊組成。
5.如權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述可視化展現模塊包括 設備狀態可視化以真實的地理圖為背景，以三維可視化形式展現每個變電站的正常、注意、異常或嚴重狀態的設備統計數量，並顯示每個變電站設備狀態等級和電壓等級； 設備告警可視化以真實的地理平面圖加閃爍的圖標展現每個變電站的告警狀態，直觀顯示告警變電站分布情況； 應檢修項目可視化和應預試項目可視化以三維可視化形式展現每個變電站的即將到期、已到期、已過期的應檢修設備統計數量，並顯示每個變電站設備到期情況和電壓等級。
6.如權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述圖形分析模塊包括 參量跟蹤採用儀錶盤方式跟蹤ー個或多個狀態量的當前值，通過儀錶盤的不同區域，警示用戶採取相應的措施； 趨勢分析對單個狀態量的不同周期變化趨勢進行分析，發現變化規律，便於人工分析和預測設備健康狀況； 類比分析對相同或相似設備的相關參數進行對比，分析故障和異常原因； 多參量分析採用雷達圖分析同一臺設備多個相關參量的評分情況，以輔助判斷多個狀態量之間的規律。
7.如權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述系統管理模塊包括 地點維護配置系統使用的地點信息； 組織維護維護系統使用組織機構； 崗位維護維護系統中崗位信息； 人員維護維護系統使用人員信息； 權限維護維護人員和崗位對應的權限； 接ロ維護維護系統使用的接ロ信息，便於數據採集單元的數據採集。
8.如權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述知識庫配置模塊包括 部件維護維護設備類型下的部件名稱和編碼； 狀態量維護維護指定設備類型、部件名稱下的狀態量信息； 狀態量評分規則維護狀態量下的評分規則，包括狀態量名稱、電壓等級、扣分標準、權重、扣分、扣分表達式、最大評分、最小評分、缺陷關鍵字、缺陷值； 部件定級規則維護部件定級的條件，即單項最大扣分和合計扣分的條件和關係。
9.如權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述輔助決策模塊包括 狀態評價查詢查詢設備當前狀態評價信息和歷史評價信息； 檢修項目提醒按設備風險評估值和過期天數倒序排列，查詢最有風險的設備和過期未檢修項目； 狀態診斷根據故障診斷庫和設備狀態量情況，診斷設備存在的問題； 風險評價按照設備的風險係數、重要等級、狀態評分和預測評分，綜合得出每個設備的風險評估值。
全文摘要
本發明公開了一種基於風險評估的電力設備檢修系統，包括數據採集單元監測電力設備的原始數據，將採集到的原始數據保存到資料庫伺服器；數據處理單元對採集到的原始數據進行處理，生成處理結果；應用服務單元供用戶訪問所述原始數據，以及交互操作所述處理結果；用戶基於所述處理結果和原始數據確定電力設備是否需要維修。使用本發明的系統，可以明顯減少設備維修過程中的盲目性，避免維修不足或過剩，做到了設備「應修必修、修必修好」的原則，同時節約了大量的維修成本，保障了設備的安全穩定運行，極大地提高了設備的管理水平。
文檔編號G06Q50/06GK102663537SQ20121006647
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月13日 優先權日2012年3月13日
發明者蘭箭, 劉嵩, 劉紅超, 吳建國, 張野飈, 朱勇, 楊昌甫, 蔣友權, 許良柱, 陳清水, 陳榮, 高靈超 申請人:凱裡供電局, 北京許繼電氣有限公司