专利名称：一种基于风险评估的电力设备检修系统的制作方法
技术领域：
本发明属于电力企业设备状态检修领域，尤其涉及一种基于风险评估的电力设备检修系统。
背景技术：
电气设备检修体制的发展大致可以分为三个阶段事故检修(BM，BreakMaintenance)、计划检修(SM, Schedule Maintenance)、状态检修(CBM, Condition-BasedMaintenance)。事故检修(BM, Break Maintenance),也称故障检修,这是最早的检修方式,这种检修方式以设备出现功能性故障为判据，在设备发生故障且无法继续运行时才进行维修。显然，这种应急维修需付出很大的安全、经济代价和维修费用，不但严重威胁着设备或人身安 全，而且维修严重不足。计划检修(SM, Schedule Maintenance),也称定期检修。这种检修方式以时间为依据，预先设定检修工作内容与周期，其维修间隔的确定主要根据经验和统计资料，以保证设备的完好率处于一定水平，但是它很难预防由于随机因素引起的偶然事故，同时也会废弃了许多尚可使用的备件，而且增加了不必要的拆装次数，造成浪费。这种不根据设备的实际状况，单纯按规定的时间间隔对设备进行相当程度解体的维修方法，将不可避免地会产生“维修过剩”，不但造成设备有效利用时间的损失和人力、物力、财力的浪费，甚至会引发维修故障。状态检修(CBM,Condition-Based Maintenance)是一种以设备的实际运行状态为基础的检修制度，它是一种建立在计算机技术、检测技术、电力技术、诊断技术、预测技术等多学科基础上的检修方式。状态检修通过对设备相关状态量进行精确测量，综合缺陷信息、试验信息、运行信息、检修信息，经过状态检修专家系统的诊断、处理、评价、预测，识别故障的早期征兆，对故障部位、故障程度和发展趋势做出判断，根据评价结果动态调整检修项目周期，指导检修计划的编制，逐步优化维修管理模式，使设备得到最佳维修与保养，降低维修成本、缩短检修停电时间、延长设备寿命，做到“应修必修、修必修好”。随着电力系统的快速发展，系统规模的不断扩大，系统内设备数量的快速增长，传统的对输变电设备状态不做评估直接进行“一刀切”式的定期检修模式因为检修时间固定，存在检修不足和检修过剩的弊端。检修不足，应修设备不能进行及时修理，造成输变电设备故障率提高；检修过剩，造成大量人力、物力浪费，过度检修造成设备不可逆损伤使设备寿命减短，不必要的检修加大设备故障风险。据此，固定的检修模式已经越来越不适应电网设备维修和经济运行的发展需要。状态检修是一种动态的、根据设备实时状态的一种检修模式，能够根据设备的投运前基础信息、运行中信息、故障和事故情况、试验(预试)数据、同类设备家族参考信息以及其它相关的信息以及实时在线监测数据诊断设备状况，制定灵活检修方式的一种维修方式，做到设备“应修必修，修必修好”，不仅可以大大地节约维修成本，而且可以减少因不必要的维修造成的设备故障，提高维修速度和维修质量，提高电网供电可靠性和电网运行的经济性。现阶段，国内电力系统用于状态检修工作中的决策系统只是把风险评估值作为制定检修计划的参考值，并没有真正把其作为电力系统开展状态检修的必要环节；用于电力系统中设备的风险评估值并不是依据客观的、有说服力的计算方法计算得出而只是采用经验值。因为缺少风险评估模型和定量的风险评估指标的精确数据，使得风险值依赖于评估者的个人经验，得出的风险评估值，因为个人主观因素所占比重大，容易因为个人经验造成风险评估失效，造成维修不足或维修冗余。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于风险评估的电力设备检修系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。本发明提供了一种基于风险评估的电力设备检修系统，包括数据采集单元、数据处理单元和应用服务单元；其中，数据采集单元监测电力设备的原始数据，将采集到的原始数据保存到数据库服务器；数据处理单元对采集到的原始数据进行处理，生成处理结果；应用服务单元供用户访问所述原始数据，以及交互操作所述处理结果；用户基于所述处理结果和原始数据确定电力设备是否需要维修。
在一些可选的实施例中，所述数据采集单元采用任务调度方式进行数据采集，并将异常或错误信息记录在日志文件里；采集的原始数据包括电力设备的分类、名称、设备状态量、计量单位、采集频率。在一些可选的实施例中，所述数据处理单元根据采集到的原始数据进行分析、力口工、处理、统计、预测和评价操作；生成所述处理结果包括告警数据、评价数据、历史评价、预测信息、统计信息、检修计划和预试计划；所述数据处理单元将处理结果传输至状态评价模块，所述状态评价模块包含了详细的设备状态评价数据；具体包括状态量评价、部件评价和设备评价的当前和/或历史记录。在一些可选的实施例中，所述应用服务单元由在线监测模块、可视化展现模块、辅助决策模块、图形分析模块、数据查询模块、知识库配置模块、设备维护模块、系统管理模块组成。在一些可选的实施例中，所述在线监测模块实现在线监测数据查询。在一些可选的实施例中，所述可视化展现模块包括设备状态可视化以真实的地理图为背景，以三维可视化形式展现每个变电站的正常、注意、异常或严重状态的设备统计数量，并显示每个变电站设备状态等级和电压等级；设备告警可视化以真实的地理平面图加闪烁的图标展现每个变电站的告警状态，直观显示告警变电站分布情况；应检修项目可视化和应预试项目可视化以三维可视化形式展现每个变电站的即将到期、已到期、已过期的应检修设备统计数量，并显示每个变电站设备到期情况和电压等级。在一些可选的实施例中，所述图形分析模块包括参量跟踪采用仪表盘方式跟踪一个或多个状态量的当前值，通过仪表盘的不同区域，警示用户采取相应的措施；趋势分析对单个状态量的不同周期变化趋势进行分析，发现变化规律，便于人工分析和预测设备健康状况；类比分析对相同或相似设备的相关参数进行对比，分析故障和异常原因；
多参量分析采用雷达图分析同一台设备多个相关参量的评分情况，以辅助判断多个状态量之间的规律。在一些可选的实施例中，所述设备维护模块包括变电站维护维护系统中使用的变电站信息；功能位置维护维护系统中设备功能位置信息；设备维护维护系统中各类设备信息； 在一些可选的实施例中，所述系统管理模块包括地点维护配置系统使用的地点信息；组织维护维护系统使用组织机构；岗位维护维护系统中岗位信息；人员维护维护系统使用人员信息；权限维护维护人员和岗位对应的权限；接口维护维护系统使用的接口信息，便于数据采集单元的数据采集。在一些可选的实施例中，所述知识库配置模块包括部件维护维护设备类型下的部件名称和编码；状态量维护维护指定设备类型、部件名称下的状态量信息；状态量评分规则维护状态量下的评分规则，包括状态量名称、电压等级、扣分标准、权重、扣分、扣分表达式、最大评分、最小评分、缺陷关键字、缺陷值；部件定级规则维护部件定级的条件，即单项最大扣分和合计扣分的条件和关系。在一些可选的实施例中，所述辅助决策模块包括状态评价查询查询设备当前状态评价信息和历史评价信息；检修项目提醒按设备风险评估值和过期天数倒序排列，查询最有风险的设备和过期未检修项目；预试项目提醒按设备风险评估值和过期天数倒序排列，查询最有风险的设备和过期未预试项目；状态诊断根据故障诊断库和设备状态量情况，诊断设备存在的问题；风险评价按照设备的风险系数、重要等级、状态评分和预测评分，综合得出每个设备的风险评估值。风险评估值=风险系数*重要等级* (I-状态评分/100) * (I-预测评分 /100)。为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。本发明与现有技术相比具有以下优点I.保障电网设备安全稳定运行；2.节约大量设备检修和管理成本；3.提高处理故障处理速度和应对突发故障的解决能力；4 提高了设备管理水平；5.完善了现有的检修评价机制。
图I是本发明系统示意图；图2是本发明检修系统总体架构图；图3是本发明检修系统示意图；图4是本发明数据流设计图；图5是本发明各功能关系图；图6是本发明系统硬件部署图。
具体实施例方式以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。如图I所示，本发明提供了一种基于风险评估的电力设备检修系统，包括数据采集单元S01、数据处理单元S02和应用服务单元S03 ;其中，数据采集单元SOl监测电力设备的原始数据，将采集到的原始数据保存到数据库服务器；数据处理单元S02对采集到的原始数据进行处理，生成处理结果；应用服务单元S03供用户访问所述原始数据，以及交互操作所述处理结果；用户基于所述处理结果和原始数据确定电力设备是否需要维修。在一些可选的实施例中，所述数据采集单元采用任务调度方式进行数据采集，并将异常或错误信息记录在日志文件里；采集的原始数据包括电力设备的分类、名称、设备状态量、计量单位、采集频率。在一些可选的实施例中，所述数据处理单元根据采集到的原始数据进行分析、力口工、处理、统计、预测和评价操作；生成所述处理结果包括告警数据、评价数据、历史评价、预测信息、统计信息、检修计划和预试计划；所述数据处理单元将处理结果传输至状态评价模块，所述状态评价模块包含了详细的设备状态评价数据；具体包括状态量评价、部件评价和设备评价的当前和/或历史记录。在一些可选的实施例中，所述应用服务单元S03由在线监测模块S031、可视化展现模块S032、辅助决策模块S033、图形分析模块S034、数据查询模块S035、知识库配置模块S036、设备维护模块S037、系统管理模块S038组成。如图2所示，展示了状态检修系统总体软件架构，整个系统分模型层、服务层、应用层。模型层按照不同功能划分，同时充分考虑系统科学性、可扩展性、灵活性特点，降低服务层处理数据复杂性，分为接口模型、知识库模型、统计模型、设备模型、组织权限模型、评价模型等六大部分。服务层主要由三个服务单元组成，数据采集单元提供生产管理系统、在线监测系统、集控中心Scada系统的数据采集工作。数据处理单元负责数据的处理、分析、统计、评价、预测等。应用服务单元负责Web应用的调度，采用SOA技术，对外提供Web服务。 应用层采用纯Flex技术，负责各个功能应用展现，供用户Web访问和交互操作。如图3所示，状态检修系统分三大服务单元，每个服务单元由不同功能组成，数据采集单元负责采集Scada系统、在线监测系统、生产管理系统的数据，数据处理单元负责状态量的处理、统计、预测和评价等功能，应用服务单元负责功能页面展现。应用服务单元提供设备的辅助决策、可视化展现、图形分析和数据查询等功能。数据处理单元中的缺陷/试验处理功能，是将采集到的设备缺陷数据和试验数据转化为状态量数据。缺陷数据转化规则为将缺陷表象和缺陷描述匹配状态量评分规则中的缺陷关键字，如果匹配就产生对应的状态量扣分和评分。试验数据转化规则为读取特定的试验记录，查看试验结果是否合格或试验中的状态量参数是否满足评分规则中的扣分表达式，有些试验参数需要根据特定的算法进行二次统计，把二次统计结果传入评分工作中的扣分表达式。数据处理单元中的检修和预试项目提醒功能，是根据设备状态评价结果、参考状态评估、预测评分等，结合设备历史检修项目和预试项目，生成即将到期(一个月内到期)、已到期(到期一个月内)、已过期(过期一个月及其以上)的检修项目和预试项目。应用服务单元的各功能模块详细说明如表I所示
模块名称I应用名称I功能说明_
权利要求
1.一种基于风险评估的电カ设备检修系统，其特征在于，包括数据采集単元、数据处理单元和应用服务单元；其中， 数据采集単元监测电力设备的原始数据，将采集到的原始数据保存到数据库服务器； 数据处理単元对采集到的原始数据进行处理，生成处理结果； 应用服务单元供用户访问所述原始数据，以及交互操作所述处理结果； 用户基于所述处理结果和原始数据确定电カ设备是否需要维修。
2.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述数据采集单元采用任务调度方式进行数据采集，并将异常或错误信息记录在日志文件里；采集的原始数据包括电カ设备的分类、名称、设备状态量、计量单位、采集频率。
3.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述数据处理单元根据采集到的原始数据进行分析、加工、处理、统计、预测和评价操作；生成所述处理结果包括告警数据、评价数据、历史评价、预测信息、统计信息、检修计划和预试计划；所述数据处理单元将处理结果传输至状态评价模块，所述状态评价模块包含了详细的设备状态评价数据；具体包括状态量评价、部件评价和设备评价的当前和/或历史记录。
4.如权利要求I所述的系统，其特征在于，所述应用服务单元由在线监测模块、可视化展现模块、辅助决策模块、图形分析模块、数据查询模块、知识库配置模块、设备维护模块、系统管理模块组成。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述可视化展现模块包括 设备状态可视化以真实的地理图为背景，以三维可视化形式展现每个变电站的正常、注意、异常或严重状态的设备统计数量，并显示每个变电站设备状态等级和电压等级； 设备告警可视化以真实的地理平面图加闪烁的图标展现每个变电站的告警状态，直观显示告警变电站分布情况； 应检修项目可视化和应预试项目可视化以三维可视化形式展现每个变电站的即将到期、已到期、已过期的应检修设备统计数量，并显示每个变电站设备到期情况和电压等级。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述图形分析模块包括 參量跟踪采用仪表盘方式跟踪ー个或多个状态量的当前值，通过仪表盘的不同区域，警示用户采取相应的措施； 趋势分析对单个状态量的不同周期变化趋势进行分析，发现变化规律，便于人工分析和预测设备健康状况； 类比分析对相同或相似设备的相关參数进行对比，分析故障和异常原因； 多參量分析采用雷达图分析同一台设备多个相关參量的评分情況，以辅助判断多个状态量之间的规律。
7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统管理模块包括 地点维护配置系统使用的地点信息； 组织维护维护系统使用组织机构； 岗位维护维护系统中岗位信息； 人员维护维护系统使用人员信息； 权限维护维护人员和岗位对应的权限； 接ロ维护维护系统使用的接ロ信息，便于数据采集单元的数据采集。
8.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述知识库配置模块包括 部件维护维护设备类型下的部件名称和编码； 状态量维护维护指定设备类型、部件名称下的状态量信息； 状态量评分规则维护状态量下的评分规则，包括状态量名称、电压等级、扣分标准、权重、扣分、扣分表达式、最大评分、最小评分、缺陷关键字、缺陷值； 部件定级规则维护部件定级的条件，即单项最大扣分和合计扣分的条件和关系。
9.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述辅助决策模块包括 状态评价查询查询设备当前状态评价信息和历史评价信息； 检修项目提醒按设备风险评估值和过期天数倒序排列，查询最有风险的设备和过期未检修项目； 状态诊断根据故障诊断库和设备状态量情况，诊断设备存在的问题； 风险评价按照设备的风险系数、重要等级、状态评分和预测评分，综合得出每个设备的风险评估值。
全文摘要
本发明公开了一种基于风险评估的电力设备检修系统，包括数据采集单元监测电力设备的原始数据，将采集到的原始数据保存到数据库服务器；数据处理单元对采集到的原始数据进行处理，生成处理结果；应用服务单元供用户访问所述原始数据，以及交互操作所述处理结果；用户基于所述处理结果和原始数据确定电力设备是否需要维修。使用本发明的系统，可以明显减少设备维修过程中的盲目性，避免维修不足或过剩，做到了设备“应修必修、修必修好”的原则，同时节约了大量的维修成本，保障了设备的安全稳定运行，极大地提高了设备的管理水平。
文档编号G06Q50/06GK102663537SQ20121006647
公开日2012年9月12日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者兰箭, 刘嵩, 刘红超, 吴建国, 张野飚, 朱勇, 杨昌甫, 蒋友权, 许良柱, 陈清水, 陈荣, 高灵超 申请人:凯里供电局, 北京许继电气有限公司