专利名称：电力二次设备状态评价方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力二次设备维护的技术领域，尤其涉及电力二次设备状态评价方法，以及电力二次设备状态评价系统。
背景技术：
随着电力工业的发展，电气设备检修体制正在从计划性检修模式向状态检修模式转变。状态检修模式的核心任务是评价设备的运行维护状态，从而合理安排检修时间和检修项目，防止由于维护不足而引起事故的发生。电力二次设备的常规运行维护状态评价过程主要包括设备特征状态参量选取，整合状态参量信息从而得出设备健康状态。二次设备在选取状态参量时一般需要考虑以下内容1)首先对二次设备(继保设备、自动化设备、通信设备、直流电源和安自装置等) 的运行机理进行分析，从根本上找到反映二次运行状态、健康水平的参数指标，进而指导有针对性地选择状态参量，客观地体现主设备的运行状态；2)其次对电网现阶段主要应用的二次设备预防性试验、在线监测手段等方法进行调研，了解现阶段通过历史数据可获得的各个状态参量，并最终给出未来二次设备增强在线监测手段的方向，为提出状态评价模型和算法奠定基础。由于二次设备运行维护状态评价的研究正处于起步阶段，因此对状态评价方法和状态参量的选取并未形成系统，从而影响状态评价结果的全面性。同时由于不同的状态参量反映设备事故发展趋势或者健康状况的能力大小存在差别，技术人员的主观判断容易影响状态评价结果的准确性和客观性，容易判断错误使二次设备没有得到及时的维护，导致二次设备因维护不足而引起各种故障问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种能够全面地判断电力系统二次设备的维护状态的电力二次设备状态评价方法，便于及时地对电力二次设备进行运行维护或者预
Sfc目。一种电力二次设备状态评价方法，包括步骤预先设定二次设备的各项维护状态参数对所述二次设备的维护状态值的权重比例，建立二次设备维护状态值的计算模型；获取所述二次设备的各项维护状态参数的实时检测值，根据所述二次设备维护状态值的计算模型，计算所述二次设备的维护状态值；根据所述二次设备的维护状态值的计算结果，判断所述二次设备的维护状态。与现有技术相比较，本发明的电力二次设备状态评价方法通过设置所述二次设备维护状态值的计算模型，获取所述电力二次设备的各项维护状态参数的检测值，根据所述二次设备维护状态值的计算模型的各个层次的各项维护状态参数的取值以及预设的参数权重比例，将所述电力二次设备的维护状态用实际数字进行量化，使所述电力二次设备的维护状态有了直接、客观的判断依据。将判断结果作为对所述电力二次设备的维护的依据， 因此维护更加及时，能够预防电力二次设备因维护不足而引起的各种故障问题。进一步地，在判断所述二次设备的维护状态之后，可以根据所述维护状态对二次设备进行维护告警，例如在判断所述二次设备的维护状态不合格时，向变电站的控制中心或者远程调度中心发送告警信号。本发明要解决的技术问题还在于提供一种能够全面地判断电力系统二次设备的维护状态的电力二次设备状态评价系统，便于及时地对电力二次设备进行运行维护或者预警。一种电力二次设备状态评价系统，包括维护模型管理模块，用于预先设定二次设备的各项维护状态参数对所述二次设备的维护状态值的权重比例，建立二次设备维护状态值的计算模型；维护状态值运算模块，用于获取所述二次设备的各项维护状态参数的实时检测值，根据所述二次设备维护状态值的计算模型，计算所述二次设备的维护状态值；判断模块，用于根据所述二次设备的维护状态值的计算结果，判断所述二次设备的维护状态。与现有技术相比较，本发明的电力二次设备状态评价系统中，所述维护模型管理模块设置所述二次设备维护状态值的计算模型，所述维护状态值运算模块获取所述电力二次设备的各项维护状态参数的检测值，根据所述二次设备维护状态值的计算模型的各个层次的各项维护状态参数的取值以及预设的参数权重比例，将所述电力二次设备的维护状态用实际数字进行量化，使所述电力二次设备的维护状态有了直接、客观的判断依据。在所述判断模块判断电力二次设备的维护状态为不合格时，即时对所述电力二次设备进行维护， 因此维护更加及时，能够预防电力二次设备因维护不足而引起的各种故障问题。
图1是本发明电力二次设备状态评价方法的步骤流程图；图2是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的二次设备维护状态值的计算模型的示意图；图3是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的继电保护二次回路的维护状态值的计算模型的示意图；图4是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的继电保护装置的维护状态值的计算模型的示意图；图5是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的省港电能遥测计量计费系统的维护状态值的计算模型的示意图；图6是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的广域测量系统的维护状态值的计算模型的示意图；图7是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的电能量计量系统的维护状态值的计算模型的示意图；图8是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的调度自动化主站系统的维护状态值的计算模型的示意图；图9是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的配电自动化主站系统的维护状态值的计算模型的示意图；图10是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的变电站自动化系统的维护状态值的计算模型的示意图；图11是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的通信传输设备的维护状态值的计算模型的示意图；图12是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的直流屏的维护状态值的计算模型的示意图；图13是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的蓄电池组的维护状态值的计算模型的示意图；图14是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的安全自动装置的维护状态值的计算模型的示意图；图15是本发明电力二次设备状态评价方法中建立的安自二次回路的维护状态值的计算模型的示意图；图16是本发明的电力二次设备状态评价系统的结构示意图；图17是本发明的电力二次设备状态评价系统一种优选实施方式的结构示意图。
具体实施例方式请参阅图1，图1是本发明电力二次设备状态评价方法的步骤流程图。所述电力二次设备状态评价方法包括以下步骤S101，预先设定二次设备的各项维护状态参数对所述二次设备的维护状态值的权重比例，建立二次设备维护状态值的计算模型；在本实施方式中，所述二次设备维护状态值的计算模型采用树形结构，包括目标层、准则层、子准则层和指标层；其中，所述目标层包括所述二次设备的维护状态值；所述准则层包括与所述二次设备的维护状态对应的若干评价准则；所述子准则层包括与每一所述评价准则对应的若干子准则；所述指标层包括与每一所述子准则对应的若干维护状态参数；并且，每一所述二次设备对应的各项评价准则对于所述二次设备的维护状态值具有预设的第一状态权重比例；每一所述评价准则对应的各项子准则对所述评价准则具有预设的第二状态权重比例；每一所述子准则对应的各项维护状态参数对所述子准则具有预设的第三状态权重比例。在所述二次设备维护状态值的计算模型中，所述目标层为解决问题所追求的总目标，在导则中为各类一级评价对象，以及一级评价对象所包含的二级评价对象。所述二次设备维护状态值的计算模型中的一级评价对象和二级评价对象如图2所示。其中，所述一级评价对象为直接开展维护状态评价的对象。包括继电保护设备、自动化设备(省港电能遥测计量计费系统、广域测量系统、电能量计量系统、调度自动化主站系统、配电自动化主站系统和变电站自动化系统)、通信设备、直流电源设备、安全自动装置等二次设备。所述二级评价对象为将各类一级评价对象按照功能模块或者组成模块划分为若干二级评价对象。例如继电保护设备的二级评价对象包括继保装置和二次回路；通信设备的二级评价对象包括通信传输系统、通信光缆和数据网络(本导则暂不评估光缆和网络)；直流电源设备的二级评价对象包括直流屏和蓄电池组；安全自动装置的二级评价对象包括安自装置和二次回路；自动化设备不划分二级评价对象。所述准则层为衡量某些因素或措施达到预定目标的中间环节。在导则中为各类一级评价对象和二级评价对象的五项状态参量类别。包括设备投运前状况、设备历史运行状况、设备检修状况、设备实时运行状况、其他因素。所述子准则层为对准则层的进一步细化。在导则中为对五项状态参量类别的细化条目，对应不同的二次设备而有所不同。所述指标层为决策问题的具体分析因素或措施。在导则中为参与评分的各项状态参量。下面举例说明几种二次设备维护状态值的计算模型。例如继电保护设备依据维护状态评价分级分类，分别评价二次回路和保护(或自动)装置的参量。则继电保护二次回路的维护状态值的计算模型如图3所示，其准则层包括设备投运前状况、设备历史运行状况、设备检修状况、设备实时运行状况、其他因素。其中，设备投运前状况对应所述子准则层的图纸设计质量、设备制造质量、施工安装质量和投产验收质量。其中各个所述子准则分别对应所述指标层不同的维护状态参数，例如图纸设计质量对应出现错漏的统计次数；设备制造质量对应装置质量的评分值；施工安装质量分别对应标识规范清晰度以及接线质量的评分值；投产验收质量对应验收规范性评分值。所述继电保护二次回路的维护状态值的计算模型中的其他准则分别对应若干子准则，每一子准则对应若干维护状态参数，如图3所示，在此不再赘述。继电保护装置的维护状态值的计算模型如图4所示。又如自动化设备依据维护状态评价分级分类，将自动化设备划分为省港电能遥测计量计费系统、广域测量系统、电能量计量系统、调度自动化主站系统、配电自动化主站系统、变电站自动化系统等二级评价对象进行评价，建立自动化设备的维护状态值的计算模型，如附图5至10所示。又如通信传输设备的维护状态值的计算模型。由于通信网络的复杂性，目前对通信二次设备状态评价主要针对通信传输设备进行评价，对于光缆、数据网络等主设备的评价暂不考虑。通信传输设备的维护状态值的计算模型如附图11所示。又如直流电源设备的维护状态值的计算模型。据广东电网直流电源设备的实际情况，将直流电源的评价单位设为站。将设备分为直流屏和蓄电池组等二级评价对象，按照分类模型建立状态参量分别构成直流屏和蓄电池组的维护状态值的计算模型，如图12、13所示。
又如安全自动装置的维护状态值的计算模型。规定的安自装置包括安全稳定控制系统及装置、低频自动减负荷装置、低压自动减负荷装置、线路过流自动切负荷(或切机)装置、线路三跳联切负荷(或切机)装置、机组高(低)频解列装置、振荡解列装置、水轮机低频自起动装置、备用电源自动投入装置等保证电力系统安全稳定运行的自动装置。 将安全自动装置分为安自装置和二次回路两部分二级评价对象进行状态参量分类，分别建立安全自动装置和安自二次回路的维护状态值的计算模型如附图14、15所示。电力系统设计维护人员可以根据不同的需求，设定合适的电力二次设备的各项维护状态参数，来建立相应的二次设备维护状态值的计算模型。以便对电力二次设备的各项维护状态得到全面合理评估数据基础。在建立所述二次设备维护状态值的计算模型之后，分别对各个所述二次设备维护状态值的计算模型的指标层中的各项维护状态参数设定参数权重比例。所述参数权重比例为所述维护状态参数对所述电力二次设备的维护状态的影响的权重。具体地，分别设定所述准则层中的各项评价准则相对于所述待检测的电力二次设备的权重比例，所述子准则层的各项子准则相对于对应的所述评价准则的权重比例，以及所述指标层中的各项维护状态参数相对于对应的所述子准则的权重比例。在获得各项所述维护状态参数的检测评分值的基础上，可以根据上述权重比例计算所述电力二次设备的维护状态值。电力设计维护人员可根据所述二次设备维护状态值的计算模型中的各个层次的参数对所述电力二次设备的维护状态的影响，具体设定各个层次的参数的状态权重比例。S102，获取所述二次设备的各项维护状态参数的实时检测值，根据所述二次设备维护状态值的计算模型，计算所述二次设备的维护状态值；在本实施例中，根据以下公式计算所述电力二次设备的维护状态值其中，η为所述二次设备的维护状态值对应的评价准则的数量；^为所述第一状态权重比例；m为各评价准则对应的子准则数量；…为所述第二状态权重比例；1为各项子准则对应的维护状态参数的数量为所述第三状态权重比例；Pk为所述维护状态参数的实时检测值；S为所述二次设备的维护状态值。S103，根据所述二次设备的维护状态值的计算结果，判断所述二次设备的维护状态。在本步骤中，可以根据预设的判断阈值对所述维护状态值的计算结果进行比较， 并根据比较结果判断所述电力二次设备的维护状态。例如，所述述维护状态值的计算结果高于判断阈值，将所述电力二次设备的维护状态判断为合格，否则不合格，合格则可无需对其进行维护，不合格则根据实际情况进行维护或者预警处理。与现有技术相比较，本发明的电力二次设备状态评价方法通过设置所述二次设备维护状态值的计算模型，全面获取所述电力二次设备的各项维护状态参数，根据所述二次设备维护状态值的计算模型的各个层次的各项维护状态参数的取值以及预设的参数权重比例，将所述电力二次设备的维护状态用实际数字进行量化，使所述电力二次设备的维护状态有了直接、客观的判断依据。当根据所述维护状态值判断电力二次设备的维护状态为不合格时，可即时了解并对所述电力二次设备进行维护，因此维护更加及时，能够预防电力二次设备因维护不足而引起的各种故障问题。作为一种优选实施方式，在步骤S103判断所述电力二次设备的维护状态之后，进一步根据所述判断结果执行以下处理如果判断不合格，则执行S104 ；如果判断合格，则执行步骤S105 ；S104，执行所述电力二次设备的维护操作；
如果所述电力二次设备的维护状态判断为不合格，则对所述电力二次设备进行维护。S105，不执行所述电力二次设备的维护操作。作为另一种优选实施方式，在建立二次设备维护状态值的计算模型之后，进一步执行以下步骤S106，实时检测获取二次设备的各项维护状态参数，更新所述二次设备维护状态值的计算模型中的各项维护状态参数的取值，然后再执行步骤S102至步骤S105。通过不断更新所述电力二次设备的各项维护状态参数的取值，从而可以保持所述二次设备维护状态值的计算模型的实时性，使每次维护状态的判断都与所述电力二次设备的实际状况尽量相符。请参阅图16，图16是本发明的电力二次设备状态评价系统的结构示意图。所述电力二次设备状态评价系统包括维护模型管理模块11，用于预先设定二次设备的各项维护状态参数对所述二次设备的维护状态值的权重比例，建立二次设备维护状态值的计算模型；维护状态值运算模块12，用于获取所述二次设备的各项维护状态参数的实时检测值，根据所述二次设备维护状态值的计算模型，计算所述二次设备的维护状态值；判断模块13，用于根据所述二次设备的维护状态值的计算结果，判断所述二次设备的维护状态。其中，在本实施方式中，所述维护模型管理模块11建立的所述维护模型管理模块采用树形结构建立所述二次设备维护状态值的计算模型，包括目标层、准则层、子准则层和指标层；其中，所述目标层包括所述二次设备的维护状态值；所述准则层包括与所述二次设备的维护状态对应的若干评价准则；所述子准则层包括与每一所述评价准则对应的若干子准则；所述指标层包括与每一所述子准则对应的若干维护状态参数；并且，每一所述二次设备对应的各项评价准则对于所述二次设备的维护状态值具有预设的第一状态权重比例；每一所述评价准则对应的各项子准则对所述评价准则具有预设的第二状态权重比例； 每一所述子准则对应的各项维护状态参数对所述子准则具有预设的第三状态权重比例。在所述二次设备维护状态值的计算模型中，所述目标层为解决问题所追求的总目标，在导则中为各类一级评价对象，以及一级评价对象所包含的二级评价对象。其中，所述一级评价对象为直接开展维护状态评价的对象。包括继电保护设备、自动化设备(省港电能遥测计量计费系统、广域测量系统、电能量计量系统、调度自动化主站系统、配电自动化主站系统和变电站自动化系统)、通信设备、直流电源设备、安全自动装置等二次设备。所述二级评价对象为将各类一级评价对象按照功能模块或者组成模块划分为若干二级评价对象。例如继电保护设备的二级评价对象包括继保装置和二次回路；通信设备的二级评价对象包括通信传输系统、通信光缆和数据网络(本导则暂不评估光缆和网络)；直流电源设备的二级评价对象包括直流屏和蓄电池组；安全自动装置的二级评价对象包括安自装置和二次回路；自动化设备不划分二级评价对象。所述准则层为衡量某些因素或措施达到预定目标的中间环节。在导则中为各类一级评价对象和二级评价对象的五项状态参量类别。包括设备投运前状况、设备历史运行状况、设备检修状况、设备实时运行状况、其他因素。所述子准则层为对准则层的进一步细化。在导则中为对五项状态参量类别的细化条目，对应不同的二次设备而有所不同。所述指标层为决策问题的具体分析因素或措施。在导则中为参与评分的各项状态参量。电力系统设计维护人员可以根据不同的需求，设定合适的二次设备的各项维护状态参数，来建立相应的二次设备维护状态值的计算模型。以便对二次设备的维护状态得到全面合理评估数据基础。所述维护模型管理模块11在所述二次设备维护状态值的计算模型之中，分别对各个所述二次设备维护状态值的计算模型的各个层次之中的各项设定参数权重比例。所述参数权重比例可以设置在所述维护模型管理模块11建立的二次设备维护状态值的计算模型中，供所述维护状态值运算模块12读取。所述参数权重比例为所述维护状态参数对所述电力二次设备的维护状态的影响的权重。具体地，分别设定所述准则层中的各项评价准则相对于所述待检测的电力二次设备的权重比例，所述子准则层的各项子准则相对于对应的所述评价准则的权重比例，以及所述指标层中的各项维护状态参数相对于对应的所述子准则的权重比例。在获得各项所述维护状态参数的检测评分值的基础上，可以根据上述权重比例计算所述电力二次设备的维护状态值。电力设计维护人员可根据所述二次设备维护状态值的计算模型中的各个层次的参数对所述电力二次设备的维护状态的影响，具体设定各个层次的参数的状态权重比例。在本实施方式中，所述维护状态值运算模块12根据以下公式计算所述电力二次设备的维护状态值
权利要求
1.一种电力二次设备状态评价方法，其特征在于，包括步骤预先设定二次设备的各项维护状态参数对所述二次设备的维护状态值的权重比例，建立二次设备维护状态值的计算模型；获取所述二次设备的各项维护状态参数的实时检测值，根据所述二次设备维护状态值的计算模型，计算所述二次设备的维护状态值；根据所述二次设备的维护状态值的计算结果，判断所述二次设备的维护状态。
2.如权利要求1所述的电力二次设备状态评价方法，其特征在于，所述二次设备维护状态值的计算模型采用树形结构，包括目标层、准则层、子准则层和指标层；其中，所述目标层包括所述二次设备的维护状态值；所述准则层包括与所述二次设备的维护状态对应的若干评价准则；所述子准则层包括与每一所述评价准则对应的若干子准则；所述指标层包括与每一所述子准则对应的若干维护状态参数；并且，每一所述二次设备对应的各项评价准则对于所述二次设备的维护状态值具有预设的第一状态权重比例；每一所述评价准则对应的各项子准则对所述评价准则具有预设的第二状态权重比例；每一所述子准则对应的各项维护状态参数对所述子准则具有预设的第三状态权重比例。
3.如权利要求2所述的电力二次设备状态评价方法，其特征在于，根据所述二次设备维护状态值的计算模型，计算所述二次设备的维护状态值的步骤包括根据以下公式计算所述二次设备的维护状态值
4.如权利要求1至3中任意一项所述的电力二次设备状态评价方法，其特征在于，在判断所述二次设备的维护状态之后，进一步执行以下步骤如果判断所述二次设备的维护状态不合格，则执行所述二次设备的维护操作；如果判断所述二次设备的维护状态合格，则不执行所述二次设备的维护操作。
5.如权利要求4所述的电力二次设备状态评价方法，其特征在于，在建立二次设备维护状态值的计算模型之后，进一步执行以下步骤实时检测获取二次设备的各项维护状态参数，更新所述二次设备维护状态值的计算模型中的各项维护状态参数的取值。
6.一种电力二次设备状态评价系统，其特征在于包括维护模型管理模块，用于预先设定二次设备的各项维护状态参数对所述二次设备的维护状态值的权重比例，建立二次设备维护状态值的计算模型；维护状态值运算模块，用于获取所述二次设备的各项维护状态参数的实时检测值，根据所述二次设备维护状态值的计算模型，计算所述二次设备的维护状态值；判断模块，用于根据所述二次设备的维护状态值的计算结果，判断所述二次设备的维护状态。
7.如权利要求6所述的电力二次设备状态评价系统，其特征在于，所述维护模型管理模块采用树形结构建立所述二次设备维护状态值的计算模型，包括目标层、准则层、子准则层和指标层；其中，所述目标层包括所述二次设备的维护状态值；所述准则层包括与所述二次设备的维护状态对应的若干评价准则；所述子准则层包括与每一所述评价准则对应的若干子准则；所述指标层包括与每一所述子准则对应的若干维护状态参数；并且，每一所述二次设备对应的各项评价准则对于所述二次设备的维护状态值具有预设的第一状态权重比例；每一所述评价准则对应的各项子准则对所述评价准则具有预设的第二状态权重比例；每一所述子准则对应的各项维护状态参数对所述子准则具有预设的第三状态权重比例。
8.如权利要求7所述的电力二次设备状态评价系统，其特征在于，所述维护状态值运算模块根据以下公式计算所述二次设备的维护状态值其中，η为所述二次设备的维护状态值对应的评价准则的数量；^为所述第一状态权重比例；m为各评价准则对应的子准则数量％为所述第二状态权重比例；1为各项子准则对应的维护状态参数的数量为所述第三状态权重比例；1\为所述维护状态参数的实时检测值；S为所述二次设备的维护状态值。
9.如权利要求6至8中任意一项所述的电力二次设备状态评价系统，其特征在于，所述电力二次设备状态评价系统进一步包括维护模块，用于在所述判断模块判断所述二次设备的维护状态不合格时，执行所述二次设备的维护操作；在所述判断模块判断所述二次设备的维护状态合格时，不执行所述二次设备的维护操作。
10.如权利要求9所述的电力二次设备状态评价系统，其特征在于，所述电力二次设备状态评价系统进一步包括更新模块，所述更新模块用于实时检测获取二次设备的各项维护状态参数，更新所述二次设备维护状态值的计算模型中的各项维护状态参数的取值。
全文摘要
本发明提供一种电力二次设备状态评价方法及其系统，所述方法包括步骤预先设定二次设备的各项维护状态参数对所述二次设备的维护状态值的权重比例，建立二次设备维护状态值的计算模型；获取所述二次设备的各项维护状态参数的实时检测值，根据所述二次设备维护状态值的计算模型，计算所述二次设备的维护状态值；根据所述二次设备的维护状态值的计算结果，判断所述二次设备的维护状态。本发明提供的电力二次设备状态评价方法及其系统能够全面地判断电力系统电力二次设备的维护状态，以便及时地对电力二次设备进行维护，防止因电力二次设备缺乏维护带来的各种故障问题。
文档编号G06Q50/00GK102324067SQ20111025406
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者刘之尧, 张弛, 曹建东, 李光宇, 林斌, 赵小燕, 陈锦昌, 黄明辉 申请人:广东省电力调度中心