GIS设备检修方法和GIS设备检修辅助决策系统与流程

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种GIS设备检修方法、一种GIS设备检修辅助决策系统。

背景技术：
随着电网规模日益扩大，电力设备不断激增以及用户对供电质量要求的不断提高，对电网供电可靠性要求也越来越高。GIS(GasInsulatedSwitchgear，SF6气体绝缘全封闭组合器)设备作为电力系统主要载体和高价值设备，由于其具有占地面积小、安装方便、不易受外界环境影响、运行可靠性高等优势，已经作为电网主导开关设备得到了良好的应用。但由于GIS设备本身结构复杂以及制造检修工艺繁多的特点，一旦发生故障后，具有检修时间长，停电范围广、经济影响巨大等缺点。目前，在110kV电压等级电网中存在着大量早期生产GIS设备，与现有GIS设备相比，早期生产GIS设备在制造、安装、设计、维护等方面都存在明显的劣势，随着这些GIS设备运行老化高峰到来，其发生故障可能性明显上升，直接影响着电网运行安全可靠性。如何在确保电网供电可靠性和经济性下，针对GIS设备进行大修、技术改造或者更换检修方案提供科学的指导意见已经成为电力企业亟需解决的问题。近年来，随着基于设备状态的状态检修理论和电力资产全寿命周期管理理念的兴起，对电力设备检修方案提出了更高的要求。对电力设备进行检修，不仅需要考虑设备运行状态，而且需要对设备技改费用以及系统可能发生故障后引发的风险和检修的经济效益进行评估。然而，目前大多数电力企业对GIS设备进行检修，主要基于《气体绝缘金属封闭开关设备状态评价导则Q/GDW448-2010》和《气体绝缘金属封闭开关设备状态检修导则Q/GDW447-2010》)，结合现场工程师的运行经验，以设备可靠性作为主要衡量标准来进行考虑获得检修方案，检修方案主要包括监测周期、监测方式、维修周期、维修方式、技术改造方式等等，再基于获得的检修方案进行GIS设备检修，这种检修方式虽然有助于提高电网运行安全性和可靠性，但会增加不必要的检修成本，降低GIS设备使用率和经济效益，造成电力资源的浪费。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种GIS设备检修方法和系统，可以减少检修成本，提高GIS设备使用率，节约电力资源。本发明的目的通过如下技术方案实现：一种GIS设备检修方法，包括如下步骤：分别获取并存储GIS设备的铭牌信息、状态性能信息、资产信息；根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息对所述GIS设备进行风险评估获得设备运行风险评估结果；根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息对所述GIS设备进行经济效益分析获得经济效益分析结果；根据所述风险评估结果和所述经济效益分析结果确定所述GIS设备的检修方案；根据所述检修方案进行GIS设备检修。依据上述本发明方法的方案，其是分别获取并存储GIS设备的铭牌信息、状态性能信息、资产信息，基于GIS设备的铭牌信息、状态性能信息、资产信息对GIS设备进行风险评估获得设备运行风险评估结果，基于GIS设备的铭牌信息、状态性能信息、资产信息对GIS设备进行经济效益进行分析获得经济效益分析结果，再基于所述风险评估结果和所述经济效益分析结果确定GIS设备的检修方案，并基于该检修方案进行所述GIS设备的检修，由于检修方案的获得是基于设备运行风险评估以及经济效益分析基础上的，充分考虑了GIS设备的风险因素和经济效益，可以在基于该进行GIS设备检修时，减少不必要的检修成本，并提高了GIS设备使用率，节约了电力资源，又保证了电网运行的可靠性，同时，由于铭牌信息、状态性能信息、资产信息分别获取，可以充分考虑类各GIS设备基础信息的来源及更新频率，提高了信息获取效率和设置的合理性，检修效率高。一种GIS设备检修辅助决策系统，包括：铭牌信息获取模块，用于获取并存储GIS设备的铭牌信息；状态性能信息获取模块，用于获取并存储GIS设备的状态性能信息；资产信息获取模块，用于获取并存储GIS设备的资产信息；风险评估模块，用于根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、所述资产信息对GIS设备进行风险评估获得设备运行风险评估结果；根据所述铭牌信息、经济效益分析模块，用于根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、所述资产信息对所述GIS设备进行经济效益分析获得经济效益分析结果；检修方案确定模块，用于根据所述风险评估结果和所述经济效益分析结果确定GIS设备的检修方案。依据上述本发明系统的方案，由于设备运行风险评估以及经济效益分析都是基于所述铭牌信息、所述状态性能信息、所述资产信息的，这些信息都是客观存在的，且由于GIS设备的检修方案的获得是基于设备运行风险评估以及经济效益分析基础上的，充分考虑了GIS设备的风险因素和经济效益，因而，一方面，可以客观获得GIS设备的最佳检修技改措施，并可以充分考虑了GIS设备的风险因素和经济效益，可以在基于该进行GIS设备检修时，减少不必要的检修成本，提高GIS设备使用率，节约电力资源，又保证了电网运行的可靠性，同时，由于铭牌信息、状态性能信息、资产信息分别获取，可以充分考虑类各GIS设备基础信息的来源及更新频率，提高了信息获取效率和设置的合理性，决策效率高。附图说明图1为本发明的GIS设备检修方法实施例的流程示意图；图2为图1中进行风险评估的细化流程示意图；图3为图1中进行经济效益进行分析的细化流程示意图；图4为图1中确定检修方案的细化流程示意图；图5为本发明的GIS设备检修辅助决策系统一个实施例的结构示意图；图6为本发明的GIS设备检修辅助决策系统另一个实施例的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但本发明的实现方式不限如此。步骤S101：分别获取并存储GIS设备的铭牌信息、状态性能信息、资产信息；考虑到各类GIS设备基础信息在实际管理中可能分由不同生产部门管理，来自于不用的系统，而且不同类型的GIS设备基础信息的日常更新频率也会不一致，如铭牌信息属于运行部门管理，而且设备一经投运，其设备状态性能信息也相对固定下来，除非有发生设备替换、更换、新投入运行或信息勘误，否则其设备状态性能信息一般不会更新；而状态性能信息属试验部门管理，其信息更新较为频繁，只要设备有开展相应的检查、监测、或试验项目，其相应的状态信息就会进行更新；再如，资产信息分属财务部门管理，其信息更新频率介于设备状态性能信息和试验信息之间；综上，为方便用户管理，同时也是为了提高信息获取的效率和设置的合理性，采用分别获取各类GIS基础信息的方式；其中，铭牌信息主要包括设备生产厂家、出厂年月、安装日期、运行年限、设计使用寿命、电压等级等信息，状态性能信息为反映GIS设备状态性能运行参数的信息，主要包括设备故障发生概率、设备状态评价结果、设备运行环境和设备负载情况等信息，资产信息主要包括GIS设备资产价值、设备技术改造费用、人身安全费用、电能单位兆瓦GDP贡献值等；另外，获取GIS设备基础信息的方式可以根据实际需要进行设置，且不同类型的GIS设备基础信息可以采用同一方式进行获取，也可以采用不同的方式进行获取，其中，获取GIS设备基础信息的方式包括如下三种：方式一：当检测到所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息中的任意一类信息发生变更时，同步对应类型的信息，这种方式可以称为事件触发获取方式，即将各类GIS设备基础信息的变更作为触发对应类型的GIS设备基础信息获取的条件，采用事件触发获取方式，可以确保用于后续步骤的信息为实时的最新数据信息；方式二：设置信息同步周期，根据该信息同步周期对所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息进行信息同步，根据实际需要，可以对所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息设置不同的信息同步周期，这种方式可以称为定期触发获取方式，采用定期触发获取方式，可以避免当有大批量的GIS设备基础信息需要更新时，由于同步大量数据需要占用较长时间而影响其它功能的正常使用，进而允许用户将数据更新时间设置在如午夜等系统使用较少的时间段；方式三：在接收到激活指令时，根据所述激活指令对所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息进行信息同步，采用这种激活指令触发获取方式可以根据用户的需要随时触发所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息的获取。步骤S102：根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、所述资产信息对所述GIS设备进行风险评估获得设备运行风险评估结果；可以根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息评估GIS设备具有哪些设备缺陷、由设备故障缺陷引起故障的故障发生概率以及设备故障可能引起的一些后果，例如，可以根据铭牌信息中的生产厂家、出厂年月、安装日期、运行年限、设计使用寿命、电压等级等信息以及状态性能信息中反映GIS设备状态性能运行参数的信息评价GIS设备具有哪些设备缺陷由设备故障缺陷引起故障的故障发生概率，再根据资产信息中的GIS设备资产价值、设备技术改造费用、人身安全费用、电能单位兆瓦GDP贡献值等信息获得设备故障可能引起的一些后果，再综合GIS设备的设备缺陷、由设备故障缺陷引起故障的故障发生概率以及设备故障可能引起的一些后果等信息获得设备运行风险评估结果；如图2所示，在其中一个实施例中，根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息对GIS设备进行风险评估获得设备运行风险评估结果可以具体包括如下步骤：步骤S1021：根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、所述资产信息确定所述GIS设备在当年及未来各年中的GIS设备故障发生率以及GIS设备故障后果；根据国际风险评估管理标准，风险是由风险的不确定性与不利结果两方面来度量的，即以事故发生概率与事故造成的后果的严重程度的乘积来表示风险，即：风险(RISK)＝设备故障发生概率(P)*设备故障后果(C)；对于GIS设备而言，考虑到设备发生故障后所造成后果上的差异，可以从电力系统损失、设备损失、人身安全、环境影响四个方面综合考虑GIS风险；步骤S1022：对GIS设备故障后果进行货币量化获得GIS设备故障后果对应的货币量化值，根据所述GIS设备故障发生率以及所述货币量化值确定设备运行风险评估结果；为了便于衡量GIS设备故障后果，可以对GIS设备故障后果进行货币量化，即以一货币值表示GIS设备故障后果，考虑到设备发生故障后所造成后果上的差异，可以从电力系统损失、设备损失、人身安全、环境影响四个方面分别进行货币量化；对于电力系统损失风险的货币量化，先评估出可能损失的供电量，再根据所在地区上一年度的GDP和年售电量计算出单位电量对应的产电比，将产电比乘以可能损失的供电量即为本次评估中电力系统损失风险的货币值；对于设备损失风险的货币量化，先根据历史设备维修情况，统计出不同损失程度大小对应所需的设备维修费用，该费为包含设备直接维修费和间接的人工成本和试验成本，再根据设备可能对应的损失程度查表得到对应的设备损失风险量化值；对于人身安全风险的货币量化，由用户综合考虑人身安全事故赔偿、企业法律纠纷、企业社会声誉损失、安监考核等因素，设置针对不同人身安全事故等级的损失金额，再根据设备可能对应的人身安全事故等级查表得到对应的人身安全风险量化值；对于环境影响风险的货币量化，由于GIS设备事故对环境的影响主要表现在SF6气体的泄漏和固体废弃物的产生，因此，在环境影响方面，先设定每千克SF6气体和每吨固体废弃物对应的环境损失值，再根据具体GIS间隔的SF6气体总量和不同故障等级下的可能气体泄漏量和固体废弃物产生量，加权求和得到对应的环境影响风险量化值；获得各货币量化值之后，可以通过如下公式确定设备运行风险评估结果其中，P(t)为GIS设备故障发生率，即由于设备缺陷引起设备故障发生概率；Wi为影响4个风险的故障后果权重因素系数；Ci(t)为设备故障引起的不同后果，这里指每个风险对应的风险量化值；Qi(t)为设备发生故障引起4个风险的可能性，一般根据设备发生故障后的故障统计结果得到，所述风险评估结果包括当年以及未来各年的设备运行风险值，当年以及未来各年的设备运行风险值可以分别根据确定；步骤S103：根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息对GIS设备进行经济效益进行分析获得经济效益分析结果；如图3所示，在其中一个实施例中，根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息对GIS设备进行经济效益进行分析获得经济效益分析结可以具体包括如下步骤：步骤S1031：根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、资产信息确定GIS设备在当年以及未来各年进行更换所需要的资金净现值；资金净现值的计算公式如下：其中：CostNPV为折算到净现值的设备更换资金，P为实际当年所需的更换资金，r为净现率，n为年份，对于当年，n＝0，其中，n的最大值可以根据实际需要确定，一般n的最大值与GIS设备的安装日期、运行年限、设计使用寿命相关；步骤S1032：根据所述资金净现值获得所述经济效益分析结果；所述经济效益分析结果包括GIS设备在当年以及未来各年进行更换所需要的资金净现值，一般是年份和资金净现值的对应关系；步骤S104：根据所述风险评估结果和所述经济效益分析结果确定GIS设备的检修方案。根据预设一些逻辑判断规则对风险评估结果以及经济效益分析结果进行逻辑判断分析获得GIS设备的检修方案，本实施例的GIS设备的检修方案一般包括GIS设备的最佳更换时间、技术改造时间与技术改造方式、维修周期与维修方式、监测周期、监测参数等；如图3所示，在其中一个实施例中，步骤S104可以具体细化为如下几个步骤：步骤S1041：根据所述风险评估结果计算GIS设备当年以及未来各年的累积风险值；可以通过如下公式计算：其中，RiskΣn为设备的累计风险值，Riski为具体第i年的设备运行风险值；步骤S1042：根据所述累积风险确定GIS设备未来各年的风险差额净现值；可以通过如下公式计算：其中，ΔRiskΣn-npv为未来第N年累计风险的净现值，ΔRiski为具体第i年的风险，r为净现率；步骤S1043：根据所述经济效益分析结果以及所述风险差额净现值确定GIS设备在当年及未来各年的总风险费用；；可以通过如下公式计算：其中，CosLcc为总风险费用，可以根据该式计算设备生命周期内各年的总风险费用步骤S1044：根据所述总风险费用确定GIS设备的检修方案；取当CostLcc为最小时所对应的年份为GIS设备的最佳更换年份，可以根据该最佳更换年份与当前年段的长短合理的安排GIS设备的监测周期、维修周期(或时间)、维修方式、是否需要对GIS设备进行技术改造、最佳技术改造年份或方式等，一般距离最佳更换年份越近的年份，往往监测周期、维修周期较短，维修方式应采用维修力度较大的方式，如对GIS设备进行大修的，在实际应用中，也可以考虑其他因素合理的安排GIS设备的监测周期、维修周期(或时间)、维修方式、是否需要对GIS设备进行技术改造、最佳技术改造年份或方式等；步骤S105：根据所述检修方案进行GIS设备检修；GIS设备检修包括对GIS设备进行监测、维修、更换、技术改造等，由于可以根据检修方案在最佳更换年份进行GIS设备的更换，既减少了不必要的检修成本，又提高GIS设备使用率和经济效益，避免了电力资源的浪费，同时，在最佳更换年份前，根据监测周期、维修周期(或时间)、维修方式、是否需要对GIS设备进行技术改造、最佳技术改造年份或方式进行对GIS设备进行监测、维修、技术改造，也可以节约不必要的监测、维修、技术改造成本，降低了检修成本。在得到GIS设备的检修方案之后，为了方便用户的查看以及图形化展示，还可以包括步骤：将所述检修方案添加到预设的报表模板中获得决策报表，显示或者打印所述决策报表；其中，未来更加直观的展示，还可以在将检修方案进行图表展示，将图标添加到预设的报表模板中获得决策报表。其是分别获取并存储GIS设备的铭牌信息、状态性能信息、资产信息，基于GIS设备的铭牌信息、状态性能信息、资产信息对GIS设备进行风险评估获得设备运行风险评估结果，基于GIS设备的铭牌信息、状态性能信息、资产信息对GIS设备进行经济效益进行分析获得经济效益分析结果，再基于所述风险评估结果和所述经济效益分析结果确定GIS设备的检修方案，并基于该检修方案进行所述GIS设备的检修，由于检修方案的获得是基于设备运行风险评估以及经济效益分析基础上的，充分考虑了GIS设备的风险因素和经济效益，可以在基于该进行GIS设备检修时，减少不必要的检修成本，并提高了GIS设备使用率，节约了电力资源，又保证了电网运行的可靠性，同时，由于铭牌信息、状态性能信息、资产信息分别获取，可以充分考虑类各GIS设备基础信息的来源及更新频率，提高了信息获取效率和设置的合理性，检修效率高。根据上述本发明的GIS设备检修方法，本发明还提供一种GIS设备检修辅助决策系统。参见图5所示，为本发明的GIS设备检修辅助决策系统实施例的结构示意图。如图5所示，本实施例中的GIS设备检修辅助决策系统包括：铭牌信息获取模块201，用于获取并存储GIS设备的铭牌信息；状态性能信息获取模块202，用于获取并存储GIS设备的状态性能信息；资产信息获取模块203，用于获取并存储GIS设备的资产信息；风险评估模块204，用于根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、所述资产信息对GIS设备进行风险评估获得设备运行风险评估结果；经济效益分析模块205，用于根据所述铭牌信息、所述状态性能信息、所述资产信息对所述GIS设备进行经济效益分析获得经济效益分析结果；检修方案确定模块206，用于根据所述风险评估结果和所述经济效益分析结果确定GIS设备的检修方案。依据本实施例中的方案，由于设备运行风险评估以及经济效益分析都是基于所述铭牌信息、所述状态性能信息、所述资产信息的，这些信息都是客观存在的，且由于GIS设备的检修方案的获得是基于设备运行风险评估以及经济效益分析基础上的，充分考虑了GIS设备的风险因素和经济效益，因而，一方面，可以客观获得GIS设备的最佳检修技改措施，并可以充分考虑了GIS设备的风险因素和经济效益，可以在基于该进行GIS设备检修时，减少不必要的检修成本，提高GIS设备使用率，节约电力资源，又保证了电网运行的可靠性，同时，由于铭牌信息、状态性能信息、资产信息分别获取，可以充分考虑类各GIS设备基础信息的来源及更新频率，提高了信息获取效率和设置的合理性，决策效率高。在其中一个实施例中，如图6所示，本发明的GIS设备检修辅助决策系统，还可以包括：显示模块207，用于将所述检修方案添加到预设的报表模板中获得决策报表并显示所述决策报表打印模块208，用于打印所述决策报表。在其中一个实施例中，铭牌信息获取模块201在检测到所述铭牌信息发生变更时，对所述铭牌信息进行信息同步，或者根据预设的对应所述铭牌信息的信息同步周期进行对所述铭牌信息进行信息同步，或者根据接收到的对应所述铭牌信息的激活指令对所述铭牌信息进行信息同步；状态性能信息获取模块202在检测到所述状态性能信息发生变更时，对所述状态性能信息进行信息同步，或者根据预设的对应所述状态性能信息的信息同步周期进行对所述状态性能信息进行信息同步，或者根据接收到的对应所述状态性能信息的激活指令对所述状态性能信息进行信息同步；资产信息获取模块203在检测到所述资产信息发生变更时，对所述资产信息进行信息同步，或者根据预设的对应所述资产信息的信息同步周期进行对所述资产信息进行信息同步，或者根据接收到的对应所述资产信息的激活指令对所述资产信息进行信息同步。在其中一个实施例中，风险评估模块204根据所述状态性能信息、所述状态性能信息、资产信息确定GIS设备在当年及未来各年中GIS设备故障发生率以及GIS设备故障后果，对所述GIS设备故障后果进行货币量化获得GIS设备故障后果对应的货币量化值，根据所述GIS设备故障发生率以及所述货币量化值确定设备运行风险评估结果；经济效益分析模块205根据所述状态性能信息、所述状态性能信息、资产信息确定GIS设备在当年以及未来各年进行更换所需要的资金净现值，根据所述资金净现值获得所述经济效益分析结果。检修方案确定模块206根据所述风险评估结果计算GIS设备当年以及未来各年的累积风险，根据所述累积风险确定GIS设备当年以及未来各年的风险差额净现值，根据所述经济效益分析结果以及所述风险差额净现值确定GIS设备在当年及未来各年的总风险费用，根据所述总风险费用确定GIS设备的检修方案。本发明系统中的各模块的具体实现方式，可以与上述本发明方法中的相同，在此不予详加赘述。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。