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拉桿式測流儀智能配電網資產管理初探
點擊次數:1123 發(fā)布時間:2010-8-14
在配電網中,資產管理的好壞直接影響著配電網的運行和發(fā)展,如何的動作不斷增加的龐大資產是提高配電網運行績效的關鍵問題。智能配電網資產管理是以配電網資產為中心,綜合應用各種*技術,優(yōu)化資產管理和運行,以zui低的成本實現所期望的功能。與傳統(tǒng)配電網相比,各種*技術和設備的應用為資產管理提供了有力支持,同時也包括許多新內容。這篇文章對智能配電網的資產管理進行了介紹,包括其管理過程、主要關鍵技術和一些新內容等。
資產管理(Asset Management)zui初是來源于金融業(yè)的術語,用于如股票、債券、現金、期權等金融證券的投資組合。由于在配電網中,技術和資本密集,資產種類繁多,分布廣泛,并且需要經常維護和更換,同時資產變動頻繁,技術更新快,因此通過對資產(設備)運行狀態(tài)的監(jiān)測和基于可靠性的維護,資產管理能夠對配電網資產實現合理優(yōu)化管理,保證配電網的可靠、安全和穩(wěn)定。配電網資產管理的好壞直接影響著配電網的運行與發(fā)展,如何地運作不斷增加的龐大資產是提高配電網運行績效的關鍵問題。
智能配電網資產管理是以配電網資產為中心,綜合應用各種*自動化技術、計算機技術、通信技術、信息技術以及現代管理理念和技術,優(yōu)化調整資產的管理和運行,每個資產將和其他資產進行很好的配合,zui大限度地發(fā)揮其功能,以zui低的成本實現所期望的服務。智能配電網與傳統(tǒng)配電網相比,各種*技術和設備的應用為資產管理提供了有力支持,同時也包括許多新內容。
1智能配電網資產管理的過程集成
智能配電網資產管理通過提供連續(xù)的實時在線監(jiān)測,采用智能電子設備(Inligent Electronic Device,IED),并在系統(tǒng)中裝設大量可以提供系統(tǒng)參數和資產“健康”狀況的傳感器,把收到的實時信息同如下過程集成:[3]
·優(yōu)化資產使用的運行
·配電網規(guī)劃
·基于條件(如可靠性水平)的維修
·工程設計與建造
·顧客服務
·工作與資源管理
·模擬與仿真
集成過程如圖 1 智能配電網資產管理過程集成所示。通過優(yōu)化資產運行,可以為用電客戶提供可靠的供電服務;通過SCADA、GIS等系統(tǒng)實時、準確地傳遞資產(設備)的各種運行信息和狀態(tài)信息,通過EAM(Eneterprise Asset Management)等管理系統(tǒng)實現對資產的全面優(yōu)化管理,提高資產的使用效率和其運行可靠性;通過對配電網的合理規(guī)劃,滿足客戶的用電要求,為工程提供規(guī)劃方案,通過集成式工程管理,對工程的設計、技術、資產、建造、施工等進行綜合有效管理;通過狀態(tài)檢修分析系統(tǒng),實現基于條件的維修和資產的優(yōu)化運行,并減少顧客的停電故障,保證供電可靠性;通過ERP(Enterprise Resource Planning)企業(yè)資源計劃系統(tǒng),對整個智能配電網的工作與資源實現、實時、高度綜合的集成化管理;通過CRM(Customer Relationship Management)客戶關系管理系統(tǒng),將用電客戶作為智能配電網的一項重要資產,進行合理有效管理;通過D-FSM(Distribution Fast Simulation and Modeling,配電快速仿真與模擬),對資產(設備)的運行進行狀態(tài)估計,
圖 1 智能配電網資產管理過程集成
對智能配電網進行拓撲建模和潮流優(yōu)化計算,以此作為配電網規(guī)劃的可靠依據,并進行故障模擬,使維修更具有預見性和針對性;通過各方面的集成管理,實現智能配電網資產優(yōu)化管理,向客戶提供可靠的服務。
2 智能配電網資產管理主要關鍵技術
智能配電網的突出特點之一就是優(yōu)化資產和運行,其資產管理的主要關鍵技術包括:
·傳感器/IEDs
·公共信息模型(Common Information Model,CIM)
·變電站自動化(Substation Automation,SA)
·分布廣泛的通信
各自功能如表1所示。這些關鍵技術的應用,將在結構、過程和設備上對智能配電網的資產管理提供支持。
在智能配電網中,許多設備都配備了種類繁多的傳感器,從功能上看,這些傳感器的廣泛應用將會消除設備已知情況與須知情況之間的差距,從而能實時提供設備狀態(tài)信息。這些信息以直接讀取的方式收集,通過自動分析(如振動檢測器可檢測磨損程度,并將其與臨界值相比較)向資產管理人員發(fā)出越限信號,然后由資產管理人員執(zhí)行維護。這些傳感器包括振動檢測、化學分析、聲音檢測、溫度檢測和檢測其它電力傳輸中用到的電氣參數的傳感器。
公共信息模型(CIM)是設備數據收集的重要組成部分,它是一種重要的數據驗證方法。從定義上看,它將設備與可測量的性能參數起來,是交換和維護設備信息的標準機制,從而能使設備狀態(tài)信息量化,滿足設備狀態(tài)數據管理需要。
變電站自動化功能也是關鍵技術之一,狀態(tài)檢修制度正是通過變電站自動化方案的實施來實現的。更廣泛的應用變電站自動化技術,就能檢測更多的設備,并對數據進行合并和篩選,減輕變電站與控制中心之間通信系統(tǒng)的數據負擔,因此應將其擴展到整個配電網。另外,變電站自動化還能提供本地和遠程的人機交互界面。
從設備取得數據信息,并將其傳遞給資產管理人員需要通信路徑,因此分布廣泛的通信是以上三個關鍵技術實現的基礎,通信方式包括、光纖、微波、“蜂窩”技術和寬帶電力線載波等。通過分布廣泛的通信,使用公共信息模型、變電站自動化和傳感器有助于及時準確的收集并向信息處理中心傳輸所需數據,從而對設備運行和維修狀態(tài)實現全面、實時、準確的掌握。
3智能配電網資產管理的新內容
3.1 資產全生命周期優(yōu)化管理
智能配電網資產管理的核心思想是資產的全生命周期優(yōu)化管理。智能配電網IT技術、電力電子技術、網絡通信技術和傳感器/IEDs等*技術的廣泛應用為建立更加*、科學的資產管理模式和方法創(chuàng)造了條件,同時,準確、及時的在線監(jiān)測也為資產的優(yōu)化管理提供了堅實的基礎。
資產全生命周期管理(Asset Lifecycle Management,ALM),以資產為管理對象,以建立一體化的信息平臺為手段,統(tǒng)籌考慮、系統(tǒng)優(yōu)化資產全生命周期內各個環(huán)節(jié),即從資產形成前期、資產形成過程的科研、選型、設計、購建、安裝調試等開始,貫穿于資產運營期間的運行維護保養(yǎng)與資產的移動、調動、封存、借用、變更,直至資產報廢退出的整個生命周期的管理,在滿足安全、效能的前提下追求資產全生命周期內可靠性和經濟性的*結合。
實現資產全生命周期管理的基礎是資產信息化。在傳統(tǒng)配電網中,由于與資產相關的信息分散在規(guī)劃、生產、物流、財務等各個獨立的系統(tǒng),必然造成信息孤島,成為實現資產全生命周期管理的主要障礙。智能配電網各種*計算機技術和通信技術的廣泛應用,使得資產信息化更易于實現,同時應用信息融合技術,使得資產信息實現在統(tǒng)一平臺下的管理,從而為實現資產全生命周期管理提供了有利條件。在資產信息化的基礎上,從源頭加強成本控制,通過工程管理精細化,降低工程造價,加強資產經濟運行管理,降低運行維護成本,*資產報廢監(jiān)督程序,規(guī)范處理過程,加強技術鑒定,強化資產退役和報廢的管理,實現對智能配電網資產的全生命周期管理。
3.2 集成式工程管理
智能配電網的工程管理是一種集成式的管理,不但需要跟蹤工程安全狀況、統(tǒng)計和分析工程質量狀態(tài)、保證工程信息及時傳遞、以及對工程信息的綜合分析和決策等,而且管理范圍擴大,不僅包括工程方面的各項管理功能,更包括了工程技術、管理、財務、信息技術等各方面的交互應用,同時要對智能配電網工程的整個生命周期進行管理,實現工程資產的優(yōu)化管理,提高工程資產利用率和工程管理效率,并與其它資產管理系統(tǒng)建立接口,對資產進行綜合管理。
智能配電網集成式工程管理的實現,是以工程管理信息化為基礎的。智能配電網各種*技術的應用為工程管理信息化提供了技術條件,而工程管理信息化是提高智能配電網工程效率、節(jié)約資源的重要手段。通過建立專門的工程信息管理系統(tǒng)(如MIS系統(tǒng)等)對工程的各種信息進行統(tǒng)一、綜合管理,明確工程目標,通過信息采集技術、信息分析和加工技術、信息篩選技術、信息輸出提供技術等對復雜冗余的各類信息合理的獲取和分析,為工程決策和實施提供準確的信息支持。
同時在工程建設項目投資決策階段,在對外部條件信息綜合考慮的基礎上,對擬建項目進行策劃并對其可行性進行技術經濟分析和論證,做出*投資決策;在設計階段,以投資估算控制初步設計,從組織、技術、實施、經濟等各方面采取措施,合理有效地管理工程資產;在施工階段,以全生命周期造價管理的思想和方法為指導,綜合考慮工程建設的成本,使工程組織方案和施工方案更加科學合理,施工過程中資產利用率顯著提高,同時降低工程施工成本;在工程驗收階段,要確定zui終工程建設造價,考核工程建設效益,并對工程各階段資料信息整理、分析和積累,綜合檢驗決策、設計、施工質量,為下一個階段的運行維護打好基礎;在運行維護階段,通過制定合理的運行維護方案,運用科學的管理理論和手段,實施全面統(tǒng)一管理,實現資產合理利用,降低運行和維護成本,配合智能配電網實現的服務。
通過*的工程管理體系,并將工程管理納入資產管理范圍中,對實現智能配電網資產精細化、全生命周期優(yōu)化管理,提高資產使用效率,降低成本,提益有積極作用。
3.3 狀態(tài)檢修
狀態(tài)檢修是一個優(yōu)化檢修的概念,不同于傳統(tǒng)的以周期時間為依據的檢修方式,即利用狀態(tài)監(jiān)測和診斷技術獲取設備狀態(tài)和故障信息,判斷設備異常,預測故障發(fā)展趨勢,在故障發(fā)生前,根據設備狀態(tài)對其維修,是一種建立在計算機技術、檢測技術、電力技術、診斷技術等多學科基礎上的檢修方式。狀態(tài)檢修對于智能配電網的資產管理來說,有著非同尋常的重要作用。狀態(tài)檢修能夠及時地處理設備隱患、克服定期檢修的盲目性、減少人力投入,提高設備檢修過程中的針對性和有效性,加強設備的綜合分析和精細化管理,從而達到了zui大限度延長設備壽命,提高設備運行可靠性的目的,實現智能配電網資產的優(yōu)化管理。
智能配電網狀態(tài)檢修是以狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷為基礎,通過建立設備狀態(tài)數據庫和專家系統(tǒng),依靠變電站自動化功能來實現。狀態(tài)監(jiān)測是狀態(tài)特征量的收集過程,而在線監(jiān)測技術是收集狀態(tài)特征量的重要手段和途徑。智能配電網**的在線監(jiān)測技術,為狀態(tài)檢修提供了可靠的特征量,保證了狀態(tài)檢修的準確性。而且在線監(jiān)測由單個設備為目標向整體監(jiān)測延伸,狀態(tài)檢修也不再局限于某一設備,而是同時考慮整個配電網設備的運行以及電力供求關系的調整。設備狀態(tài)數據庫會收集設備出廠試驗、歷次試驗報告、各種狀態(tài)參數、維修記錄、運行記錄、故障記錄和異?,F象等,為狀態(tài)分析提供科學依據。專家系統(tǒng)會根據狀態(tài)監(jiān)測所得到的各測量值及其運算結果所提供的信息,并根據設備狀態(tài)數據庫中設備知識和經驗,進行推理判斷,找出設備的故障類型、部位及嚴重程度,提出對設備*的維修處理建議。
同時制定相應的規(guī)范,包括對狀態(tài)檢修參數的定義、狀態(tài)參數轉換為設備缺陷的技術措施、維修步驟、隔離計劃、設備參數、故障代碼、工單格式等。由于智能配電網對資產(設備)實行全生命周期優(yōu)化管理,在滿足安全、效率的前提下追求資產全生命周期內可靠性和經濟性的*結合,使狀態(tài)檢修在管理體系上得到保障,在智能配電網中顯現其*的成效。
3.4 智能決策分析
智能配電網各種智能設備數量龐大,網絡結構復雜,走線方式多樣,各類在線實時數據和信息日益復雜,同時各種信息之間相互關聯的程度也越來越緊密,例如,實時信息與離線信息、動態(tài)信息與靜態(tài)信息、運行信息與管理信息、技術信息與資產信息等將更加緊密的在一起。為了能在上述海量的信息中獲取、發(fā)布、共享和管理知識資源,消除信息孤島,使信息更加準確、及時、全面和詳實,提升其反映配電網系統(tǒng)真實情況的水平,實現智能配電網對各類資產多層次、全面優(yōu)化管理,需要在智能配電網中引入智能決策分析系統(tǒng)。
智能決策分析系統(tǒng)可以對配電網的安全性和經濟性進行評估,給出使配電網運行滿足安全、、經濟相結合方式下的決策方案。在配電網發(fā)生故障時,還可對各種報警信息進行在線分析和處理,執(zhí)行故障診斷,給出處理故障所需的故障恢復方案及相關的故障操作指導。
智能決策分析系統(tǒng)的基礎是數據倉庫技術、聯機分析處理和數據挖掘技術。數據倉庫是通過多數據源信息的概括、聚焦和集成,建立面向主題、集成、時變、持久的數據集合,為決策提供可用信息,智能配電網的各類在線實時信息和數據、歷史數據和基礎數據存儲在數據倉庫中,以此作為智能決策分析系統(tǒng)的數據基礎;聯機分析處理技術通過對數據倉庫的即時、多維、復雜查詢和綜合分析,得出隱藏在數據中的總體特征和發(fā)展趨勢,以此作為智能決策分析的依據。資產信息、工程信息和檢修信息提供基礎數據,通過對它們的抽取、集成和轉換,存放在資產管理數據倉庫中,作為整個智能決策分析系統(tǒng)的數據源。通過聯機分析和數據挖掘技術,對數據倉庫中的數據進行各種查詢、分析和挖掘,由此產生對資產管理的智能決策分析。
通過智能決策分析系統(tǒng),可對智能配電網網絡設計實現優(yōu)化,對資產壽命和網絡運行進行分析,同時對維修計劃、設備保養(yǎng)管理、突發(fā)故障維修、備件管理等決策提供智能分析。此外,智能決策分析系統(tǒng)還可以預測智能配電網運行的薄弱環(huán)節(jié),對預想事故提出對策。由此可見,智能決策分析系統(tǒng)對智能配電網資產管理有十分重要的作用,為實現資產,多層次的優(yōu)化管理提供了輔助決策分析功能。
3.5 可視化管理
傳統(tǒng)配電網的管理系統(tǒng),主要集中在自動化信息的采集和控制方面,對基本狀態(tài)信息的可視化表現考慮不足,易造成運行人員的“盲管”現象,不利于配電網的安全運行。智能配電網通過可視化管理,可以將智能配電網的運行狀態(tài)以圖形或圖像的方式給予顯示,實時采集配電網及其資產運行數據以及電能質量、故障停電等數據,為運行人員提供的電網監(jiān)控界面,使其能更方便、更直觀地了解當前配電網資產的運行狀態(tài)。
智能配電網可視化管理系統(tǒng)通過將地理空間信息系統(tǒng)GIS的文字、圖形、表格等信息一體化,把設備屬性、配電網饋線信息、工程信息、實時數據采集與監(jiān)控SCADA信息緊密在一起,提供一個兼容的信息拓展平臺,并將用戶信息、設備信息、線路信息等在平臺上集中體現。智能配電網可視化管理系統(tǒng)基本模塊如圖2所示:
圖2 智能配電網可視化管理系統(tǒng)基本模塊
管理控制模塊負責對智能配電網網絡拓撲信息和資產的位置、屬性以及變更信息進行綜合管理,并與數據庫中的存儲信息進行交流,及時更改數據庫中網絡和資產的信息;數據處理模塊負責對資產(設備)在線監(jiān)測信息、工程信息、配電網饋線信息等數據的收集和處理,并將經過處理的信息送入數據庫模塊,實時更新其中圖形化顯示的資產信息;數據庫模塊負責其它兩個模塊的信息存儲和交流,以供查詢和分析使用。GIS與SCADA分別提供資產信息和在線監(jiān)測信息,并通過兩者相互集成,對可視化管理系統(tǒng)提供信息支持。
通過可視化管理,可以提高智能配電網的可視化程度,監(jiān)測和識別智能配電網動態(tài)行為,為資產的統(tǒng)一管理和資產信息的交換提供了數據標準和規(guī)范。在此基礎上,可實現“智能配電網全資產可視化”,對資產的全生命周期做到實時管理,掌握其實際運行狀態(tài)和信息,使資產時時處于*化運行狀態(tài),提高利用率,降低運行和維護成本,以滿足智能配電網資產管理的特點和要求。
4結束語
智能配電網的突出特點之一就是通過應用的技術來實現優(yōu)化資產和運行,*化性能、*化狀態(tài)以及*化運行不僅是智能配電網資產管理的主要目的,同時也是降低智能配電網成本的有效手段。智能配電網資產管理的新內容,以各種*技術為基礎,能使配電網資產保持*化性能和*化狀態(tài),從而實現*化運行。通過應用*的資產管理技術和*的資產管理系統(tǒng),智能配電網將以zui低的成本實現*的服務。
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