CN103077476A - Gis设备状态评估方法和gis设备状态评估系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种GIS设备状态评估方法和系统，其方法包括步骤：接收状态评估指令，根据该评估指令从电网生产管理系统和GIS局部放电在线监测系统中获取相关数据；对获取的数据进行量化、分类、归档获得基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据，并存储这些数据；根据存储的各类数据评估当前及未来一段时间GIS设备的运行性能；根据所述运行性能以及所述故障缺陷检修数据确定当前及未来一段时间内所述GIS设备的故障发生概率。本发明的相关数据的获取实时而便捷，而且，基于获取的数据全面、客观地评估了GIS的GIS设备状态，且评估效率高。

Description

GIS设备状态评估方法和GIS设备状态评估系统

技术领域

本发明涉及电力技术领域，特别是涉及一种GIS设备状态评估方法和GIS设备状态评估系统。

背景技术

随着电网规模不断扩大，电力系统的安全性和经济性面临着更大挑战。GIS(Gas Insulated Switchgear，SF₆气体绝缘全封闭组合器)是一种高压电器装置，是将断路器、隔离开关、快速接地开关、电流/电压互感器、避雷器、母线套管和/或电缆终端等电气元件封闭组合在接地金属外壳中，以SF₆气体作为绝缘介质的成套系统。与常规电器相比，GIS设备具有占地面积小、安装方便、不易受外界环境影响、运行可靠性高、检修周期长等优势，目前已经作为电网主导开关设备，得到良好的应用。

但由于GIS设备本身结构复杂、制造及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、经济影响巨大等特点。目前，对GIS设备检修管理方式总体上采取以周期检修为主、状态检修为辅的预防性检修监测。然而，预防性的周期检修策略比较容易造成对GIS设备过度检修、失修或少修等问题，降低了GIS设备的可用率，从而影响电网的稳定性和经济性。因此，开展GIS设备的状态评估工作就显的尤为重要了。

然而，目前对GIS设备的状态检修工作开展主要是通过局部放电、泄露电流等在线监测手段判断其绝缘性能，对现有的GIS设备数据资料收集、整理、综合分析都不够完善，未建立一个较为完善的GIS设备状态评估模型，同时在设备日常管理中，各专业工作缺乏联系，无法有效的将设备的日常维护、试验报告、运行数据、检修记录综合起来，缺少比较完整的总结归纳，运行维护人员日常巡视维护数据往往无法得到有效的记录。

对GIS设备状态评价一般只是根据最新维护情况、试验记录按照国家电网公司颁布的设备导则进行评判打分判断分析，无法对GIS设备是否存在问题提供更为清晰细致的判断依据，从而为设备资产管理者提供有效的科学指导意见。

发明内容

本发明的目的在于提供一种GIS设备状态评估方法和GIS设备状态评估系统，可以客观、实时、全面的评估GIS设备状态，且评估效率高。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种GIS设备状态评估方法，包括如下步骤：

接收状态评估指令，根据该评估指令从电网生产管理系统和GIS局部放电在线监测系统中获取相关数据；

对获取的数据进行量化、分类、归档获得基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据；

分别存储所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据；

根据存储的基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据评估当前及未来一段时间GIS设备的运行性能；

根据所述运行性能以及所述故障缺陷检修数据确定当前及未来一段时间内所述GIS设备的故障发生概率。

一种GIS设备状态评估系统，包括：

指令接收模块，用于接收状态评估指令；

数据处理模块，用于根据该评估指令从电网生产管理系统和GIS局部放电在线监测系统中获取相关数据，并对获取的数据进行量化、分类、归档获得基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据；

存储模块，包括用于存储基础数据的基础数据存储单元、用于存储绝缘性能数据的绝缘性能数据存储单元、用于存储操作机构数据的操作机构数据存储单元、用于存储附件数据的附件数据存储单元、用于存储运行记录数据的运行记录数据存储单元、用于存储故障缺陷检修数据的故障缺陷检修数据存储单元；

状态性能分析模块，用于根据存储的基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据评估当前及未来一段时间GIS设备的运行性能；

故障率分析模块，用于根据所述运行性能以及所述故障缺陷检修数据确定当前及未来一段时间内所述GIS设备的故障发生概率。

依据上述本发明的方案，其是在接收到状态评估指令后，根据该评估指令从电网生产管理系统和GIS局部放电在线监测系统中获取数据，并对获取的数据进行量化、分类、归档获得基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据后存储，再根据存储的基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据评估当前及未来一段时间GIS设备的运行性能，并根据所述运行性能以及所述故障缺陷检修数据确定当前及未来一段时间内所述GIS设备的故障发生概率，由于相关数据可以从电网生产管理系统/GIS局部放电在线监测系统等中得到，数据的获取实时而便捷，而且，基于基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据得到运行性能及的故障发生概率，全面、客观地评估了GIS的GIS设备状态，且评估实时、效率高。

附图说明

图1为本发明的GIS设备状态评估方法实施例的流程示意图；

图2为本发明的GIS设备状态评估系统实施例的结构示意图；

图3是图2中存储模块的细化结构示意图；

图4是图2中数据维护模块的细化结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步阐述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1所示，为本发明的GIS设备状态评估方法实施例的流程示意图。如图1所示，该实施例中的GIS设备状态评估方法包括如下步骤：

步骤S101：接收状态评估指令，根据该评估指令从电网生产管理系统和GIS局部放电在线监测系统中获取相关数据，进入步骤S102；

步骤S102：对获取的数据进行量化、分类、归档获得基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据，进入步骤S103；

对获取的数据进行量化、分类、归档是为了获得后续步骤所要求的数据格式，以基础信息模块信息当中GIS设备生产厂家为例进行说明，其他不予赘述；首先将GIS设备生产厂家进行等级划分，该等级划分可以现场运行工程师的经验进行划分，然后根据等级划分标准给出每个GIS设备厂家的等级分类，最后根据其相应等级给出相应的修正系数，从而达到对数据的量化、分类、归档；

步骤S103：分别存储所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据，进入步骤S104；

步骤S104：根据存储的基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据评估当前及未来一段时间GIS设备的运行性能，进入步骤S105；

该运行性能可以是运行性能/工况与时间成正相关关系的单一、量化、连续的表征量，它可以作为评价GIS设备健康状况的健康指数；

步骤S105：根据所述运行性能以及所述故障缺陷检修数据确定当前及未来一段时间内所述GIS设备的故障发生概率；

上述当前及未来一段时间的长短可以根据实际情况设定。

据此，依据上述本实施例的方案，其是在接收到状态评估指令后，根据该评估指令从电网生产管理系统和GIS局部放电在线监测系统中获取相关数据，并对获取的数据进行量化、分类、归档获得基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据后存储，再根据存储的基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据评估当前及未来一段时间GIS设备的运行性能，并根据所述运行性能以及所述故障缺陷检修数据确定当前及未来一段时间内所述GIS设备的故障发生概率，由于相关数据可以从电网生产管理系统/GIS局部放电在线监测系统等中获得，数据的获取实时而便捷，而且，基于基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据得到运行性能及的故障发生概率，全面、客观地评估了GIS的GIS设备状态，另一方面，各状态评估参量之间相互联系，例如，故障发生率是建立在运行性能的基础上，改变了以往的故障发生率与运行时间的单一联系关系，评估结果更加准确，且评估实时、效率高。

在确定了当前及未来一段时间GIS设备的运行性能GIS设备的故障发生概率之后，电力部门则可以根据所得的运行性能以及故障发生概率得出GIS设备的运行状态优劣，从而能有效合理的安排检修资源。还可以根据该运行性能以及故障发生概率进行其他的相关电力系统的设计以及运行的控制，在此不予多加赘述。

为了保证获得的数据的完整性，在其中一个实施例中，在上述步骤S103和步骤S104之间还可以包括步骤：分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行查询和/或修改和/或删除和/或添加。以下详细对这几个过程进行阐述。

分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行查询的具体实现过程可以是：在接收到查询指令后，查询对应的数据，并展示查询到的数据以供操作人员对各类数据进行审核，查询时可以按变电站GIS间隔名称、编号或者变电站名称进行查询，查询包括该间隔或者该变电站对应的各类信息。

分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行修改的具体实现过程可以是：在接收到修改指令后，修改相应数据，例如，用户在审核数据时，发现错误信息，或是因现场运行情况的变化所引起设备状态评估参量的改变，通过修改操作确保信息的正确性。

分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行删除可以是：在接收到删除指令之后，删除对应的数据，例如，用户在审核各类数据时，发现不满足步骤104或者步骤105中所需数据格式的数据，则需要将相应数据删除。

分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行添加可以是：在接收到添加指令后，添加对应的数据，以保证评估结果更加完整、全面。

另外，对GIS设备进行寿命分析和寿命管理能够对电力企业制定中长期的GIS大修、技术改造和设备更换等策略提供科学指导，能够帮助电力企业提高供电安全可靠性和节省运行成本。为此，在其中一个实施例中，在步骤S105之后还可以包括步骤：根据所述运行性能、所述故障发生概率以及所述基础数据确定所述GIS设备的剩余使用年限，其中，剩余使用年限的确定可以有不同的实现方式，例如，通过现有的剩余使用寿命算法实现，在此不予赘述。

在其中一个实施例中，在得到GIS设备的故障发生概率、GIS设备的运行性能之后，或者在得到GIS设备的故障发生概率、GIS设备的运行性能、GIS设备的剩余使用年限之后，为了方便用户的查看以及展示，在上述步骤S105之后，还可以包括步骤：输出与显示所述运行性能、所述发生故障，或者在执行了确定GIS设备的剩余使用年限的步骤之后，还包括步骤：输出与显示所述运行性能、所述发生故障和所述剩余使用年限。

此外，在其中一个实施例中，还可以根据实际需要，包括步骤：根据所述运行性能、所述发生故障生成表表，并打印该报表；或者根据所述运行性能、所述发生故障和所述剩余使用年限生成报表，并打印该报表；其中，生成报表的方式可以采用现有方式，在此不予赘述。

根据上述本发明的GIS设备状态评估方法，本发明还提供一种GIS设备状态评估系统，以下就本发明的GIS设备状态评估系统的具体示例进行详细说明。图2中示出了本发明的GIS设备状态评估系统的一个较佳示例的结构示意图，图3是图2中存储模块的细化结构示意图；图4是图2中数据维护模块的细化结构示意图。依据不同的考虑因素，在具体实现本发明的GIS设备状态评估系统时，可以包含图2中所示的全部，也可以只包含图2中所示的其中一部分，以下就针对其中的几个GIS设备状态评估系统的具体实施例进行详细说明。

实施例1

在该实施例中，可以是包含有图2中所示的指令接收模块201、数据处理模块202、存储模块203、状态性能分析模块205、故障率分析模块206，其中：

指令接收模块201，用于接收状态评估指令；

数据处理模块202，用于根据该评估指令从电网生产管理系统和GIS局部放电在线监测系统中获取相关数据，并对获取的数据进行量化、分类、归档获得基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据，其中，对获取的数据进行量化、分类、归档是为了获得后续步骤所要求的数据格式，以基础信息模块信息当中GIS设备生产厂家为例进行说明，其他不予赘述；首先将GIS设备生产厂家进行等级划分，该等级划分可以现场运行工程师的经验进行划分，然后根据等级划分标准给出每个GIS设备厂家的等级分类，最后根据其相应等级给出相应的修正系数，从而达到对数据的量化、分类、归档；

存储模块203，包括用于存储基础数据的基础数据存储单元2031、用于存储绝缘性能数据的绝缘性能数据存储单元2032、用于存储操作机构数据的操作机构数据存储单元2033、用于存储附件数据的附件数据的存储单元2034、用于存储运行记录数据的运行记录数据存储单元2035、用于存储故障缺陷检修数据的故障缺陷检修数据存储单元2036；

状态性能分析模块205，用于根据存储的基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据评估当前及未来一段时间GIS设备的运行性能，该运行性能可以是运行性能/工况与时间成正相关关系的单一、量化、连续的表征量，它可以作为评价GIS设备健康状况的健康指数，当前及未来一段时间的长短可以根据实际情况设定；

故障率分析模块206，用于根据所述运行性能以及所述故障缺陷检修数据确定当前及未来一段时间内所述GIS设备的故障发生概率，其中，当前及未来一段时间长短可以根据实际情况设定。

据此，依据上述本实施例的方案，其是在指令接收模块201接收到状态评估指令后，数据处理模块202根据该评估指令从电网生产管理系统和GIS局部放电在线监测系统中获取相关数据，并对获取的数据进行量化、分类、归档获得基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据后存储到对应的存储单元2031～2036，状态性能分析模块205根据存储的基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据评估当前及未来一段时间GIS设备的运行性能，故障率分析模块206根据所述运行性能以及所述故障缺陷检修数据确定当前及未来一段时间内所述GIS设备的故障发生概率，由于相关数据可以从电网生产管理系统/GIS局部放电在线监测系统等中获得，数据的获取实时而便捷，而且，基于基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据得到运行性能及的故障发生概率，全面、客观地评估了GIS的GIS设备状态，，另一方面，各状态评估参量之间相互联系，例如，故障率分析模块206确定故障发生率是建立在状态性能分析模块205确定的运行性能的基础上，改变了以往的故障发生率与运行时间的单一联系关系，评估结果更加准确，且评估实时、效率高。

在确定了当前及未来一段时间GIS设备的运行性能GIS设备的故障发生概率之后，电力部门则可以根据所得的运行性能以及故障发生概率得出GIS设备的运行状态优劣，从而能有效合理的安排检修资源。还可以根据该运行性能以及故障发生概率进行其他的相关电力系统的设计以及运行的控制，在此不予多加赘述。

实施例2

在该实施例中，在上述实施例1的基础上，还可以包括有数据维护模块204，该数据维护模块包括查询单元2041和/或修改单元2042和/或删除单元2043和/或添加单元2044；

查询单元2041用于分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行查询操作，具体过程可以是：在接收到查询指令后，查询对应的数据，并展示查询到的数据以供操作人员对各类数据进行审核，查询时可以按变电站GIS间隔名称、编号或者变电站名称进行查询，查询包括该间隔或者该变电站对应的各类信息；

修改单元2042用于分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行修改操作，具体实现过程可以是：在接收到修改指令后，修改相应数据，例如，用户在审核数据时，发现错误信息，或是因现场运行情况的变化所引起设备状态评估参量的改变，通过修改操作确保信息的正确性；

删除单元2043用于分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行删除操作，具体的过程可以是：在接收到删除指令之后，删除对应的数据，例如，用户在审核各类数据时，发现不满足状态性能分析模块205或者故障率分析模块206中所需数据格式的数据，则需要将相应数据删除；

添加单元2044用于分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行添加操作，具体可以是：在接收到添加指令后，添加对应的数据，以保证评估结果更加完整、全面。

实施例3

在实施例1或2的基础上，还可以包括寿命分析模块207，用于根据所述运行性能、所述故障发生概率以及所述基础数据确定所述GIS设备的剩余使用年限，其中，剩余使用年限的确定可以有不同的实现方式，例如，通过现有的剩余使用寿命算法实现，在此不予赘述。

在获得了GIS设备的剩余寿命后，电力部门则可以利用GIS设备的剩余寿命制定中长期的GIS大修、技术改造和设备更换等策略提供科学指导，能够帮助电力企业提高供电安全可靠性和节省运行成本。

实施例4

在上述实施例的基础上，还可以包括步骤输出模块208，该输出模块208用于输出与显示所述运行性能、所述发生故障，或者用于输出与显示所述运行性能、所述发生故障和所述剩余使用年限。或者，还可包括报表生成与打印模块209，该报表生成与打印模块209用于根据所述运行性能、所述发生故障生成表表，并打印该报表；或者用于根据所述运行性能、所述发生故障和所述剩余使用年限生成报表，并打印该报表。数据输出与报表生成的方式都可以采用现有的实现方式，在此不予赘述。

本发明相对于现有技术具有如下优点及有益效果：

(1)能够获取用于GIS状态评估的完整状态量体系，包括GIS设备的基础数据、绝缘性能、操作机构、附件模块、运行记录、故障检修等相关信息，保证用于状态评估数据的完整性，改变了电力企业在评估GIS设备时各信息之间的缺乏联系、综合分析的特点；

(2)通过对保存的数据的查询、修改、删除、添加等操作，保证了数据的完整性；

(3)本发明能够获得表征GIS设备当前及未来运行状态的健康指数、故障概率和剩余使用寿命三个运行指标数据，使得不同设备之间的运行状态可以通过三个指标进行有效的评估，能够帮助资产管理者动态的掌握单个设备和整体设备组的运行状态，从而有针对性进行设备资产管理以及资源合理优化配置；

(4)在评估过程中改变了通过人工打分评分的评判方法，减少了大量的人工干预，同时提高了评估时效性，更加符合电力系统智能化发展要求。

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。

Claims (10)

1.一种GIS设备状态评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

接收状态评估指令，根据该评估指令从电网生产管理系统和GIS局部放电在线监测系统中获取相关数据；

对获取的数据进行量化、分类、归档获得基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据；

分别存储所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据；

根据存储的基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据评估当前及未来一段时间GIS设备的运行性能；

根据所述运行性能以及所述故障缺陷检修数据确定当前及未来一段时间内所述GIS设备的故障发生概率。

2.根据权利要求1所述的GIS设备状态评估方法，其特征在于，还包括步骤对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行查询和/或修改和/或删除和/或添加。

3.根据权利要求1所述的GIS设备状态评估方法，其特征在于，还包括步骤：根据所述运行性能、所述故障发生概率以及所述基础数据确定所述GIS设备的剩余使用年限。

4.根据权利要求1至3之一所述的GIS设备状态评估方法，其特征在于，还包括步骤：输出与显示所述运行性能、所述发生故障，或者输出与显示所述运行性能、所述发生故障和所述剩余使用年限。

5.根据权利要求4所述的GIS设备状态评估方法，其特征在于，还包括步骤：根据所述运行性能、所述发生故障生成表表，并打印该报表；或者根据所述运行性能、所述发生故障和所述剩余使用年限生成报表，并打印该报表。

6.一种GIS设备状态评估系统，其特征在于，包括：

指令接收模块，用于接收状态评估指令；

数据处理模块，用于根据该评估指令从电网生产管理系统和GIS局部放电在线监测系统中获取相关数据，并对获取的数据进行量化、分类、归档获得基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据；

存储模块，包括用于存储基础数据的基础数据存储单元、用于存储绝缘性能数据的绝缘性能数据存储单元、用于存储操作机构数据的操作机构数据存储单元、用于存储附件数据的附件数据存储单元、用于存储运行记录数据的运行记录数据存储单元、用于存储故障缺陷检修数据的故障缺陷检修数据存储单元；

状态性能分析模块，用于根据存储的基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据评估当前及未来一段时间GIS设备的运行性能；

故障率分析模块，用于根据所述运行性能以及所述故障缺陷检修数据确定当前及未来一段时间内所述GIS设备的故障发生概率。

7.根据权利要求6所述的GIS设备状态评估系统，其特征在于，还包括数据维护模块，所述数据维护模块包括查询单元和/或修改单元和/或删除单元和/或添加单元；

所述查询单元用于分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行查询操作；

所述修改单元用于分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行修改操作；

所述删除单元用于分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行删除操作；

所述添加单元用于分别对所述基础数据、绝缘性能数据、操作机构数据、附件数据、运行记录数据、故障缺陷检修数据进行添加操作。

8.根据权利要求6所述的GIS设备状态评估系统，其特征在于，还包括：

寿命分析模块，用于根据所述运行性能、所述故障发生概率以及所述基础数据确定所述GIS设备的剩余使用年限。

9.根据权利要求6至8之一所述的GIS设备状态评估系统，其特征在于，还包括：

输出模块，用于输出与显示所述运行性能、所述发生故障，或者用于输出与显示所述运行性能、所述发生故障和所述剩余使用年限。

10.根据权利要求9所述的GIS设备状态评估系统，其特征在于，还包括：

报表生成与打印模块，用于根据所述运行性能、所述发生故障生成表表，并打印该报表；或者用于根据所述运行性能、所述发生故障和所述剩余使用年限生成报表，并打印该报表。

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