CN104217110A - 一种利用基准态分析的gis状态评估方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用基准态分析的GIS状态评估方法及装置，该方法包括：根据GIS的关键状态量，从设备老化、设备强度和电网强度三个方面评估GIS的健康度，得到GIS健康度指标BI；根据GIS的设备基本参数，从电网性能、安全性能和修复能力三个角度评估GIS的设备重要度，得到重要度指标MI；根据BI与MI两个指标，通过关联模型相互联系，计算风险矩阵中的风险度指标；根据风险度指标，实现设备在基于重要度与健康度二维指标下的优先级排序，指导检修决策。本发明提出了一种针对GIS设备的“基准态”分析方法，能够准确了解设备状态，实现对设备基本性能由好到坏顺序排列，指导运维决策的目的。

Description

一种利用基准态分析的GIS状态评估方法及装置

技术领域

本发明涉及输变电设备状态评价领域，尤其涉及一种利用基准态分析的GIS状态评估方法及装置。

背景技术

GIS(gas insulated switchgear)是指一种将断路器、隔离开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、套管等功能部件封闭组合在接地的金属外壳中并采用SF6作为绝缘介质的电器装置。

长期以来，我国对电力设备状态检修工作的研究，主要集中在对电力变压器状态评估的研究，对GIS设备的研究明显滞后，少量研究主要集中于对在线监测技术以及基于该监测技术对GIS运行状态评估的研究。且研究主要是针对GIS设备各部分状态所提出相应的在线检测手段，方法比较单一，没有建立其一整套完善的评估方法，只能对GIS设备的某一部分的状态进行研究，不能全面的衡量GIS设备的健康状况。

发明内容

针对目前GIS状态评价效果不理想的情况，本发明提出设备“基准态”(Benchmark)分析，在设备状态评价导则的基础上，通过从特征量优选、特征量分析、建立设备老化模型、设备强度模型、电网强度模型，再综合设备老化、设备强度、电网强度三方面进行设备健康度评估，解决设备的状态到底如何，能否正常运行，可能发生的故障率到底有多高等关切问题，使得在缺少现场新的试验或测试数据情况下也能实现对设备的状态的初步分析，实现对设备基本性能由好到坏顺序排列，指导运维决策的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种利用基准态分析的GIS状态评估方法及装置。

本发明提供的利用基准态分析的GIS状态评估方法，包括：

利用GIS的关键特征量，根据建立的老化模型、设备强度模型和电网强度模型三个健康度评估模型，对GIS进行设备健康度进行评估；

利用GIS的基本参数从电网性能、安全性能和修复能力三个层面，对GIS设备的重要度进行评估；

根据所述GIS设备健康度三个模型评估结果，获得所述GIS的设备健康度指标；用于根据所述GIS设备重要度三个层面评估结果，获得所述GIS的设备重要度指标；

根据所述GIS设备健康度指标和GIS设备重要度指标，计算所述GIS的设备风险度；

根据所述的风险度指标对所述GIS进行排序，并依据排序的结果确定需要重点关注的GIS及对应的检修策略。

其中，所述GIS的关键特征量包括敏感性、有效性、可获取性和时效性四个属性；每种属性由低至高分为：低、较低、中、较高、高，五个级别；

所述GIS的关键特征量具体分为：盆式绝缘子关键特征量、断路器关键特征量、隔离开关及接地开关关键特征量、互感器关键特征量、母线关键特征量、避雷器关键特征量和套管关键特征量；

其中盆式绝缘子关键特征量包括：内部应力、绝缘子场强、盆式绝缘子表面电荷、局放谱图；断路器关键特征量包括：行程特性曲线、分合闸线圈电流、开断电流；隔离开关及接地开关关键特征量包括：转角时间特性曲线、触头温度；互感器关键特征量包括但不限于：绝缘电阻、介质损耗、电容量；母线关键特征量包括于：主回路电阻、母线温度；避雷器关键特征量包括：运行电压下交流泄露电流阻性分量；套管关键特征量包括：导电连接点红外热。

其中，利用GIS的关键特征量，根据建立的老化模型、设备强度模型和电网强度模型三个健康度评估模型，对GIS进行设备健康度进行评估中：

所述老化模型分析细化到部件的层面，通过量化评分机制得到各个部件老化模型的健康评分指标，其中：

盆式绝缘子老化指标I_JYZ＝f(ω_JYZ-JX,ω_JYZ-DQ,I_JYZ-JX,I_JYZ-DQ)，其中，ω_JYZ-JX为绝缘子机械性能权重系数，ω_JYZ-DQ为绝缘子电气性能权重系数，I_JYZ-JX为绝缘子机械性能指标，I_JYZ-DQ为绝缘子机械性能指标；

断路器老化指标I_DLQ＝f(ω_DLQ-JXSM,ω_DLQ-CDJG,ω_DLQ-MHS,I_DLQ-JXSM,I_DLQ-CDJG,I_DLQ-MHS)，其中，ω_DLQ-JXSM为断路器机械寿命权重系数，ω_DLQ-CDJG为断路器操动机构权重系数，ω_DLQ-MHS为断路器灭弧室权重系数，I_DLQ-JXSM为断路器机械寿命性能指标，I_DLQ-CDJG为断路器操动机构性能指标，I_DLQ-MHS为断路器灭弧室性能指标；

隔离开关及接地开关老化指标I_KG＝f(ω_KG-JXSM,ω_KG-CDJG,ω_KG-CT,I_KG-JXSM,I_KG-CDJG,I_KG-CT)，其中，ω_KG-JXSM为隔离开关及接地开关机械寿命权重系数，ω_KG-CDJG为隔离开关及接地开关操动机构权重系数，ω_KG-CT为隔离开关及接地开关触头权重系数，I_KG-JXSM为隔离开关及接地开关机械寿命性能指标，I_KG-CDJG为隔离开关及接地开关操动机构性能指标，I_KG-CT为隔离开关及接地开关触头性能指标；

互感器老化指标I_HGQ＝f(ω_HGQ-RZ,ω_HGQ-WD,ω_HGQ-YZ,I_HGQ-RZ,I_HGQ-WD，I_HGQ-YZ)，其中，ω_HGQ-RZ为互感器绕组权重系数，ω_HGQ-WD为互感器温度权重系数，ω_HGQ-YZ为互感器油质权重系数，I_HGQ-RZ为互感器绕组性能指标，I_HGQ-WD为互感器温度性能指标，I_HGQ-YZ为互感器油质性能指标；

母线老化指标I_MX＝f(ω_MX-DZ,ω_MX-WD,I_MX-DZ,I_MX-WD)，其中，ω_MX-DZ为母线电阻权重系数，ω_MX-WD为母线温度权重系数，I_MX-DZ为母线电阻性能指标，I_MX-WD为母线温度性能指标；

避雷器老化指标I_BLQ＝f(I_BLQ-DL)，其中I_BLQ-DL为避雷器运行电压下交流泄露电流阻性分量性能指标；

套管老化指标I_TG＝f(I_TG-WD)，其中I_TG-WD为套管的红外热点温度性能指标；

根据设备强度评估模型和电网强度评估模型，通过统一的量化评分指标，得到GIS设备强度指标和GIS电网强度指标，其中：

从GIS设备已发现缺陷的评估指标S_QX、已发生故障的评估指标S_GZ、设备当前状态的评估指标S_ZT-SF6&S_ZT-SO2和质量与安装的评估指标S_ZL四个维度分析GIS设备单个间隔的强度，得到表征GIS设备强度的量化指标I_SBQD＝f(S_QX，S_GZ，S_ZT-SF6，S_ZT-SO2，S_ZL)；

从表征设备运行环境的评估指标S_YXHJ和表征设备开关动作情况的评估指标S_KGDZ两个维度分析GIS设备单个间隔的电网强度，得到表征GIS电网强度的量化指标I_DWQD＝f(S_YXHJ，S_KGDZ)；

所述利用GIS的基本参数从电网性能、安全性能和修复能力三个层面，对GIS设备的重要度进行评估中：

所述电网性能对GIS设备重要度的衡量参数为：变电站的重要等级p_zy、备品备件p_bp、到达难易程度p_dd、功能位置p_wz、客户类型p_kh和现场是否有人p_xc六个参数衡量，对应的性能指标P_DW＝f(p_zy,p_bp,p_dd,p_wz,p_kh,p_xc)；

所述安全性能对GIS设备重要度的衡量参数为：GIS设备的运行环境p_hj，对应的性能指标P_AQ＝f(p_hj)；

所述修复能力对GIS设备重要度的衡量参数为：厂家的类型p_cj，对应的性能指标P_XF＝f(p_cj)。

其中，利用GIS的关键特征量，根据建立的老化模型、设备强度模型和电网强度模型三个健康度评估模型，对GIS进行设备健康度进行评估，具体为：

所述根据老化模型、设备强度评估模型和电网强度评估模型得到的设备状态量化指标，综合间隔内所有部件的评分和间隔本身的设备强度和电网强度评分，综合形成设备健康度评估指标：BI＝f(BI_factor，W)；其中，BI_factor为GIS设备健康度分模型量化指标向量，BI_factor＝(I_JYZ,I_DLQ,…,I_SBQD,I_QWQD)；W＝(ω_1-1,ω_1-2,…,ω₂,ω₃)为相应的权重向量；

利用GIS的基本参数从电网性能、安全性能和修复能力三个层面，对GIS设备的重要度进行评估，具体为：

根据电网性能、安全性能和修复能力三个层面综合评估，形成GIS设备重要度评估指标：MI＝f(MI_factor，W_p)。其中，MI_factor为GIS设备重要度量化指标向量，MI_factor＝(P_DW,P_AQ,P_XF)；W_p＝(ω_DW,ω_AQ,ω_XF)为相应的权重向量。

其中，所述根据所述GIS设备健康度指标和GIS设备重要度指标，计算所述GIS的设备风险度，包括：

设定BI为GIS健康度指标，MI为GIS重要度指标；则GIS设备A在“BI-MI”坐标系中的坐标为(BI_A,MI_A)，其中0≤BI_A≤100，0≤MI_A≤100；GIS设备A的风险度F定义为点(BI_A,MI_A)到参考线l₀的距离，其中所述参考线l₀的方程式为：x+y＝0。

相应的，本发明还提供一种利用基准态分析的GIS状态评估装置，包括：

性能评估模块，用于根据建立的老化模型、设备强度模型和电网强度模型三个健康度评估模型，对GIS进行设备健康度进行评估；用于利用GIS的基本参数从电网性能、安全性能和修复能力三个层面，对GIS设备的重要度进行评估；

总基准态指标计算模块，用于根据所述GIS设备健康度三个模型评估结果，获得所述GIS的设备健康度指标；用于根据所述GIS设备重要度三个层面评估结果，获得所述GIS的设备重要度指标；

设备风险度计算模块，用于根据所述GIS设备健康度指标和GIS设备重要度指标，计算所述GIS的设备风险度；

检修策略管理模块，用于根据所述GIS的设备风险度指标对GIS进行排序，并依据排序的结果选择需要重点关注的GIS并选择对应的检修策略。

其中，所述性能评估模块包括：

第一评估单元，用于对GIS的老化程度进行评估，所述GIS的老化程度评估指标包括：盆式绝缘子老化指标I_JYZ，断路器老化指标I_DLQ，隔离开关及接地开关老化指标I_KG，互感器老化指标I_HGQ，母线老化指标I_MX，避雷器老化指标I_BLQ，套管老化指标I_TG；

第二评估单元，用于对GIS的设备强度进行评估，所述GIS的设备强度评估指标：发现缺陷指标S_QX、已发生故障指标S_GZ、设备当前状态指标S_ZT-SF6&S_ZT-SO2，质量与安装指标S_ZL；

第三评估单元，用于对GIS的电网强度进行评估，所述GIS的电网强度评估指标包括：设备运行环境的评估指标S_YXHJ，表征设备开关动作情况评估指标S_KGDZ；

第四评估单元，用于对GIS的设备重要度进行评估，所述GIS的设备重要度评估指标包括：电网性能评估指标P_DW、安全性能评估指标P_AQ和修复能力评估指标P_XF。

其中，所述总基准态指标计算模块包括：

第一计算单元，用于根据所述第一评估单元、第二评估单元、第三评估单元的评估结果，综合形成GIS的设备健康度评估指标BI＝f(BI_factor，W)；其中，BI_factor为GIS设备健康度分模型量化指标向量，BI_factor＝(I_JYZ,I_DLQ,…,I_SBQD,I_QWQD)；W＝(ω_1-1,ω_1-2,…,ω₂,ω₃)为相应的权重向量；

第二计算单元，根据所述第四评估单元对GIS的电网性能、安全性能和修复能力三个层面综合评估，获得GIS设备重要度评估指标如：MI＝f(MI_factor，W_p)。其中，MI_factor为GIS设备重要度量化指标向量，MI_factor＝(P_DW,P_AQ,P_XF)；W_p＝(ω_DW,ω_AQ,ω_XF)为相应的权重向量。

其中，所述风险矩阵的风险度计算模块，具体用于根据所述第一计算单元和第二计算单元的计算结果，计算GIS的设备风险度，其中建立“BI-MI”坐标系，GIS设备A在中的坐标为(BI_A,MI_A)，其中0≤BI_A≤100，0≤MI_A≤100。GIS设备A的风险度F定义为点(BI_A,MI_A)到参考线l₀的距离，其中所述参考线l₀的方程式为：x+y＝0。

本发明所提供的利用基准态分析的GIS状态评估方法及装置充分考虑了设计、制造、试验、环境、运行、检修记录、电网等参数信息，实现了设备基准态分析关键特征量的优选，并根据电压等级、运行年限和设备重要度的不同对其进行了差异化分析；同时研究了影响设备老化、设备强度、电网强度的各种因素，并分别建立了相应的关联模型。本发明在综合考虑设备老化、设备强度、电网强度，建立设备组件及整体基准态分析模型，提高了状态评估结果的准确性和可靠性，为运维决策提供了有力的支持和指导。

附图说明

图1是本发明提供的利用基准态分析的GIS状态评估方法实施例流程示意图；

图2是本发明提供的GIS按照部件及功能的划分；

图3是本发明提供的GIS健康度评价体系结构；

图4是本发明提供的GIS健康度-重要度二维关系矩阵；

图5是本发明提供的利用基准态分析的GIS状态评估装置实施例结构示意图。

具体实施方式

针对目前GIS状态评价效果不理想的情况，本发明提出设备“基准态”(Benchmark)分析，在设备状态评价导则的基础上，通过从特征量优选、特征量分析、建立设备老化模型、设备强度模型、电网强度模型，再综合设备老化、设备强度、电网强度三方面进行设备健康度评估，解决设备的状态到底如何，能否正常运行，可能发生的故障率到底有多高等关切问题，使得在缺少现场新的试验或测试数据情况下也能实现对设备的状态的初步分析，实现对设备基本性能由好到坏顺序排列，指导运维决策的目的。

参见图1，为本发明提供的利用基准态分析的GIS状态评估方法实施例流程示意图。

在本实施例中，将详细的描述该GIS状态评估方法各个步骤的具体流程和操作内容。如图1所示，该利用基准态分析的GIS状态评估方法包括：

步骤S101，获取GIS的基本参数及关键特征量。所述GIS按照部件及功能划分见图2，表1为GIS的基本参数及关键特征量归类表。

表1

步骤S102，根据表1中提供的GIS关键特征量，从设备老化、设备强度和电网强度三个方面评估GIS的健康度，得到GIS健康度指标BI。更为具体的，从设备老化方面评估，按照GIS的部件划分，每个部件的老化指标均用百分制表示：

盆式绝缘子老化指标I_JYZ＝f(ω_JYZ-JX,ω_JYZ-DQ,I_JYZ-JX,I_JYZ-DQ)，其中，ω_JYZ-JX为绝缘子机械性能权重系数，ω_JYZ-DQ为绝缘子电气性能权重系数，I_JYZ-JX为绝缘子机械性能指标，I_JYZ-DQ为绝缘子机械性能指标；

断路器老化指标I_DLQ＝f(ω_DLQ-JXSM,ω_DLQ-CDJG,ω_DLQ-MHS,I_DLQ-JXSM,I_DLQ-CDJG,I_DLQ-MHS)，其中，ω_DLQ-JXSM为断路器机械寿命权重系数，ω_DLQ-CDJG为断路器操动机构权重系数，ω_DLQ-MHS为断路器灭弧室权重系数，I_DLQ-JXSM为断路器机械寿命性能指标，I_DLQ-CDJG为断路器操动机构性能指标，I_DLQ-MHS为断路器灭弧室性能指标；

隔离开关及接地开关老化指标I_KG＝f(ω_KG-JXSM,ω_KG-CDJG,ω_KG-CT,I_KG-JXSM,I_KG-CDJG,I_KG-CT)，其中，ω_KG-JXSM为隔离开关及接地开关机械寿命权重系数，ω_KG-CDJG为隔离开关及接地开关操动机构权重系数，ω_KG-CT为隔离开关及接地开关触头权重系数，I_KG-JXSM为隔离开关及接地开关机械寿命性能指标，I_KG-CDJG为隔离开关及接地开关操动机构性能指标，I_KG-CT为隔离开关及接地开关触头性能指标；

互感器老化指标I_HGQ＝f(ω_HGQ-RZ,ω_HGQ-WD,ω_HGQ-YZ,I_HGQ-RZ,I_HGQ-WD，I_HGQ-YZ)，其中，ω_HGQ-RZ为互感器绕组权重系数，ω_HGQ-WD为互感器温度权重系数，ω_HGQ-YZ为互感器油质权重系数，I_HGQ-RZ为互感器绕组性能指标，I_HGQ-WD为互感器温度性能指标，I_HGQ-YZ为互感器油质性能指标；

母线老化指标I_MX＝f(ω_MX-DZ,ω_MX-WD,I_MX-DZ,I_MX-WD)，其中，ω_MX-DZ为母线电阻权重系数，ω_MX-WD为母线温度权重系数，I_MX-DZ为母线电阻性能指标，I_MX-WD为母线温度性能指标；

避雷器老化指标I_BLQ＝f(I_BLQ-DL)，其中I_BLQ-DL为避雷器运行电压下交流泄露电流阻性分量性能指标；

套管老化指标I_TG＝f(I_TG-WD)，其中I_TG-WD为套管的红外热点温度性能指标；

从设备强度方面评估，每个部分的设备强度指标均用百分制表示：

以GIS间隔为最小单元，从设备“已发现缺陷”、“已发生故障”、“设备当前状态”和“质量与安装”四个维度分析GIS设备单个间隔的强度，得到表征设备强度的量化指标I_SBQD＝f(S_QX，S_GZ，S_ZT-SF6，S_ZT-SO2，S_ZL)；

从电网强度方面评估，每个部分的电网强度指标均用百分制表示：

以GIS间隔为最小单元，从设备“运行环境”和设备“开关动作情况”两个维度分析GIS设备单个间隔的电网强度，得到表征电网强度的量化指标I_DWQD＝f(S_YXHJ，S_KGDZ)。

根据老化模型、设备强度评估模型和电网强度评估模型得到的设备特征量化指标，综合间隔内所有部件的评分和间隔本身的设备强度和电网强度评分，综合形成设备健康度评估指标，见图3。健康度BI＝f(BI_factor，W)。其中，BI_factor为GIS设备健康度分模型量化指标向量，BI_factor＝(I_JYZ,I_DLQ,…,I_SBQD,I_QWQD)；W＝(ω_1-1,ω_1-2,…,ω₂,ω₃)为相应的权重向量。

步骤S103，根据表1中提供的GIS状态量，从“电网性能”、“安全性能”和“修复能力”三个角度评价GIS的设备重要度，得到重要度指标MI。所述对GIS设备重要度进行电网性能、安全性能和修复能力评估，包括：

电网性能风险对设备重要度的影响主要从变电站的重要等级p_zy、备品备件p_bp、到达难易程度p_dd、功能位置p_wz、客户类型p_kh和现场是否有人p_xc六个参数衡量，P_DW＝f(p_zy,p_bp,p_dd,p_kh,p_xc)；

设备重要度在安全方面的考虑，主要就是GIS设备的运行环境p_hj，P_AQ＝f(p_hj)；

从修复层面则首要考虑的是厂家的类型p_cj，不同性质的厂家生产的产品以及对事故的修复反应也是不一样的，P_XF＝f(p_cj)。

根据电网性能、安全性能和修复能力三个层面的评估结果，形成设备重要度评估指标如：MI＝f(MI_factor，W_p)。其中，MI_factor为GIS设备重要度量化指标向量，MI_factor＝(P_DW,P_AQ,P_XF)；W_p＝(ω_DW,ω_AQ,ω_XF)为相应的权重向量。

步骤S104，根据BI与MI两个指标，通过关联模型相互联系，计算风险矩阵中的风险度。根据设备健康度和设备重要度评估的结果，计算所述GIS的风险度，见图4。GIS设备A在“BI-MI”坐标系中的坐标为(BI_A,MI_A)，其中0≤BI_A≤100，0≤MI_A≤100。GIS设备A的风险度F定义为点(BI_A,MI_A)到参考线l₀的距离，其中所述参考线l₀的方程式为：x+y＝0。

步骤S105，依据不同设备的F值大小排序，依据风险矩阵，优化安排检修策略。

对应的，本发明还提供一种利用基准态分析的GIS状态评估装置，该GIS状态评估装置可以实现上述利用基准态分析的GIS状态评估方法。

参见图5，为本发明提供的利用基准态分析的GIS状态评估装置实施例结构示意图。在本实施例中，将详细的描述该利用基准态分析的GIS状态评估装置的结构和各部件的功能。该装置包括：性能评估模块1，总基准态指标计算模块2，设备风险度计算模块3和检修策略管理模块4。

性能评估模块1，用于依据GIS关键特征量，对GIS进行设备健康度评估，包括老化模型、设备强度模型、电网强度模型；用于根据GIS设备基本参数，对GIS进行设备重要度评估，包括电网性能、安全性能和修复能力三个层面。

总基准态指标计算模块2，用于根据所述GIS设备健康度三个模型评估结果，获得所述GIS的设备健康度指标；用于根据所述GIS设备重要度三个层面评估结果，获得所述GIS的设备重要度指标；

设备风险度计算模块3，用于根据所述GIS设备健康度指标和GIS设备重要度指标，计算所述GIS的设备风险度；

检修策略管理模块4，用于根据所述GIS的设备风险度对GIS进行排序，并依据排序的结果选择需要重点关注的GIS并选择对应的检修策略。

更为详细的，性能评估模块1，包括：状态量获取单元和评估单元；

状态量获取单元11，用于获取所述GIS关键特征量及基本参数；

第一评估单元12，用于对GIS的老化程度进行评估，所述GIS的老化程度评估指标包括：盆式绝缘子老化指标I_JYZ，断路器老化指标I_DLQ，隔离开关及接地开关老化指标I_KG，互感器老化指标I_HGQ，母线老化指标I_MX，避雷器老化指标I_BLQ，套管老化指标I_TG；

第二评估单元13，用于对GIS的设备强度进行评估，所述GIS的设备强度评估指标：发现缺陷指标S_QX、已发生故障指标S_GZ、设备当前状态指标S_ZT-SF6&S_ZT-SO2，质量与安装指标S_ZL；

第三评估单元14，用于对GIS的电网强度进行评估，所述GIS的电网强度评估指标包括：设备运行环境的评估指标S_YXHJ，表征设备开关动作情况评估指标S_KGDZ；

第四评估单元15，用于对GIS的设备重要度进行评估，所述GIS的设备重要度评估指标包括：电网性能评估指标P_DW、安全性能评估指标P_AQ和修复能力评估指标P_XF；

更为详细的，总基准态指标计算模块2，包括：

第一计算单元21，用于根据所述第一评估单元、第二评估单元、第三评估单元的评估结果，综合形成GIS的设备健康度评估指标BI＝f(BI_factor，W)。其中，BI_factor为GIS设备健康度分模型量化指标向量，BI_factor＝(I_JYZ,I_DLQ,…,I_SBQD,I_QWQD)；W＝(ω_1-1,ω_1-2,…,ω₂,ω₃)为相应的权重向量；

第二计算单元22，根据所述第四评估单元对GIS的电网性能、安全性能和修复能力三个层面综合评估，形成设备重要度评估指标如：MI＝f(MI_factor，W_p)。其中，MI_factor为GIS设备重要度量化指标向量，MI_factor＝(P_DW,P_AQ,P_XF)；W_p＝(ω_DW,ω_AQ,ω_XF)为相应的权重向量。

更为详细的，设备风险度计算模块3，包括：

第三计算单元31，用于计算风险度，其中建立“BI-MI”坐标系，GIS设备A在中的坐标为(BI_A,MI_A)，其中0≤BI_A≤100，0≤MI_A≤100；GIS设备A的风险度F定义为点(BI_A,MI_A)到参考线l₀的距离，其中所述参考线l₀的方程式为：x+y＝0。

更为详细的，检修策略管理模块4，用于根据所述GIS的风险度F对GIS进行排序，并依据排序的结果选择需要重点关注的GIS并选择对应的检修策略。设备的风险度F越大，表明对应GIS的性能越差，设备状态不健康，出故障的几率较高，对于这种设备需要加强检修和巡视的密度。

本发明所提供的利用基准态分析的GIS状态评估方法及装置充分考虑了设计、制造、试验、环境、运行、检修记录、电网等参数信息，实现了设备基准态分析关键特征量的优选，并根据电压等级、运行年限和设备重要度的不同对其进行了差异化分析；同时研究了影响设备老化、设备强度、电网强度的各种因素，并分别建立了相应的关联模型。本发明在综合考虑设备老化、设备强度、电网强度，建立设备组件及整体基准态分析模型，提高了状态评估结果的准确性和可靠性，为运维决策提供了有力的支持和指导。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用基准态分析的GIS状态评估方法，其特征在于，包括：

利用GIS的关键特征量，根据建立的老化模型、设备强度模型和电网强度模型三个健康度评估模型，对GIS进行设备健康度进行评估；

利用GIS的基本参数从电网性能、安全性能和修复能力三个层面，对GIS设备的重要度进行评估；

根据所述GIS设备健康度三个模型评估结果，获得所述GIS的设备健康度指标；用于根据所述GIS设备重要度三个层面评估结果，获得所述GIS的设备重要度指标；

根据所述GIS设备健康度指标和GIS设备重要度指标，计算所述GIS的设备风险度；

根据所述的风险度指标对所述GIS进行排序，并依据排序的结果确定需要重点关注的GIS及对应的检修策略。

2.如权利要求1所述的利用基准态分析的GIS状态评估方法，其特征在于，所述GIS的关键特征量包括敏感性、有效性、可获取性和时效性四个属性；每种属性由低至高分为：低、较低、中、较高、高，五个级别；

所述GIS的关键特征量具体分为：盆式绝缘子关键特征量、断路器关键特征量、隔离开关及接地开关关键特征量、互感器关键特征量、母线关键特征量、避雷器关键特征量和套管关键特征量；

其中盆式绝缘子关键特征量包括：内部应力、绝缘子场强、盆式绝缘子表面电荷、局放谱图；断路器关键特征量包括：行程特性曲线、分合闸线圈电流、开断电流；隔离开关及接地开关关键特征量包括：转角时间特性曲线、触头温度；互感器关键特征量包括但不限于：绝缘电阻、介质损耗、电容量；母线关键特征量包括于：主回路电阻、母线温度；避雷器关键特征量包括：运行电压下交流泄露电流阻性分量；套管关键特征量包括：导电连接点红外热。

3.如权利要求2所述的利用基准态分析的GIS状态评估方法，其特征在于，利用GIS的关键特征量，根据建立的老化模型、设备强度模型和电网强度模型三个健康度评估模型，对GIS进行设备健康度进行评估中：

所述老化模型分析细化到部件的层面，通过量化评分机制得到各个部件老化模型的健康评分指标，其中：

盆式绝缘子老化指标I_JYZ＝f(ω_JYZ-JX,ω_JYZ-DQ,I_JYZ-JX,I_JYZ-DQ)，其中，ω_JYZ-JX为绝缘子机械性能权重系数，ω_JYZ-DQ为绝缘子电气性能权重系数，I_JYZ-JX为绝缘子机械性能指标，I_JYZ-DQ为绝缘子机械性能指标；

断路器老化指标I_DLQ＝f(ω_DLQ-JXSM,ω_DLQ-CDJG,ω_DLQ-MHS,I_DLQ-JXSM,I_DLQ-CDJG,I_DLQ-MHS)，其中，ω_DLQ-JXSM为断路器机械寿命权重系数，ω_DLQ-CDJG为断路器操动机构权重系数，ω_DLQ-MHS为断路器灭弧室权重系数，I_DLQ-JXSM为断路器机械寿命性能指标，I_DLQ-CDJG为断路器操动机构性能指标，I_DLQ-MHS为断路器灭弧室性能指标；

隔离开关及接地开关老化指标I_KG＝f(ω_KG-JXSM,ω_KG-CDJG,ω_KG-CT,I_KG-JXSM,I_KG-CDJG,I_KG-CT)，其中，ω_KG-JXSM为隔离开关及接地开关机械寿命权重系数，ω_KG-CDJG为隔离开关及接地开关操动机构权重系数，ω_KG-CT为隔离开关及接地开关触头权重系数，I_KG-JXSM为隔离开关及接地开关机械寿命性能指标，I_KG-CDJG为隔离开关及接地开关操动机构性能指标，I_KG-CT为隔离开关及接地开关触头性能指标；

互感器老化指标I_HGQ＝f(ω_HGQ-RZ,ω_HGQ-WD,ω_HGQ-YZ,I_HGQ-RZ,I_HGQ-WD，I_HGQ-YZ)，其中，ω_HGQ-RZ为互感器绕组权重系数，ω_HGQ-WD为互感器温度权重系数，ω_HGQ-YZ为互感器油质权重系数，I_HGQ-RZ为互感器绕组性能指标，I_HGQ-WD为互感器温度性能指标，I_HGQ-YZ为互感器油质性能指标；

母线老化指标I_MX＝f(ω_MX-DZ,ω_MX-WD,I_MX-DZ,I_MX-WD)，其中，ω_MX-DZ为母线电阻权重系数，ω_MX-WD为母线温度权重系数，I_MX-DZ为母线电阻性能指标，I_MX-WD为母线温度性能指标；

避雷器老化指标I_BLQ＝f(I_BLQ-DL)，其中I_BLQ-DL为避雷器运行电压下交流泄露电流阻性分量性能指标；

套管老化指标I_TG＝f(I_TG-WD)，其中I_TG-WD为套管的红外热点温度性能指标；

根据设备强度评估模型和电网强度评估模型，通过统一的量化评分指标，得到GIS设备强度指标和GIS电网强度指标，其中：

从GIS设备已发现缺陷的评估指标S_QX、已发生故障的评估指标S_GZ、设备当前状态的评估指标S_ZT-SF6&S_ZT-SO2和质量与安装的评估指标S_ZL四个维度分析GIS设备单个间隔的强度，得到表征GIS设备强度的量化指标I_SBQD＝f(S_QX，S_GZ，S_ZT-SF6，S_ZT-SO2，S_ZL)；

从表征设备运行环境的评估指标S_YXHJ和表征设备开关动作情况的评估指标S_KGDZ两个维度分析GIS设备单个间隔的电网强度，得到表征GIS电网强度的量化指标I_DWQD＝f(S_YXHJ，S_KGDZ)；

所述利用GIS的基本参数从电网性能、安全性能和修复能力三个层面，对GIS设备的重要度进行评估中：

所述电网性能对GIS设备重要度的衡量参数为：变电站的重要等级p_zy、备品备件p_bp、到达难易程度p_dd、功能位置p_wz、客户类型p_kh和现场是否有人p_xc六个参数，对应的性能指标P_DW＝f(p_zy,p_bp,p_dd,p_wz,p_kh,p_xc)；

所述安全性能对GIS设备重要度的衡量参数为：GIS设备的运行环境p_hj，对应的性能指标P_AQ＝f(p_hj)；

所述修复能力对GIS设备重要度的衡量参数为：厂家的类型p_cj，对应的性能指标P_XF＝f(p_cj)。

4.如权利要求3所述的利用基准态分析的GIS状态评估方法，其特征在于，利用GIS的关键特征量，根据建立的老化模型、设备强度模型和电网强度模型三个健康度评估模型，对GIS进行设备健康度进行评估，具体为：

所述根据老化模型、设备强度评估模型和电网强度评估模型得到的设备状态量化指标，综合间隔内所有部件的评分和间隔本身的设备强度和电网强度评分，综合形成设备健康度评估指标：BI＝f(BI_factor，W)；其中，BI_factor为GIS设备健康度分模型量化指标向量，BI_factor＝(I_JYZ,I_DLQ,…,I_SBQD,I_QWQD)；W＝(ω_1-1,ω_1-2,…,ω₂,ω₃)为相应的权重向量；

利用GIS的基本参数从电网性能、安全性能和修复能力三个层面，对GIS设备的重要度进行评估，具体为：

根据电网性能、安全性能和修复能力三个层面综合评估，形成GIS设备重要度评估指标：MI＝f(MI_factor，W_p)。其中，MI_factor为GIS设备重要度量化指标向量，MI_factor＝(P_DW,P_AQ,P_XF)；W_p＝(ω_DW,ω_AQ,ω_XF)为相应的权重向量。

5.如权利要求4所述的利用基准态分析的GIS状态评估方法，其特征在于，所述根据所述GIS设备健康度指标和GIS设备重要度指标，计算所述GIS的设备风险度，包括：

设定BI为GIS健康度指标，MI为GIS重要度指标；则GIS设备A在“BI-MI”坐标系中的坐标为(BI_A,MI_A)，其中0≤BI_A≤100，0≤MI_A≤100；GIS设备A的风险度F定义为点(BI_AMI_A)到参考线l₀的距离，

其中所述参考线l₀的方程式为：x+y＝0。

6.一种利用基准态分析的GIS状态评估装置，其特征在于，包括：

性能评估模块，用于根据建立的老化模型、设备强度模型和电网强度模型三个健康度评估模型，对GIS进行设备健康度进行评估；用于利用GIS的基本参数从电网性能、安全性能和修复能力三个层面，对GIS设备的重要度进行评估；

总基准态指标计算模块，用于根据所述GIS设备健康度三个模型评估结果，获得所述GIS的设备健康度指标；用于根据所述GIS设备重要度三个层面评估结果，获得所述GIS的设备重要度指标；

设备风险度计算模块，用于根据所述GIS设备健康度指标和GIS设备重要度指标，计算所述GIS的设备风险度；

检修策略管理模块，用于根据所述GIS的设备风险度指标对GIS进行排序，并依据排序的结果选择需要重点关注的GIS并选择对应的检修策略。

7.如权利要求6所述的利用基准态分析的GIS状态评估装置，其特征在于，所述性能评估模块包括：

第一评估单元，用于对GIS的老化程度进行评估，所述GIS的老化程度评估指标包括：盆式绝缘子老化指标I_JYZ，断路器老化指标I_DLQ，隔离开关及接地开关老化指标I_KG，互感器老化指标I_HGQ，母线老化指标I_MX，避雷器老化指标I_BLQ，套管老化指标I_TG；

第二评估单元，用于对GIS的设备强度进行评估，所述GIS的设备强度评估指标：发现缺陷指标S_QX、已发生故障指标S_GZ、设备当前状态指标S_ZT-SF6&S_ZT-SO2，质量与安装指标S_ZL；

第三评估单元，用于对GIS的电网强度进行评估，所述GIS的电网强度评估指标包括：设备运行环境的评估指标S_YXHJ，表征设备开关动作情况评估指标S_KGDZ；

第四评估单元，用于对GIS的设备重要度进行评估，所述GIS的设备重要度评估指标包括：电网性能评估指标P_DW、安全性能评估指标P_AQ和修复能力评估指标P_XF。

8.如权利要求7所述的利用基准态分析的GIS状态评估装置，其特征在于，所述总基准态指标计算模块包括：

第一计算单元，用于根据所述第一评估单元、第二评估单元、第三评估单元的评估结果，综合形成GIS的设备健康度评估指标BI＝f(BI_factor，W)；其中，BI_factor为GIS设备健康度分模型量化指标向量，BI_factor＝(I_JYZ,I_DLQ,…,I_SBQD,I_QWQD)；W＝(ω_1-1,ω_1-2,…,ω₂,ω₃)为相应的权重向量；

第二计算单元，根据所述第四评估单元对GIS的电网性能、安全性能和修复能力三个层面综合评估，获得GIS设备重要度评估指标：MI＝f(MI_factor，W_p)。其中，MI_factor为GIS设备重要度量化指标向量，MI_factor＝(P_DW,P_AQ,P_XF)；W_p＝(ω_DW,ω_AQ,ω_XF)为相应的权重向量。

9.如权利要求8所述的利用基准态分析的变压器状态评估装置，其特征在于，所述风险矩阵的风险度计算模块，具体用于根据所述第一计算单元和第二计算单元的计算结果，计算GIS的设备风险度，其中建立“BI-MI”坐标系，GIS设备A在中的坐标为(BI_A,MI_A)，其中0≤BI_A≤100，0≤MI_A≤100；

GIS设备A的风险度F定义为点(BI_A,MI_A)到参考线l₀的距离， $F\left(A\right)=\frac{|{\mathrm{BI}}_A+{\mathrm{MI}}_A|}{\sqrt{2}};$

其中所述参考线l₀的方程式为：x+y＝0。