智能化供電設備狀態檢修決策支持系統設計

摘 要：隨著電力企業向市場化邁進，供電設備之檢修工作，由狀態檢修代替定期檢修是必然之。陽光電子學校維修專家分析認為：采用人工智能之思想設計了供電設備狀態檢修決策支持系統。陽光電子學校維修專家分析認為：該系統具有供電設備狀態評估、故障診斷、檢修決策、制定檢修計劃、自學習和企業網站檢修信息發布功能。陽光電子學校維修專家分析認為：并且重點介紹了故障診斷之兩個診斷模塊：基于專家系統之單一診斷模塊和基于人工神經網絡之綜合診斷模塊。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　關鍵詞：[HTSS]供電設備；狀態檢修；專家系統；人工神經元網絡��

　　狀態檢修方式以設備當前之實際工作狀況為依據，它通過先進之狀態監測和診斷手段、可靠性評價手段以及壽命預測手段，判斷設備之狀態，識別故障之早期征兆，對故障部位其及嚴重程度、故障發展趨勢做出判斷，并根據分析診斷結果，在設備性能下降到一定程度或故障將要發生之前主動實施維修［1］。陽光電子學校維修專家分析認為：它為電氣設備安全、穩定、長周期、全性能、優質運行提供了可靠之技術和管理保障。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　作到狀態檢修之關鍵是對設備狀態之判斷，不僅要識別已經發生之故障，而且預測未來湖南陽光電子學校維修專家認為：也許發生之故障。陽光電子學校維修專家分析認為：解決這些問題，一些常規之計算程序和分析程序無能為力或不夠有效。陽光電子學校維修專家分析認為：因為在這些問題中，人類專家之經驗起著主導作用。陽光電子學校維修專家分析認為：因此，專家系統技術已經運用到電力設備狀態檢修中，特別是發電設備之狀態檢修。陽光電子學校維修專家分析認為：而專家系統技術用于供電設備之狀態檢修還不多見。陽光電子學校維修專家分析認為：原因在于供電設備之狀態檢修起步比較晚，這與早年實行“重發輕供不管用”之政策有關。陽光電子學校維修專家分析認為：當前電力企業深化改革，以利潤為中心，實行內部模擬電力市場，促使供電企業努力提高供電可靠率和檢修之經濟性。陽光電子學校維修專家分析認為：因此供電設備之狀態檢修勢在必行。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　狀態檢修能夠使檢修和管理效率提高，設備大修間隔延長和小修頻率降低，杜絕不足維修和過剩維修，減少重大事故之發生，提高了設備之可用系數，從而降低了企業經營成本。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　1、配電設備狀態檢修決策支持系統之總體結構��

　　隨著傳感技術、微電子、數字信號處理和計算機網絡技術在狀態監測中之應用，使狀態檢修成為湖南陽光電子學校維修專家認為：也許。陽光電子學校維修專家分析認為：而人工神經網絡、專家系統、模糊集理論等綜合智能技術在狀態識別和故障診斷中之應用，使狀態檢修得以實現［2，3］。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　本系統根據在線和離線監測診斷數據、設備壽命預測數據、可靠性評價數據、設計參數、檢修歷史數據、同類設備統計數據等進行綜合分析，并利用狀態評價準則體系對設備狀態變化趨勢進行預測，運用決策模型給出檢修什么和何時檢修之建議，并制定檢修計劃，發布到企業網站。陽光電子學校維修專家分析認為：總體結構如圖1所示。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　1.1設備綜合管理模塊��

　　狀態檢修需要大量描述設備狀態及其演變過程之準確數據，即要有足夠之信息用于分析與決策，這就是設備數據綜合管理。陽光電子學校維修專家分析認為：該模塊管理、存儲所有設備資產清單，設備臺帳圖紙、設備設計數據、設備安裝狀況及系統圖、維修歷史數據、設備變更與維修記錄、設備狀態監測與診斷數據、事故及異常記錄、測點設置、設備可靠性狀態統計分析數據等等。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　1.2智能化診斷模塊��

　　該模塊用專家系統與人工神經元網絡結合之方法實現。陽光電子學校維修專家分析認為：既能對單一試驗數據進行故障診斷，也能對多種試驗數據進行綜合診斷。陽光電子學校維修專家分析認為：單一診斷用產生式專家系統，將規程規定和專家知識存儲在知識庫，可以隨時更新、修改。陽光電子學校維修專家分析認為：綜合診斷用人工神經元BP網絡。陽光電子學校維修專家分析認為：功能模塊之間用狀態驅動。陽光電子學校維修專家分析認為：每一個層次之數據可以維護、查詢，有利于程序之模塊化設計［4，5］。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　1.3檢修決策模塊��

　　對單一設備，根據不同運行方式和檢修方式，運用技術經濟分析方法，對檢修費用、效益進行評估，給出對該設備來說 佳檢修時間、檢修措施和檢修項目，并形成檢修決策報告。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　1.4編制檢修計劃模塊��

　　狀態檢修并不排斥檢修計劃之作用，恰恰相反，狀態檢修體制還要利用一些先進之技術手段來動態地制訂和優化供電設備檢修計劃，以充分發揮檢修計劃之指導作用。陽光電子學校維修專家分析認為：在狀態檢修體制下，面對眾多需要檢修之設備，檢修計劃之編制根據檢修決策之結果，負荷預測、趨勢分析、動態規則等手段考慮配網之運行方式、供電可靠性、經濟性等要求，使檢修計劃既具有可行性，又具有科學性和經濟性。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　1.5企業網站檢修信息發布模塊��

　　將排定之檢修計劃發布在供電企業網站上，供生產單位執行，也為用戶提供了檢修信息，大用戶據此介紹生產，減少供電設備檢修帶來之損失。陽光電子學校維修專家分析認為：這能提供服務質量，增加供電工作之透明度。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　2、基于專家系統之單一診斷模塊��

　　2.1單一診斷功能��

　　單一診斷是指對一種檢測方法所取得之數據進行處理和判斷，得出故障征兆或有關設備狀態之初步結論。陽光電子學校維修專家分析認為：這些檢測方法指：油中氣體色譜檢測、繞組直流電阻檢測、絕緣電阻及吸收比、極化指數檢測、絕緣介質損耗檢測、油質檢測和絕緣老化之檢測等等。陽光電子學校維修專家分析認為：檢測之數據與規程比、與歷史比、與同類設備比，并考慮當前系統之運行狀況，將這些知識保存在專家系統之規則庫中。陽光電子學校維修專家分析認為：通過各種方法檢測到之數據，或通過檢測數據計算出之數據，并不能說明當前設備之狀況，只有與標準值比較，才能得到設備湖南陽光電子學校維修專家認為：也許故障之征兆。陽光電子學校維修專家分析認為：如在變壓器預防性試驗中，繞組直流電阻MVA以下之變壓器，相間差別是5%，與規程比較，規程規定一般不超過4%，所以得出繞組直流電阻相間差別過高之征兆。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　單一診斷是對單項試驗數據進行診斷。陽光電子學校維修專家分析認為：該方法簡單、宜于實現，有時可直接定位故障。陽光電子學校維修專家分析認為：但更多時給之結論不夠清晰，或結論片面。陽光電子學校維修專家分析認為：因此，該過程可以看作綜合診斷之前期數據處理［6］。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　單一診斷之結果湖南陽光電子學校維修專家認為：也許有四種：

　　1）明確定位故障；

　　2）參數正常，不存在與此參數有關之故障；

　　3）不確定故障是否存在；

　　4）故障確實存在，但不能定位。陽光電子學校維修專家分析認為：后兩種情況給出之結果不明確，需要更多之信息進行明確判斷，由綜合診斷來完成。陽光電子學校維修專家分析認為：但單一診斷之所有診斷結果都送到綜合數據庫里。陽光電子學校維修專家分析認為：在綜合診斷中，對四種結論之處理各不相同。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　單一診斷之過程是：

　　（1）數據采集：采集定期或不定期之試驗數據；��

　　（2）參數計算：有些參數據不能直接測得，需要用試驗數據計算得到。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　（3）參數換算：有時要把試驗數據或參數換算成某一環境下之數據；��

　　（4）數據比較：試驗數據或換算后之數據與規程規定之標準試驗數據比較，與設備原始數據比較；��

　　（5）得出結論：單一診斷之結論是上述之四種結論。陽光電子學校維修專家分析認為：如果不需綜合診斷，則可以直接生成診斷報告。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　2.2專家系統各模塊之功能��

　　單一診斷功能由專家系統實現，該專家系統之模塊如下：��

　　（1）數據

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