智能化供電設(shè)備狀態(tài)檢修決策支持系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：隨著電力企業(yè)向市場化邁進，供電設(shè)備之檢修工作，由狀態(tài)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(shè)計了供電設(shè)備狀態(tài)檢修決策支持系統(tǒng)。陽光電子學校維修專家分析認為：該系統(tǒng)具有供電設(shè)備狀態(tài)評估、故障診斷、檢修決策、制定檢修計劃、自學習和企業(yè)網(wǎng)站檢修信息發(fā)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(tǒng)之單一診斷模塊和基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)之綜合診斷模塊。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　關(guān)鍵詞：[HTSS]供電設(shè)備；狀態(tài)檢修；專家系統(tǒng)；人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)��

　　狀態(tài)檢修方式以設(shè)備當前之實際工作狀況為依據(jù)，它通過先進之狀態(tài)監(jiān)測和診斷手段、可靠性評價手段以及壽命預(yù)測手段，判斷設(shè)備之狀態(tài)，識別故障之早期征兆，對故障部位其及嚴重程度、故障發(fā)展趨勢做出判斷，并根據(jù)分析診斷結(jié)果，在設(shè)備性能下降到一定程度或故障將要發(fā)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(shè)備安全、穩(wěn)定、長周期、全性能、優(yōu)質(zhì)運行提供了可靠之技術(shù)和管理保障。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　作到狀態(tài)檢修之關(guān)鍵是對設(shè)備狀態(tài)之判斷，不僅要識別已經(jīng)發(fā)生之故障，而且預(yù)測未來湖南陽光電子學校維修專家認為：也許發(fā)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(guī)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(jīng)驗起著主導(dǎo)作用。陽光電子學校維修專家分析認為：因此，專家系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)運用到電力設(shè)備狀態(tài)檢修中，特別是發(fā)電設(shè)備之狀態(tài)檢修。陽光電子學校維修專家分析認為：而專家系統(tǒng)技術(shù)用于供電設(shè)備之狀態(tài)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(shè)備之狀態(tài)檢修起步比較晚，這與早年實行“重發(fā)輕供不管用”之政策有關(guān)。陽光電子學校維修專家分析認為：當前電力企業(yè)深化改革，以利潤為中心，實行內(nèi)部模擬電力市場，促使供電企業(yè)努力提高供電可靠率和檢修之經(jīng)濟性。陽光電子學校維修專家分析認為：因此供電設(shè)備之狀態(tài)檢修勢在必行。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　狀態(tài)檢修能夠使檢修和管理效率提高，設(shè)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(fā)生，提高了設(shè)備之可用系數(shù)，從而降低了企業(yè)經(jīng)營成本。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　1、配電設(shè)備狀態(tài)檢修決策支持系統(tǒng)之總體結(jié)構(gòu)��

　　隨著傳感技術(shù)、微電子、數(shù)字信號處理和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在狀態(tài)監(jiān)測中之應(yīng)用，使狀態(tài)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、模糊集理論等綜合智能技術(shù)在狀態(tài)識別和故障診斷中之應(yīng)用，使狀態(tài)檢修得以實現(xiàn)［2，3］。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　本系統(tǒng)根據(jù)在線和離線監(jiān)測診斷數(shù)據(jù)、設(shè)備壽命預(yù)測數(shù)據(jù)、可靠性評價數(shù)據(jù)、設(shè)計參數(shù)、檢修歷史數(shù)據(jù)、同類設(shè)備統(tǒng)計數(shù)據(jù)等進行綜合分析，并利用狀態(tài)評價準則體系對設(shè)備狀態(tài)變化趨勢進行預(yù)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(fā)布到企業(yè)網(wǎng)站。陽光電子學校維修專家分析認為：總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　1.1設(shè)備綜合管理模塊��

　　狀態(tài)檢修需要大量描述設(shè)備狀態(tài)及其演變過程之準確數(shù)據(jù)，即要有足夠之信息用于分析與決策，這就是設(shè)備數(shù)據(jù)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(shè)備資產(chǎn)清單，設(shè)備臺帳圖紙、設(shè)備設(shè)計數(shù)據(jù)、設(shè)備安裝狀況及系統(tǒng)圖、維修歷史數(shù)據(jù)、設(shè)備變更與維修記錄、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷數(shù)據(jù)、事故及異常記錄、測點設(shè)置、設(shè)備可靠性狀態(tài)統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)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(tǒng)與人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)合之方法實現(xiàn)。陽光電子學校維修專家分析認為：既能對單一試驗數(shù)據(jù)進行故障診斷，也能對多種試驗數(shù)據(jù)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(chǎn)生式專家系統(tǒng)，將規(guī)程規(guī)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(jīng)元BP網(wǎng)絡(luò)。陽光電子學校維修專家分析認為：功能模塊之間用狀態(tài)驅(qū)動。陽光電子學校維修專家分析認為：每一個層次之數(shù)據(jù)可以維護、查詢，有利于程序之模塊化設(shè)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(shè)備，根據(jù)不同運行方式和檢修方式，運用技術(shù)經(jīng)濟分析方法，對檢修費用、效益進行評估，給出對該設(shè)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(tài)檢修并不排斥檢修計劃之作用，恰恰相反，狀態(tài)檢修體制還要利用一些先進之技術(shù)手段來動態(tài)地制訂和優(yōu)化供電設(shè)備檢修計劃，以充分發(fā)揮檢修計劃之指導(dǎo)作用。陽光電子學校維修專家分析認為：在狀態(tài)檢修體制下，面對眾多需要檢修之設(shè)備，檢修計劃之編制根據(jù)檢修決策之結(jié)果，負荷預(yù)測、趨勢分析、動態(tài)規(guī)則等手段考慮配網(wǎng)之運行方式、供電可靠性、經(jīng)濟性等要求，使檢修計劃既具有可行性，又具有科學性和經(jīng)濟性。陽光電子學校維修專家分析認為：

　　1.5企業(yè)網(wǎng)站檢修信息發(fā)布模塊��

　　將排定之檢修計劃發(fā)布在供電企業(yè)網(wǎng)站上，供生產(chǎn)單位執(zhí)行，也為用戶提供了檢修信息，大用戶據(jù)此介紹生產(chǎn)，減少供電設(shè)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(wù)質(zhì)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(tǒng)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(shù)據(jù)進行處理和判斷，得出故障征兆或有關(guān)設(shè)備狀態(tài)之初步結(jié)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(shù)檢測、絕緣介質(zhì)損耗檢測、油質(zhì)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(shù)據(jù)與規(guī)程比、與歷史比、與同類設(shè)備比，并考慮當前系統(tǒng)之運行狀況，將這些知識保存在專家系統(tǒng)之規(guī)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(shù)據(jù)，或通過檢測數(shù)據(jù)計算出之數(shù)據(jù)，并不能說明當前設(shè)備之狀況，只有與標準值比較，才能得到設(shè)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(yù)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(guī)程比較，規(guī)程規(guī)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(shù)據(jù)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(xiàn)，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(jié)論不夠清晰，或結(jié)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(shù)據(jù)處理［6］。陽光電子學校維修專家分析認為：��

　　單一診斷之結(jié)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(shù)正常，不存在與此參數(shù)有關(guān)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(jié)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(jié)果都送到綜合數(shù)據(jù)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(jié)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(shù)據(jù)采集：采集定期或不定期之試驗數(shù)據(jù)；��

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

　　（3）參數(shù)換算：有時要把試驗數(shù)據(jù)或參數(shù)換算成某一環(huán)境下之數(shù)據(jù)；��

　　（4）數(shù)據(jù)比較：試驗數(shù)據(jù)或換算后之數(shù)據(jù)與規(guī)程規(guī)定之標準試驗數(shù)據(jù)比較，與設(shè)備原始數(shù)據(jù)比較；��

　　（5）得出結(jié)論：單一診斷之結(jié)論是上述之四種結(jié)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(tǒng)各模塊之功能��

　　單一診斷功能由專家系統(tǒng)實現(xiàn)，該專家系統(tǒng)之模塊如下：��

　　（1）數(shù)據(jù)

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