变电站关键设备运维检修决策系统方案设计

变电站关键设备运维检修决策系统方案设计

摘要：随着经济快速的发展，用户对供电可靠性的要求不断增加。电力变压器和断路器是是电网中重要和关键的一次设备，因而变电设备的安全稳定运行至关重要。本文首先介绍了变

电站关键设备运维检修决策面临的难题，接着提出了分析了构建变电站关键设备运维检修决

策系统需要遵循的基本原则，最后提出了运维检修决策系统的设计方案，可以有效提升变电

站设备的运维检修效率。

关键字：变电站; 关键设备; 运维检修

电网的安全运行是保证稳定、可靠电力供应的基础。电网瓦解和大面积停电事故，不仅会造

成巨大的经济损失，影响人民正常生活，还会危及公共安全，造成严重的社会影响。电网的

安全主要体现在电力设备安全和系统运行安全两个方面，而电力设备安全是电网安全的第一

道防线。

国内外的运行经验证明，只有从引发电网事故的主要源头上建立起第一道防御系统，大幅度

提高大型互联电网运行可靠性的目标才有可能实现。电力变压器和断路器是是电网中重要和

关键的一次设备，因而变电设备的安全稳定运行至关重要。本文首先介绍了变电站关键设备

运维检修决策面临的难题，接着提出了分析了构建变电站关键设备运维检修决策系统需要遵

循的基本原则，最后提出了运维检修决策系统的设计方案，可以有效提升变电站设备的运维

检修效率。

1 变电设备运维检修面临的挑战

传统的设备管理主要考虑设备的可靠性，且偏重于单阶段的优化管理，很少考虑全过程的最优。主要表现在：（1）目前变压器和断路器设备投资决策过程使用的是传统评价方法，偏

重于一次性投入因素，对设备后期投入估计不足甚至忽略，而基于现代决策理论的评价方法

未能把定性和定量分析有效结合起来，主观因素影响大，因此无法站在全系统的高度以实现

整个系统成本最低为目标；（2）任何一个电力设备投资方案的评价目的都在于论证拟采用

的技术方案技术上是否先进可行、安全可靠及经济上是否合理等，因此都是一个技术与经济

相结合的分析过程，而以往评价指标比较注重可靠性和风险性，从而忽视了设备的可用性、

技术先进性等技术指标与经济性的关联。

2 系统开发基本原则

（1）平台化结构

系统采用平台化结构，基于IEC 61970标准和SOA架构，在基础平台上构建不同业务应用的

系统架构，并实现平台和应用的匹配以及各应用的一体化建设。应用功能采用模块化方式开发，在统一接口标准的基础上，实现应用功能在支撑平台上的“即插即用”，同时能够把应用

包装成服务功能，为其他应用提供功能服务。

（2）一体化设计

系统从支撑平台、功能应用一直到系统图模库维护、人机界面等均应满足一体化建设的要求。系统从底层到所有应用采用一体化设计，完全由一个平台构成，所有应用基于一个数据库管

理系统，采用同一个模式定义工具，使用统一数据库访问接口，画面和数据库工具可显示所

有应用数据库内容，可定义显示方式、颜色决策等。系统管理、人机、网络、报表、曲线等

平台工具服务于所有应用和所有实时数据库。

（3）标准化通信

系统支持模型基于CIM/XML的导入导出，实现与其它应用系统进行模型的交互通信。系统

必须满足IEC 61970-503规定的CIM XML数据交换格式，在各应用系统间进行模型信息交换。应用系统可以基于CIM/XML文件进行模型的导入和导出，也可以直接采用CIM/XML文件作

为模型加载的基础。系统对外提供符合IEC 61970标准的多种CIS接口，包括：CS、GDA、HSDA、GES、TSDA。

（4）系统可靠性

通过关键硬件设备及软件采用冗余配置、集群技术、多重备用、负载均衡等技术手段，消除

单点故障，确保不因部分软硬件故障而影响系统功能的正常运行。即使所有的历史应用服务

器失效，也不影响系统维护和所有实时应用功能运行，只要在10天内恢复，都保证历史数

据不丢失。

（5）运行智能化

支持信息的充分获取和共享，具有智能化的信息处理、展示及辅助分析决策手段。能够实现

基于电网运行信息的智能告警和故障诊断等功能。

3 运维检修决策系统设计方案

电网关键设备运维检修决策系统共分为三个模块（如图1所示），分别为系统监控模块、设

备检修模块和检修报告模块。在系统监控模块中，可以查看变电站在地图上的位置、接线方式、各站点的相关信息以及站点的风险警报，通过变电站入口可以进入变电站内查看设备的

风险警报、设备状态、故障详情等信息。在设备检修模块中，根据各站点的接线图上显示的

风险等级高的设备，进入该设备查看该设备状态评估、风险评估以及检修记录等信息。在部

件检修中，可选择可靠性优先、经济性优先或者费效比优先，生成相应的检修策略。根据用

户选择要检修的设备部件添加至检修报告，对检修报告可以进行查看、导出、删除等操作。

图1 系统功能模块图

运维检修决策系统基于数据驱动，通过各功能模块间的信息交互和协同操作实现系统各项功能，基于系统整体功能实现的信息交互分析，其示意图如图2所示。系统以数据管理模块为

核心，基于接口标准和接入规范与外部应用系统进行实时通信，同时与其它功能模块交互，

为其运行提供必要的数据支撑；系统管理模块通过对数据管理模块中的用户信息库、备份数

据库及动态信息库进行操作实现其系统维护、权限管理及帮助查询等功能；智能分析模块以

对动态信息库中的待分析数据进行分析处理；而综合查询模块能对动态数据库中分析结果、

外部数据以及知识库中数据进行查询访问。从而，通过多模块之间的信息流通及协同运行实

现专家系统的各项功能。

图2 电网关键设备运维检修决策系统整体功能流程图

4结语

随着我国电网规模的快速发展和日益扩大，电气设备的数量和规模也在不断地增加，传统的

设备管理方式已经不能满足电力企业对设备成本的优化与控制。本文首先介绍了变电站关键

设备运维检修决策面临的难题，接着提出了分析了构建变电站关键设备运维检修决策系统需

要遵循的基本原则，最后提出了运维检修决策系统的设计方案，可为电网关键设备运维检修

决策的制定提供有力的支持。

参考文献:

[1] 王峰, 阎春雨, 毕建刚,等. 变电设备状态监测系统的设计方案[J]. 电力建设, 2011, 32(11):31-35.