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智能配电网资产管理初探教程来源：赛尔电力自动化 作者：未知 点击：280次 时间：2010-8-10 15:02:59在配电网中，资产管理的好坏直接影响着配电网的运行和发展，如何高效的动作不断增加的庞大资产是提高配电网运行绩效的关键问题。智能配电网资产管理是以配电网资产为中心，综合应用各种先进技术，优化资产管理和运行，以最低的成本实现所期望的功能。与传统配电网相比，各种先进技术和设备的应用为资产管理提供了有力支持，同时也包括许多新内容。这篇文章对智能配电网的资产管理进行了介绍，包括其管理过程、主要关键技术和一些新内容等。资产管理(Asset Management)最初是来源于金融业的术语，用于如股票、债券、现金、期权等金融证券的投资组合。由于在配电网中，技术和资本密集，资产种类繁多，分布广泛，并且需要经常维护和更换，同时资产变动频繁，技术更新快，因此通过对资产(设备)运行状态的监测和基于可靠性的维护，资产管理能够对配电网资产实现合理优化管理，保证配电网的可靠、安全和稳定。配电网资产管理的好坏直接影响着配电网的运行与发展，如何高效地运作不断增加的庞大资产是提高配电网运行绩效的关键问题。智能配电网资产管理是以配电网资产为中心，综合应用各种先进自动化技术、计算机技术、通信技术、信息技术以及现代管理理念和技术，优化调整资产的管理和运行，每个资产将和其他资产进行很好的配合，最大限度地发挥其功能，以最低的成本实现所期望的优质服务。智能配电网与传统配电网相比，各种先进技术和设备的应用为资产管理提供了有力支持，同时也包括许多新内容。1智能配电网资产管理的过程集成智能配电网资产管理通过提供连续的实时在线监测，采用智能电子设备(Intelligent Electronic Device，IED)，并在系统中装设大量可以提供系统参数和资产“健康”状况的高级传感器，把收到的实时信息同如下过程集成：3优化资产使用的运行配电网规划基于条件(如可靠性水平)的维修工程设计与建造顾客服务工作与资源管理模拟与仿真集成过程如图 1 智能配电网资产管理过程集成所示。通过优化资产运行，可以为用电客户提供优质可靠的供电服务;通过SCADA、GIS等系统实时、准确地传递资产(设备)的各种运行信息和状态信息，通过EAM(Eneterprise Asset Management)等管理系统实现对资产的全面优化管理，提高资产的使用效率和其运行可靠性;通过对配电网的合理规划，满足客户的用电要求，为工程提供规划方案，通过集成式工程管理，对工程的设计、技术、资产、建造、施工等进行综合有效管理;通过状态检修分析系统，实现基于条件的维修和资产的优化运行，并减少顾客的停电故障，保证供电可靠性;通过ERP(Enterprise Resource Planning)企业资源计划系统，对整个智能配电网的工作与资源实现高效、实时、高度综合的集成化管理;通过CRM(Customer Relationship Management)客户关系管理系统，将用电客户作为智能配电网的一项重要资产，进行合理有效管理;通过D-FSM(Distribution Fast Simulation and Modeling，配电快速仿真与模拟)，对资产(设备)的运行进行状态估计，图 1 智能配电网资产管理过程集成对智能配电网进行拓扑建模和潮流优化计算，以此作为配电网规划的可靠依据，并进行故障模拟，使维修更具有预见性和针对性;通过各方面的集成管理，实现智能配电网资产优化管理，向客户提供优质可靠的服务。 2 智能配电网资产管理主要关键技术智能配电网的突出特点之一就是优化资产和高效运行，其资产管理的主要关键技术包括：传感器/IEDs公共信息模型(Common Information Model，CIM)变电站自动化(Substation Automation，SA)分布广泛的通信各自功能如表1所示。这些关键技术的应用，将在结构、过程和设备上对智能配电网的资产管理提供支持。在智能配电网中，许多设备都配备了种类繁多的传感器，从功能上看，这些传感器的广泛应用将会消除设备已知情况与须知情况之间的差距，从而能实时提供设备状态信息。这些信息以直接读取的方式收集，通过自动分析(如振动检测器可检测磨损程度，并将其与临界值相比较)向资产管理人员发出越限信号，然后由资产管理人员执行维护。这些传感器包括振动检测、化学分析、声音检测、温度检测和检测其它电力传输中用到的电气参数的传感器。公共信息模型(CIM)是设备数据收集的重要组成部分，它是一种重要的数据验证方法。从定义上看，它将设备与可测量的性能参数联系起来，是交换和维护设备信息的标准机制，从而能使设备状态信息量化，满足设备状态数据管理需要。变电站自动化功能也是关键技术之一，状态检修制度正是通过变电站自动化方案的实施来实现的。更广泛的应用变电站自动化技术，就能检测更多的设备，并对数据进行合并和筛选，减轻变电站与控制中心之间通信系统的数据负担，因此应将其扩展到整个配电网。另外，变电站自动化还能提供本地和远程的人机交互界面。 从设备取得数据信息，并将其传递给资产管理人员需要通信路径，因此分布广泛的通信是以上三个关键技术实现的基础，通信方式包括电话、光纤、微波、“蜂窝”技术和宽带电力线载波等。通过分布广泛的通信，使用公共信息模型、变电站自动化和传感器有助于及时准确的收集并向信息处理中心传输所需数据，从而对设备运行和维修状态实现全面、实时、准确的掌握。3智能配电网资产管理的新内容3.1 资产全生命周期优化管理智能配电网资产管理的核心思想是资产的全生命周期优化管理。智能配电网IT技术、电力电子技术、网络通信技术和传感器/IEDs等先进技术的广泛应用为建立更加先进、科学的资产管理模式和方法创造了条件，同时，准确、及时的在线监测也为资产的优化管理提供了坚实的基础。资产全生命周期管理(Asset Lifecycle Management，ALM)，以资产为管理对象，以建立一体化的信息平台为手段，统筹考虑、系统优化资产全生命周期内各个环节，即从资产形成前期、资产形成过程的科研、选型、设计、购建、安装调试等开始，贯穿于资产运营期间的运行维护保养与资产的移动、调动、封存、借用、变更，直至资产报废退出的整个生命周期的管理，在满足安全、效能的前提下追求资产全生命周期内可靠性和经济性的最优结合。实现资产全生命周期管理的基础是资产信息化。在传统配电网中，由于与资产相关的信息分散在规划、生产、物流、财务等各个独立的系统，必然造成信息孤岛，成为实现资产全生命周期管理的主要障碍。智能配电网各种先进计算机技术和通信技术的广泛应用，使得资产信息化更易于实现，同时应用信息融合技术，使得资产信息实现在统一平台下的管理，从而为实现资产全生命周期管理提供了有利条件。在资产信息化的基础上，从源头加强成本控制，通过工程管理精细化，降低工程造价，加强资产经济运行管理，降低运行维护成本，完善资产报废监督程序，规范处理过程，加强技术鉴定，强化资产退役和报废的管理，实现对智能配电网资产的全生命周期管理。3.2 集成式工程管理 智能配电网的工程管理是一种集成式的管理，不但需要跟踪工程安全状况、统计和分析工程质量状态、保证工程信息及时传递、以及对工程信息的综合分析和决策等，而且管理范围扩大，不仅包括工程方面的各项管理功能，更包括了工程技术、管理、财务、信息技术等各方面的交互应用，同时要对智能配电网工程的整个生命周期进行管理，实现工程资产的优化管理，提高工程资产利用率和工程管理效率，并与其它资产管理系统建立接口，对资产进行综合管理。智能配电网集成式工程管理的实现，是以工程管理信息化为基础的。智能配电网各种先进技术的应用为工程管理信息化提供了技术条件，而工程管理信息化是提高智能配电网工程效率、节约资源的重要手段。通过建立专门的工程信息管理系统(如MIS系统等)对工程的各种信息进行统一、综合管理，明确工程目标，通过信息采集技术、信息分析和加工技术、信息筛选技术、信息输出提供技术等对复杂冗余的各类信息合理的获取和分析，为工程决策和实施提供准确的信息支持。同时在工程建设项目投资决策阶段，在对外部条件信息综合考虑的基础上，对拟建项目进行策划并对其可行性进行技术经济分析和论证，做出最佳投资决策;在设计阶段，以投资估算控制初步设计，从组织、技术、实施、经济等各方面采取措施，合理有效地管理工程资产;在施工阶段，以全生命周期造价管理的思想和方法为指导，综合考虑工程建设的成本，使工程组织方案和施工方案更加科学合理，施工过程中资产利用率显著提高，同时降低工程施工成本;在工程验收阶段，要确定最终工程建设造价，考核工程建设效益，并对工程各阶段资料信息整理、分析和积累，综合检验决策、设计、施工质量，为下一个阶段的运行维护打好基础;在运行维护阶段，通过制定合理的运行维护方案，运用科学的管理理论和手段，实施全面统一管理，实现资产合理利用，降低运行和维护成本，配合智能配电网实现优质高效的服务。通过完善的工程管理体系，并将工程管理纳入资产管理范围中，对实现智能配电网资产精细化、全生命周期优化管理，提高资产使用效率，降低成本，提高效益有积极作用。3.3 状态检修 状态检修是一个优化检修的概念，不同于传统的以周期时间为依据的检修方式，即利用状态监测和诊断技术获取设备状态和故障信息，判断设备异常，预测故障发展趋势，在故障发生前，根据设备状态对其维修，是一种建立在计算机技术、检测技术、电力技术、诊断技术等多学科基础上的检修方式。状态检修对于智能配电网的资产管理来说，有着非同寻常的重要作用。状态检修能够及时地处理设备隐患、克服定期检修的盲目性、减少人力投入，提高设备检修过程中的针对性和有效性，加强设备的综合分析和精细化管理，从而达到了最大限度延长设备寿命，提高设备运行可靠性的目的，实现智能配电网资产的优化管理。智能配电网状态检修是以状态监测和故障诊断为基础，通过建立设备状态数据库和专家系统，依靠变电站自动化功能来实现。状态监测是状态特征量的收集过程，而在线监测技术是收集状态特征量的重要手段和途径。智能配电网先进完善的在线监测技术，为状态检修提供了可靠的特征量，保证了状态检修的准确性。而且在线监测由单个设备为目标向整体监测延伸，状态检修也不再局限于某一设备，而是同时考虑整个配电网设备的运行以及电力供求关系的调整。设备状态数据库会收集设备出厂试验、历次试验报告、各种状态参数、维修记录、运行记录、故障记录和异常现象等，为状态分析提供科学依据。专家系统会根据状态监测所得到的各测量值及其运算结果所提供的信息，并根据设备状态数据库中设备知识和经验，进行推理判断，找出设备的故障类型、部位及严重程度，提出对设备最优的维修处理建议。同时制定相应的规范，包括对状态检修参数的定义、状态参数转换为设备缺陷的技术措施、维修步骤、隔离计划、设备参数、故障代码、工单格式等。由于智能配电网对资产(设备)实行全生命周期优化管理，在满足安全、效率的前提下追求资产全生命周期内可靠性和经济性的最优结合，使状态检修在管理体系上得到保障，在智能配电网中显现其优越的成效。3.4 智能决策分析智能配电网各种智能设备数量庞大，网络结构复杂，走线方式多样，各类在线实时数据和信息日益复杂，同时各种信息之间相互关联的程度也越来越紧密，例如，实时信息与离线信息、动态信息与静态信息、运行信息与管理信息、技术信息与资产信息等将更加紧密的联系在一起。为了能在上述海量的信息中获取、发布、共享和管理知识资源，消除信息孤岛，使信息更加准确、及时、全面和详实，提升其反映配电网系统真实情况的水平，实现智能配电网对各类资产多层次、全面优化管理，需要在智能配电网中引入智能决策分析系统。智能决策分析系统可以对配电网的安全性和经济性进行评估，给出使配电网运行满足安全、优质、经济相结合方式下的决策方案。在配电网发生故障时，还可对各种报警信息进行在线分析和处理，执行故障诊断，给出处理故障所需的故障恢复方案及相关的故障操作指导。智能决策分析系统的基础是数据仓库技术、联机分析处理和数据挖掘技术。数据仓库是通过多数据源信息的概括、聚焦和集成，建立面向主题、集成、时变、持久的数据集合，为决策提供可用信息，智能配电网的各类在线实时信息和数据、历史数据和基础数据存储在数据仓库中，以此作为智能决策分析系统的数据基础;联机分析处理技术通过对数据仓库的即时、多维、复杂查询和综合分析，得出隐藏在数据中的总体特征和发展趋势，以此作为智能决策分析的依据。资产信息、工程信息和检修信息提供基础数据，通过对它们的抽取、集成和转换，存放在资产管理数据仓库中，作为整个智能决策分析系统的数据源。通过联机分析和数据挖掘技术，对数据仓库中的数据进行各种查询、分析和挖掘，由此产生对资产管理的智能决策分析。通过智能决策分析系统，可对智能配电网网络设计实现优化，对资产寿命和网络运行进行分析，同时对维修计划、设备保养管理、突发故障维修、备件管理等决策提供智能分析。此外，智能决策分析系统还可以预测智能配电网运行的薄弱环节，对预想事故提出对策。由此可见，智能决策分析系统对智能配电网资产管理有十分重要的作用，为实现资产全方位，多层次的优化管理提供了辅助决策分析功能。3.5 可视化管理传统配电网的管理系统，主要集中在自动化信息的采集和控制方面，对基本状态信息的可视化表现考虑不足，易造成运行人员的“盲管”现象，不利于配电网的安全运行。智能配电网通过可视化管理，可以将智能配电网的运行状态以图形或图像的方式给予显示，实时采集配电网及其资产运行数据以及电能质量、故障停电等数据，为运行人员提供高级的电网监控界面，使其能更方便、更直观地了解当前配电网资产的运行状态。智能配电网可视化管理系统通过将地理空间信息系统GIS的文字、图形、表格等信息一体化，把设备属性、配电网馈线信息、工程信息、实时数据采集与监控SCADA信息紧密联系在一起，提供一个兼容的信息拓展平台，并将用户信息、设备信息、线路信息等在平台上集中体现。智能配电网可视化管理系统基本模块如图2所示： 图2 智能配电网可视化管理系统基本模块管理控制模块负责对智能配电网网络拓扑信息和资产的位置、属性以及变更信息进行综合管理，并与数据库中的存储信息进行交流，及时更改数据库中网络和资产的信息;数据处理模块负责对资产(设备)在线监测信息、工程信息、配电网馈线信息等数据的收集和处理，并将经过处理的信息送入数据库模块，实时更新其中图形化显示的资产信息;数据库模块负责其它两个模块的信息存储和交流，以供查询和分析使用。GIS与SCADA分别提供资产信息和在线监测信息，并通过两者相互集成，对可视化管理系统提供信息支持。通过可视化管理，可以提高智能配电网的可视化程度，监测和识别智能配电网动态行为，为资产的统一管理和资产信息的交换提供了数据标准和规范。在此基础上，可实现“智能配电网全资产可视化”，对资产的全生命周期做到实时管理，掌握其实际运行状态和信息，使资产时时处于最优化运行状态，提高利用率，降低运行和维护成本，以满足智能配电网资产管理的特点和要求。4.结束语 智能配电网的突出特点之一就是通过应用最新的技术来实现优化资产和高效运行，最优化性能、最优化状态以及最优化运行不仅是智能配电网资产管理的主要目的，同时也是降低智能配电网成本的有效手段。智能配电网资产管理的新内容，以各种先进技术为基础，能使配电网资产保持最优化性能和最优化状态，从而实现最优化运行。通过应用先进的资产管理技术和完善的资产管理系统，智能配电网将以最低的成本实现最优的服务。参考文献1 Richard.E.Brown, Bruce.G.Humphrey.Asset Management for Transmission and Distribution.IEEE power&energy magazine.2005,5/6：39-452 Osman Tor，Mohammad Shahidehpour.Power Distribution Asset Management3 余贻鑫.智能电网的技术组成和实现顺序.