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智能化供电设备状态检修决策支持系统设计思维导图

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时光静好 浏览量:82023-03-01 13:01:59
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摘 要:随着电力企业向市场化迈进,供电设备的检修工作,由状态检修代替定期检修是必然的。采用人工智能的思想设计了供电设备状态检修决策支持系统。该系统具有供电设备状态评估、故障诊断、检修决策、制定检修计划、自学习和企业网站检修信息发布功能。并且重点介绍了故障诊断的两个诊断模块:基于专家系统的单一诊断模块和基于人工神经网络的综合诊断模块。?

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思维导图大纲

智能化供电设备状态检修决策支持系统设计思维导图模板大纲

关键词:[HTSS]供电设备;状态检修;专家系统;人工神经元网络?

状态检修方式以设备当前的实际工作状况为依据,它通过先进的状态监测和诊断手段、可靠性评价手段以及寿命预测手段,判断设备的状态,识别故障的早期征兆,对故障部位其及严重程度、故障发展趋势做出判断,并根据分析诊断结果,在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前主动实施维修[1]。它为电气设备安全、稳定、长周期、全性能、优质运行提供了可靠的技术和管理保障。?

作到状态检修的关键是对设备状态的判断,不仅要识别已经发生的故障,而且预测未来可能发生的故障。解决这些问题,一些常规的计算程序和分析程序无能为力或不够有效。因为在这些问题中,人类专家的经验起着主导作用。因此,专家系统技术已经运用到电力设备状态检修中,特别是发电设备的状态检修。而专家系统技术用于供电设备的状态检修还不多见。原因在于供电设备的状态检修起步比较晚,这与早年实行“重发轻供不管用”的政策有关。当前电力企业深化改革,以利润为中心,实行内部模拟电力市场,促使供电企业努力提高供电可靠率和检修的经济性。因此供电设备的状态检修势在必行。?

状态检修能够使检修和管理效率提高,设备大修间隔延长和小修频率降低,杜绝不足维修和过剩维修,减少重大事故的发生,提高了设备的可用系数,从而降低了企业经营成本。?

1、配电设备状态检修决策支持系统的总体结构?

随着传感技术、微电子、数字信号处理和计算机网络技术在状态监测中的应用,使状态检修成为可能。而人工神经网络、专家系统、模糊集理论等综合智能技术在状态识别和故障诊断中的应用,使状态检修得以实现[2,3]。?

本系统根据在线和离线监测诊断数据、设备寿命预测数据、可靠性评价数据、设计参数、检修历史数据、同类设备统计数据等进行综合分析,并利用状态评价准则体系对设备状态变化趋势进行预测,运用决策模型给出检修什么和何时检修的建议,并制定检修计划,发布到企业网站。总体结构如图1所示。?

1.1设备综合管理模块?

状态检修需要大量描述设备状态及其演变过程的准确数据,即要有足够的信息用于分析与决策,这就是设备数据综合管理。该模块管理、存储所有设备资产清单,设备台帐图纸、设备设计数据、设备安装状况及系统图、维修历史数据、设备变更与维修记录、设备状态监测与诊断数据、事故及异常记录、测点设置、设备可靠性状态统计分析数据等等。?

1.2智能化诊断模块?

该模块用专家系统与人工神经元网络结合的方法实现。既能对单一试验数据进行故障诊断,也能对多种试验数据进行综合诊断。单一诊断用产生式专家系统,将规程规定和专家知识存储在知识库,可以随时更新、修改。综合诊断用人工神经元BP网络。功能模块之间用状态驱动。每一个层次的数据可以维护、查询,有利于程序的模块化设计[4,5]。?

1.3检修决策模块?

对单一设备,根据不同运行方式和检修方式,运用技术经济分析方法,对检修费用、效益进行评估,给出对该设备来说最佳检修时间、检修措施和检修项目,并形成检修决策报告。?

1.4编制检修计划模块?

1.5企业网站检修信息发布模块?

将排定的检修计划发布在供电企业网站上,供生产单位执行,也为用户提供了检修信息,大用户据此安排生产,减少供电设备检修带来的损失。这能提供服务质量,增加供电工作的透明度。?

2、基于专家系统的单一诊断模块?

2.1单一诊断功能?

单一诊断是指对一种检测方法所取得的数据进行处理和判断,得出故障征兆或有关设备状态的初步结论。这些检测方法指:油中气体色谱检测、绕组直流电阻检测、绝缘电阻及吸收比、极化指数检测、绝缘介质损耗检测、油质检测和绝缘老化的检测等等。检测的数据与规程比、与历史比、与同类设备比,并考虑当前系统的运行状况,将这些知识保存在专家系统的规则库中。?

通过各种方法检测到的数据,或通过检测数据计算出的数据,并不能说明当前设备的状况,只有与标准值比较,才能得到设备可能故障的征兆。如在变压器预防性试验中,绕组直流电阻MVA以下的变压器,相间差别是5%,与规程比较,规程规定一般不超过4%,所以得出绕组直流电阻相间差别过高的征兆。?

单一诊断是对单项试验数据进行诊断。该方法简单、宜于实现,有时可直接定位故障。但更多时给的结论不够清晰,或结论片面。因此,该过程可以看作综合诊断的前期数据处理[6]。?

单一诊断的结果可能有四种:

1)明确定位故障;

2)参数正常,不存在与此参数有关的故障;

3)不确定故障是否存在;

4)故障确实存在,但不能定位。后两种情况给出的结果不明确,需要更多的信息进行明确判断,由综合诊断来完成。但单一诊断的所有诊断结果都送到综合数据库里。在综合诊断中,对四种结论的处理各不相同。

单一诊断的过程是:

(1)数据采集:采集定期或不定期的试验数据;?

(2)参数计算:有些参数据不能直接测得,需要用试验数据计算得到。

(3)参数换算:有时要把试验数据或参数换算成某一环境下的数据;?

(4)数据比较:试验数据或换算后的数据与规程规定的标准试验数据比较,与设备原始数据比较;?

(5)得出结论:单一诊断的结论是上述的四种结论。如果不需综合诊断,则可以直接生成诊断报告。?

2.2专家系统各模块的功能?

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