输配电生产管理信息化.ppt
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第七讲输配电生产管理信息化,1输配电生产管理概述2输变电管理信息化配电管理信息化安全生产监督管理环境评价,第一节输配电生产管理系统概述,1.输配电生产管理系统的概念输配电生产管理信息系统就是应用现代先进的计算机技术、图形、自动化、通信技术等技术手段对电网进行在线与离线的智能化管理,使电网处于安全、可靠、优质、经济、高效的运行状态,更好地满足用户的电能需求,是促进服务创新、管理创新、技术创新和建成国际一流的现代化电网的基础和重要保证。
输配电生产管理系统的建设目标:
建立完善的生产运行管理系统,有效整合电力公司的生产管理资源;对企业内部为提高生产效率、管理水平和决策水平提供服务;对企业外部,为提高用户服务质量、树立良好的社会形象服务。
为此要完成以下工作:
(1)建立完整的输配电生产管理系统,实现生产各部门、各单位之间的生产信息共享和交换,从而提高工作效率和企业整体素质,实现管理的现代化。
(2)通过生产业务流程的标准化、规范化,建立生产业务流程的网络化管理系统,实现关键业务的网络流程化管理。
(3)有效地利用各种信息,为各级管理人员提高及时的综合信息和辅助决策信息。
(4)建立开放的、具有良好可扩充性的信息数据平台。
(5)建立ERP和电力营销等主要的信息系统的接口。
输配电生产管理信息系统所要实现的功能:
(1)生产技术管理:
包括变压器管理、开关管理、线路管理、变电运行管理、无功电压管理、大修技改管理、检修计划管理、缺陷管理、事故障碍管理;
(2)调度管理:
包括自动化管理、保护管理、通信管理、方式管理、调度管理;其他:
输变电管理、配电管理、科技管理、环保管理、安全监督管理、环境评价数据库、综合查询、领导管理、权限管理、系统管理、技术监督。
2.输变电生产管理信息系统的结构根据需求分析,可以将输配电管理工作的业务分为两个比较接近的业务系统,如下图所示:
这些业务与各层次单位之间的关系见下图:
输配电管理共同的功能基础上,结合电压等级的不同有其各自的应用侧重和功能衍生,其结构上可划分为三个部分:
(1)基础系统部分:
包含了数据、图形信息的集成平台环境。
(2)应用系统部分:
分为输电管理系统和配电管理系统两大体系。
(3)接口系统部分:
是与其他数据源结合而建立的复合子系统、或者完成数据交换的接口系统。
输配电生产管理系统的基础框架如下图:
1)AM/FM/GIS基础信息平台部分,该部分是输配电生产管理系统的基础支撑部分,包含了数据、图形信息的集成平台环境。
AM:
自动制图。
FM:
设备管理。
GIS:
地理信息系统。
在电力系统中,通常将AM、FM、GIS组成一个整体,在地理图的基础上综合管理输配电网的图形资料、设备档案及运行数据、有关图片资料,真实反应输配电线路的实际走向、各种电力设备的地理位置,变分散数据位集中、可视信息,让管理、决策人员能够方便、清晰、及时地了解所需要的设备。
2)应用系统部分该部分是建立在基础平台之上的各种具体功能应用子系统,从功能上可分为输电管理信息系统和配电管理信息系统。
3)接口系统部分该部分是与其他数据源相结合而建立的复合子系统,或完成数据交换的接口系统。
这些接口包括SCADA/ENS、GPS、电力营销系统等的接口。
3.输配电生产管理信息系统的数据信息分析电力企业及其下属的供电公司、供电分公司、电缆公司、超高压公司、各级调度单位的工作对像范围互不相同,单各个单位所维护的电网事实上是整个区域电网的一部分。
上海电网公司下辖的电网的信息数据分布图概括为如下模型图:
基于对电力公司输配电管理业务的分析,业务数据信息主要可以分为以下四大类:
(1)电网数据:
是指所辖电网包括了所有设备信息、拓扑连接信息、设备运行状态、实时信息的电网全信息描述。
是图形和数据的结合。
(2)地理数据:
是指所辖地区能够满足输配电管理需求的完整的空间信息,是基于图形空间数据库的描述。
(3)用户数据:
是所供电区域的全部用户资料数据库。
(4)业务管理数据:
是业务管理活动中所保存的各种信息数据。
以上数据相互关联,信息模型图如下所示:
地理信息系统(GIS)是集计算机科学、地理学、测绘学、环境科学、经济学、空间科学、信息和管理科学于一体的一门跨学科的新兴边缘学科,它是以地理空间数据库为基础,在计算机硬件、软件环境的支持下,对空间数据进行采集、管理、操作、分析、模拟和显示。
标有各种电力设备和线路的地理位置图是电力部门用来管理、维修电力设备和寻找及排除设备故障的有力工具。
第二节输变电管理信息化,
(一)输变电管理子系统的功能和服务范围输变电图形信息管理系统(PTDGIS)综合利用计算机图形技术、数据库技术、计算机网络技术开发出的一套现代化供电生产管理用计算机系统。
它为供电生产的管理、调度、设计、维护等工作提供方便、直观的工具,从而提高供电的工作效率,降低生产管理费用。
PTDGIS主要由生产技术管理子系统、调度子系统、运行维护子系统和系统信息录入维护四部分组成。
其结构图如下:
(二)输变电设备管理概述1.变电设备管理变电设备管理包括变压器设备台账监管变压器设备查询、变压器设备汇总统计、变压器设备相关关联信息查询等。
变压器设备台账管理提供各类变压器设备的编辑、维护功能,设备类别包括变压器、断路器、隔离开关、母线、电容器、电抗器、耦合电容器、CT、PT、避雷器、消弧线圈、阻波器、全封闭组合电器、直流电源、接地网、消防系统等。
变电设备查询以单位、电压等级、制造厂家、投运日期、型号、容量等为条件进行查询。
变电站设备汇总统计按单位、电压等级、设备类别分类汇总各类设备清单,统计各类设备数量、容量、同比增长等。
2.输电设备管理输电设备管理包括输电设备台账监管、输电设备查询、输电设备汇总统计、输电设备相关信息关联查询等功能。
输电设备台账管理提供各种输电设备的编辑、维护功能,设备类别包括架空线路(110KV及以上)、电缆线路(110KV及以上)以及各种附属设施。
架空线路附属设备设施包括杆塔、导线、地线、绝缘子、金具、防雷锤、熔断器、避雷器等。
电缆线路附属设施包括电缆头、电缆中间件、电缆避雷器、电缆井等。
输电设备查询以单位、电压等级、交直流类型、投运日期、铺设方式等为查询条件。
输电设备汇总统计以按单位、电压等级等分类汇总输电线路清单,统计线路条数、长度、同比增长、运行年限所限比例等。
输电设备相关信息关联查询通过统一设备表示从其它模块中关联查询各类输电设备的运行、检修、缺陷等方面的信息,实现关联信息的数据共享。
(三)输变电运行管理概述1.变电运行管理输变电运行管理包括设备变更管理、停运管理、变压器运行管理、断路器操作管理、断路器开断管理、故障管理、负载管理、评价管理等。
设备变更管理按单位、等压等级、变更类别、设备类别和时间段等分类统计设备的新投、退运、技改等方面信息。
停运管理按单位、电压等级和时间段等分类统计各类设备停运基础信息,包括变压器、断路器、母线等的计划停运、非计划停运和强迫停运信息。
统计数据主要包括各类停运的次数、停运时间、停运原因、容量、停运率和同比数据等。
变压器运行管理按单位、电压等级和时间段等分类统计变压器运行方面的信息,统计信息主要包括变压器的在役台数、跳闸次数、跳闸率、非停运次数、非停率等。
断路器操作管理按单位、电压等级、变电站、动作类别和时间段等分类统计站内断路器操作方面的信息。
断路器开断管理按单位和时间段汇总统计站内断路器开断方面的信息。
故障管理按单位、电压等级、设备类型、型号、部位、制造厂家等分类统计各类设备故障方面的信息。
包括故障数量、次数、原因、故障率等。
负载管理通过收集到的自动化系统实时数据,依据设备额定载流量,按时间段统计设备的负载运行情况。
评价管理按单位、评价级别和时间段等分类统计各类设备的评价信息,统计数据包括各类评价等级下的设备数量、设备完好率等。
2.输电运行管理包括输电线路变更管理、停运管理、断路器操作管理、污秽管理、防雷管理、故障管理、负载管理、评价管理。
污秽管理按单位、污秽等级和时间段分类统计输电线路的污秽方面的信息,包括污区分布情况和污闪跳闸率等。
(四)输变电具体功能分析1.变电设备管理功能分析
(1)设备单元管理:
提供设备单元的编辑、管理、查询统计等功能。
变电站内设备众多,通常按其中的主要设备划分为若干单元进行管理和维护(如开关单元、变压器单元等),每个单元包括多个相关的设备。
如下图所示:
(2)设备台账管理:
提供设备台账信息的编辑、管理、查询等功能。
设备类别包括变压器、断路器、隔离开关、母线、电容器、电抗器、耦合电容器、避雷器、消弧线圈、阻波器、犬吠全封闭组合电器、直流电源、接地网、消防系统等。
如下图所示。
(3)设备履历管理:
提供设备履历信息的编辑、管理和查询功能。
设备履历管理记录了设备的整个生命周期,包括安装记录、投运记录、变更记录和退役报废记录。
(4)变电站图形管理:
包括厂站结构线路图、全网图刮泥、全景图管理和变电站监控。
(5)相关统计查询:
以变电运行管理为主线,把巡视、检修、缺陷处理等信息串联在设备管理信息上。
实现对生产设备的全过程动态化管理,如下图所示。
2.输电设备管理功能分析
(1)线路台账管理:
提供线路设备台账信息的编辑、管理、查询功能。
设备类型包括架空线路(35kV及以上)、电缆线路(35kV级以上)以及各种附属设施。
架空线路附属设施包括杆塔、导线、地线、绝缘子、金具、防震锤、避雷器等。
电缆附属设施包括电缆头、电缆中间件、电缆避雷器、电缆井等。
架空线路管理及电缆线路管理示意图如下图所示。
(2)线路履历管理:
提供设备履历信息的编辑、管理和查询功能。
线路履历管理记录了线路及其附属设施的整个生命周期状态,内容包括安装记录、投运记录、变更记录和退役报废记录。
(3)全网接线图:
根据地理接线图,形成输电网的全网一次接线图。
在电网异动时,保留历史接线图,自动保存线路异动前后的接线情况,形成电网历史异动变迁图。
(4)线路相位图:
主要体现线路接线方式、电源点、导线三相及其换位情况,着重区分标示换位杆塔。
(5)线路剖面图:
以数字高程为基础,结合杆塔高度、档距、弧垂等信息,自动生成线路走向剖面图,可直观体现线路杆塔的地形走势分布。
(6)相关统计查询:
一输电设备信息为核心,以输电运行管理为主线,把巡视、检修、缺陷处理等信息串联在设备管理信息上。
实现对生产设备的全过程动态管理。
3.变电站运行管理功能分析
(1)运行日志/运行记录管理:
提供运行日志/运行记录的编辑、管理、查询统计等功能。
变电站运维人员将当班的工作情况一流水账的形式写入当班运行日志,并将具体工作内容写到运行记录各相关工作薄中。
运行日志的内容包括刀闸操作、事故异常、定期切换实验记录、交接班记录、事故记录、巡视记录、移交记录、运行方式记录和运行记事。
运行记录的内容包括安全记录、避雷器动作记录、避雷器漏电流抄录、变压器分接头调整记录、电容器投切记录、高频保护通道测试记录、解锁钥匙使用记录、开关跳闸记录、设备测温记录、设备修试记录、蓄电池测量记录、主变在线监测记录和工作票记录等。
如下图所示。
(2)变电设备评价管理:
提供设备评价工作流程管理、设备评价评分管理。
设备评价是进行设备运行管理,了解设备技术状态,督促消除设备缺陷和进行设备周期维护的管理手段。
设备评价每季度1次,分三个层次进行评价,分别是班组、工区(县、分局)和市局级。
(3)变电设备变更管理1)设备投运管理2)设备退役管理3)设备报废管理4)设备变动管理:
变电站内退役的设备调往其他部门,分为设备调拨和设备异动两种。
(4)设备异动管理:
分两部分功能,第一是设备异动申请,第二是移动竣工报验。
(5)变电运行统计查询:
包括变电站评价统计、变电站定级报表、变电站设备管理月报、变电站运行月报、变电站设备完好率、电容器投切率、变电设备统计、设备事故故障查询、检修周期查询、带电作业汇总和操作次数统计等。
4.输电运行管理功能分析
(1)线路运行管理线路运行分析记录包括单位名称、类型、日期、专题、参加人员、主持人、地点、原始资料、份数、页数、主要意见、分析结论、附页总数、记录人、备注。
如下图所示。
(2)线路巡视管理:
提供架空线路巡视记录、电缆线路巡视记录的管理、编辑与查询功能。
线路巡视记录的内容包括:
电压等级、起始杆号、终止杆号、巡线人、存在缺陷、记录人、备注等。
如下图所示。
(3)线路评价管理:
提供设备评价工作流程管理、设备评价评分管理。
线路评价是进行线路运行管理,了解线路技术状态,督促消除线路缺陷和进行线路周期维护的管理手段。
线路评价分三级:
输电工区对线路进行初评,市局进行审定评价结果,报省级进行审核。
(4)线路测试管理:
提供线路及其各类附属设施的测试记录的管理、编辑与查询功能。
架空线路测试管理内容包括导地线弧度测量记录、导地线接头测温记录、绝缘子测零记录、盐密度测试记录、交叉跨越测量记录、接地电阻测量记录、隐蔽工程检查记录、防洪点监视记录。
电缆线路测试管理包括电缆线路的避雷器测试记录、交联电缆测试记录、电缆线路接地电阻测试记录、油纸电缆测试记录。
电缆线路测试管理如下图所示:
电缆线路测试管理如下图示:
(5)线路走廊管理:
实现隐患登记、班长确认、专责审核、隐患审批、隐患处理、隐患留档等的流程管理。
(6)线路防污管理:
包括绝缘子鼓掌记录、绝缘子劣化统计分析记录、污秽区域等级划分、线路污闪记录、线路清扫记录等。
如下图所示。
(7)线路防雷管理:
主要内容为架空线路落雷报告和电缆线路落雷报告。
如下图所示。
(8)线路设备变更变管理。
1)线路设备投运管理2)线路设备故障变迁:
线路异动、线路合并、塔杆移动等。
3)线路设备退役管理4)线路设备报废管理(9)输电运行统计查询。
(五)GIS在输变电工程中的应用从输变电线路的规划、设计、施工到运行后的维护和管理是一个漫长的过程,涉及成百上千公里的空间图形及相关的属性数据,因此需要专门的设备和技术辅以实现。
输变电GIS是地理信息系统技术在输变电工程管理方面的实用性系统,是在地理背景图上对输变电区域内的各种地理信息以及各种杆塔参数、电力设备等进行综合分析和管理的系统,以辅助电网的规划、设计、施工、运行管理和科学决策。
(1)规划管理。
规划部门在基础地形数据库和相关的专题数据库的基础上,可利用GIS进行线路或电网的规划,并初步统计该线路的各种经济、技术指标,从而确定选线的可行性。
(2)工程设计。
在规划成规的基础上,进一步完善空间数据库,形成以三维地面模型为载体的各种专业的详细数据库,使设计部门能实时、方便地获取丰富、详细的定量和定性的数据,从而有助于进行选线和自动排位,并将设计数据入库。
(3)工程施工。
在施工阶段,可以准确、快速地从设计成果中获取有关设计数据、交通状况等指标,并可以进行工程的监督,把握施工进度。
同时还可以将施工的数据采集入库,为电网的运行维护和管理提供支持。
(4)运行维护。
也由于系统中已经建立了基于实际地理位置的电网空间数据库(如线路走向图、杆塔分布图、交叉跨越等)和属性数据库以及相关的技术资料,在运行管理阶段可以依据这些实际数据和电网运行的数据,进行管理和分析,为电网调度和决策提供服务。
第三节配电管理信息化,1.配电管理子系统的功能及其服务范围配电GIS应具有以下功能:
(1)提高电网管理的自动化程度,改变落后的人工方式,满足电力用户对配电网络供电可靠性、电能质量、工作效率和优质服务方面的要求。
(2)在地理图上直观地反映电网中的设备、负荷及用户的分布情况,模拟电网的实际运行情况,并在地图上直接对线路、设备和用户等需要的数据资料进行查询和统计,将结果形象、直观地在地图上表示出来,能自动生成专题地图。
(3)提供强大的地图绘制和处理功能,可由线路图自动生成各种专题图,使得图形信息能够及时更新,保证数据的准确、完整和一致性。
(4)提供强大的电网运行管理分析和优化工具,保证电网安全、经济运行,加快报装、保修和抢修响应速度,提高工作效率和服务质量。
(5)构建一个数据交换和信息共享的平台,将现有的孤立的应用系统进行有效整合,为决策层、管理层和业务层提供及时、准确、全面的信息服务。
2.配电设备管理配电设备管理包括配电设备台账管理、配电设备查询管理、配电设备汇总统计、配电设备相关信息关联查询等功能。
配电设备台账管理提供各类配电设备的编辑、维护功能,设备类别包括架空类、电缆类、站房类和站内设备四大类。
架空类设备包括杆塔、导线、变压器、串联设备(开关、隔离开关)、辅助类设备(避雷器、故障显示器)、路灯等。
电缆类设备包括:
电缆埋设、电缆埋管、电缆埋设防火墙、电缆井、电缆路径、电缆中间接头等。
站房类设备包括变压器、开关站、配电站、开闭所、配电室、箱式变、环网柜、电缆分支箱、低压动力箱、表箱、计量箱、电表、高压用户。
站内设备包括变压器、断路器、隔离开关等。
配电设备查询以单位、电压等级、制造厂家、投运日期、型号、容量等为条件。
另外还有配电设备汇总统计、配电设备相关信息关联查询。
3.配电运行管理配电运行管理包括分界管理、设备变更统计分析、停运统计分析、停电统计分析、设备负载统计分析和设备评价统计分析等。
设备变更统计分析:
设备的新投、退运、技改等信息。
停运统计分析:
停运的次数、容量、停运原因、停运率等原因。
4.配电具体功能分析
(1)评价管理建立专家自动评价模型,包括配电设备的评价模型、评价标准,形成自动评价设备或一个整体。
(2)异动管理实现异动录入、异动审核、移动审批、异动发布、异动存档的闭环流程管理。
(3)设备缺陷管理实现从缺陷的发现到消缺的全闭环管理。
(5)故障管理系统录入故障记录、班组抢修、审核分析故障原因、整理归档的闭环流程管理。
同时提供着色故障设备的功能。
(6)工程管理实现从工程设计、工程施工、工程验收整个配电工程建设的流程化管理功能。
(7)备品配件管理(8)安全工器具管理(9)设备退役管理,5.GIS在配电系统中的应用
(1)设备管理1)对馈线(线路)进行统一管理。
2)按属性进行统计和管理3)对所有的设备进行图形和属性指标的录入、编辑、查询、定位等。
4)能描述配电网的实际走向和布置。
(2)配电网规划及辅助设计1)杆塔定位设计2)架空线和电缆选线设计3)变压器、高压客户、断电器、变电站及各类附属设施的定位设计。
(3)电网拓扑1)进行自动绘图、并在拓扑图中反映整个电网的实时信息。
2)将遥测、遥信的实时数据以图形方式显示。
3)可实现停电管理、调度挂牌、事故处理、运行监视及WEB查询管理。
4)可实现图形与数值交叉查询。
(4)电网分析1)可通过与SCADA系统的动态链接,反映实时信息,自动生成地理位置接线图,显示SCADA实时数据。
2)通过与SCADA系统接口,实现实时潮流计算和网络线损计算。
3)负荷管理4)高级应用功能还包括:
状态估计、负荷预测、配网重构、短路电流分析、无功优化及降损决策、提供理论和统计线损计算模型、进行配网监视和拓扑结构分析、对线路故障和故障停电等自动做出分析和处理等。
(5)客户投诉电话管理(故障报修)可将客户的故障投诉情求及处理情况直观反映在GIS上,便于制定快速、准确的抢修方案。
(6)客户管理。
第四节安全生产监督管理,
(一)输配电系统生产安全的重要性
(二)安全组织结构结构管理1.安全监察网管理2.安全委员会管理3.工作票三中人员管理:
工作票签发人、工作票许可人、工作票负责人的管理。
(三)安全事故管理安全事故管理用来对事故处理的全过程进行管理,包括事故的填报、事故调查、事故分析与定性、预防事故重复发生的措施、事故通报、事故档案及事故代码的维护等。
事故填报:
包括人身伤亡事故、生产设备事故和故障,电网事故和故障等事故的填报。
根据电业生产事故调查规程对事故进行调查,形成调查报告,并进行定性。
(四)安全工作计划管理用于安全监督计划的编制、审批和跟踪,以提高安全监督的工作水平。
上级单位安全管理人员可以审核、查询下级单位的工作计划及执行情况,实际了解下属单位的安全监督工作状况。
(五)安全目标管理安全目标管理是通过目标体系的建立和实施,把“以作业技术为中心”和“以人的因素为中心”的两种管理方式有机地结合起来,通过层层设定目标,建立起完整的、纵横方向的目标连锁体系,通过目标的层层展开、措施计划的层层落实,保证企业安全工作目标的实现。
从管理过程上讲,安全目标管理的主要内容有目标体系设定、目标实施的管理、目标实施结果的检查与评价三个部分。
(六)安全检查管理包括定期和不定期的检查。
定期检查分为年检和春秋检。
检查的主要内容是电力生产是否符合安全生产规程。
(七)典型案例管理将典型的安全事故案例建成案例库,并加以分析,逐步形成安全监督工作的参考依据和知识库。
(八)预警分析及监控对电力生产的重要环节进行监控分析,发出预警信息。
第五节环境评价,1.环境评价的意义及重要性按照环境影响评价法的要求,对电力行业的规划进行环境影响评价,以便从规划的源头上采取防治措施,防止生态环境问题的恶化,把污染降低到最低限度。
2.环境影响评价提供发电厂、输变电建设项目环境影响评价报告书的模板、编制规范、审批流程规范,环境影响评价的行政法规及规章,电磁辐射等国家环保标准、电磁辐射环境影响评价技术规范等相关文档查询功能。
3.环保综合管理包括电网设施环保技术监督和统计、敏感点和线路走廊管理、环保报告管理、建设项目的验收报告等综合报表、环保事故管理、环境保护组织网络管理等。
4.敏感点与线路走廊管理线路走廊也属于生产管理资源的重要总成部分,对敏感点进行定位、多维分析是非常有意义的。
5.电网污秽管理主要包括污染区域、盐密度分布管理。
6.电网运行环境信息查询利用各种电网运行环境检测系统,如雷电信息检测系统、气象环境信息检测系统、森林火灾信息采集系统等,充分挖掘获得数据的信息量,将其与电网空间信息进行叠加,实时刷新,使得电网运行维护管理可在第一时间全面、直观地掌握电网运行状态。
实现对电网故障的预警、告警、辅助抢修和经验总结,加强电网防灾抗灾能力,提高供电能力。
思考题:
1.输配电生产管理信息化的含义是什么?
2.输电与配电系统之间是怎样联系的?
3.GIS在输变电系统中的作用有哪些?
4.GIS在配电系统中的作用有哪些?
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