第3章 基于物聯網輸變電設備全壽命周期管理系統開發

輸變電設備全壽命周期管理是輸變電設備智能物聯網的集成應用和最終目標。目前國內外輸變電設備資產管理受設備狀態感知能力、信息綜合應用能力、全局風險防控能力、監管流程統籌能力和執行過程協同能力的制約，整體效益無法得到充分發揮，已難以適應智能電網安全運行和資產精益化管理的需要。

建立輸變電設備全壽命周期管理系統的目標包括：①在輸變電設備物聯網平臺上，利用輸變電設備全景信息，通過建立統一協調、科學高效的輸變電設備全壽命周期綜合管理策略和關鍵績效指標體系，形成各業務環節緊密銜接的全過程閉環管理模式；②通過設備信息管理系統、電網能量管理系統、微氣象監測系統、在線監測系統和相關事件信息的接入，擴展設備缺陷的狀態診斷維度和運行風險的動態評估方法，提高運維決策的針對性和設備全壽命過程的管控能力，實現輸變電設備的運行可靠性、使用效率和壽命成本的綜合平衡。

為了實現上述目標，本任務建立了輸變電設備全壽命周期管理系統功能架構。輸變電設備全壽命周期管理系統在結構上分為數據層、支撐層、應用層和服務層。

數據層從全景信息平臺獲取輸變電設備全壽命周期管理所需的基礎數據，包括設備臺賬、技術參數、歷史缺陷、檢修歷史、預試定檢、監測數據、運行工況、環境信息和成本信息等。采用數據清洗策略，形成有效的設備關聯信息集。

支撐層通過建立狀態數據優化、異常預警、綜合診斷、智能評價、壽命預測、風險評估和家族缺陷分析等完備的全壽命周期過程分析功能，實現對設備風險的準確判斷和管理策略的智能生成。

應用層通過設備狀態在線評估及環境安全分析，實現電網設備運行風險的動態預警；通過建立共性缺陷原因分析、備品備件物聯管控和風險控制策略等功能，實現檢修資源的優化配置和協同聯動。通過對比統計設備的關鍵績效指標，形成對全壽命周期管理質量的追蹤評價。

服務層建立設備全壽命周期的健康診斷檔案，對各型各類設備的運行狀態和健康狀況進行動態的分類統計分析，完成設備缺陷及故障信息及時通報、檢修與試驗計劃自動生成、缺陷和故障處理的過程管理與后評估，為設備規劃、采購、基建、運行提供準確的量化評價依據。

本任務結合數據層、支撐層、應用層、服務層的各項功能需求，開展了系統的研發工作，建立了基于設備多源狀態參量的融合分析方法，將具體、明確的可靠性量化指標覆蓋管理的各個環節，從設備采購、工程建設、生產運營、技改報廢等各環節控制影響設備安全服役的主要因素，實現對電網主設備全壽命周期的高效管控，降低壽命周期費用，優化資源配置。

本任務解決了輸變電設備物聯網應用層的三個關鍵技術問題：

1）提出了全景信息的輸變電設備風險多維度動態預警技術，建立了基于物聯網智能監測的氣象環境、運行工況和實時狀態的實時風險預測方法，實現了輸變電設備風險的早期防控，支撐了輸變電設備全壽命周期管理系統的設備運行風險分析和風險防御。

2）建立了基于可靠性和經濟性的輸變電設備綜合壽命評估模型，將可靠性量化指標覆蓋全壽命周期管理的各個環節，開發了輸變電設備全壽命周期過程優化管理技術，實現了輸變電設備全壽命周期閉環管理。

3）提出了基于風險源綜合辨識和分級防控的輸變電設備全壽命周期運維管理策略，建立了全壽命周期品質跟蹤管控原則，實現了基于物聯網的備品備件、物資人員的優化配置和協調聯動，實現了輸變電設備運維檢修的聯動管控。