薛家湾供电局20xx年春查停电检修计划(6月份)

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批准：钟 亮 审批：刘剑峰 审核：王 佳 杨海霞 编制： 孔繁跃

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第二篇：电设备停电检修计划智能编排的研究

浙江大学电气工程学院

硕士学位论文

输、变电设备停电检修计划智能编排的研究

姓名：姚晖

申请学位级别：硕士

专业：电力系统及自动化

指导教师：黄民翔

20080501

摘要

随着电力系统电网结构日益复杂，设备日益增多，输、变电设备停电检修计划编排的难度逐年增加。针对此，本论文研究并开发了适用于供电企业的《输、变电设备停电检修计划智能编排系统》，该系统通过ＣＩＭ整合现有的各类电力生产信息系统数据，并应用了以可靠性为核心的检修策略，结合若干检修优化算法，达到检修计划的科学、高效、智能编排。

本论文首先回顾电力系统检修体制的演变过程，阐述了现行的检修方式和检修计划编制的现状，综述了国内外对检修计划安排与优化问题的研究动态和成果。

其次，介绍了《输、变电设备停电检修计划智能编排系统》的总体设计，确定系统愿景，在调研和分析电网检修计划的安排与下达业务过程的基础上，阐述计划编制的一般流程，分析系统与其它系统的数据交互，指出系统定位，设计系统的结构和各功能模块，并分析模块之间互相协作的关系。

再次，阐述系统设计与实现中的几个关键技术，包括检修计划安排问题的数学模型、基于ＲＣＭ的评价方法，基于ＣＩＭ的拓扑搜索方法等，以说明系统的特色和优越性。

最后，介绍了系统的开发语言和开发工具建立以及后台数据库的设计。关键字：设备检修，计划编排，ＣＩＭ

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｗｉｔｈｔｈｅ

ｇｒｏｗｉｎｇｐｏｗｅｒｇｒｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｃｏｍｐｌｅｘｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ

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ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＥｑｕｉｐｍｅｎｔＭａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｐｌａｎｎｉｎｇｓｃｈｅｄｕｌｅ，ＣＩＭ

第一章绪论

１．选题的意义和目的

随着电力系统的发展，现代电网的规模日益扩大，供电设备和输变电设施的数目越来越多。各供电设备的正常服役是电网安全、稳定、可靠运行的保障，然而，在设备从开始使用到最终报废的过程中，设备异常及故障是影响其安全运行的主要原因。在设备的正常使用期以内，以一定的方式合理安排检修，可以有效的减少意外故障，延长设备的使用寿命，进而保证电网安全、稳定、经济运行。同时由于电网设备在正常运行中都带有电压，对其进行检修必须进行停电。故此，停电检修计划的安排既要保证设备的必要检修工作，又要减少电网停电时间。

电力系统中输、变电设备停电检修计划的编排一般分为年度、季度和月度计划，无论是那种计划，都需要体现所需停电检修的设备、工作内容、工作时间等等内容，对于一个中等规模的地区供电公司来讲，每个月的计划编排是一样相当复杂的工作。地区供电公司计划编制人员手中的计划条目繁多，变电一次设备与二次设备之间；变电设备与线路设备之间不具备关联性。在通盘考虑计划的必要性和可行性的同时，还必须将这些分散的计划合并起来。对于这样的工作，以往常常需要依靠计划编制人员记忆力、工作经验以及多次的计划讨论会，而从最终计划编排的结果上看，在耗费了大量人力的基础上，并没有得到很好的效果。

设备停电检修计划安排问题是个多目标多约束的优化问题。目前，电力企业中的供电设备检修计划基本上还是由人工编制而成的，在人工编制计划中，是凭借人的经验来安排设备检修计划的，在电力系统规模不是很大时，确实发挥了很大的作用，但这种安排方法在系统规模达到一定程度后就有其不可突破的局限性：

１）工作量大，效率低

在制定设备检修计划时，不仅要考虑变电所内停电设备的状况，还需考虑到变电所内本问隔内其它设备乃至相连线路和对侧变电所内相应间隔设备的状况。另外，对于电网运行方式的调整乃至电网运行方式变化后的风险评估工作也必不

可少。在目前电力系统规模的扩大，电力设备逐年增多、电网日趋复杂的情况下，如仍沿用老的模式，势必造成检修计划编制人员工作量大，工作效率低下。２）可靠性得不到保证

由于停电计划的人工编制，无法准确分析网络拓扑，从而会导致设备停电频率及停电时间的控制不精确，引起设备重复停电；同时，由于静态安全分析不准确，存在潮流、电压越限等风险。

３）工作量安排不合理

人工编制计划不尽合理，工作量安排不恰当，造成检修人员工作有时应接不暇，增大了工作中出错的几率；有时又几天没有工作，浪费了人力资源和检修时间，对供电可靠性形成了很大的威胁。

４）人员因素的影响

人员因素对计划编制有重要的影响，计划编制人员的专业技术能力、工作经验、对工作的责任心直接关系到计划编制质量的优劣。

５）设备的数据积累不完整

手工编制计划不易进行数据的统计分析，无法为今后实行状态检修、制订更合理的检修计划提供分析的依据。

本论文的研究与开发工作旨在探求利用计算机技术辅助电力系统技术人员进行供电设备检修计划安排工作的方法。本论文研究如何整合和利用电网公司现有数据，充分考虑设备停役时的相互影响，结合电力系统的固有特点安排检修计划，并研究如何进行以可靠性为中心的检修（ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＣｅｎｔｅｒｅｄ

Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ＲＣＭ），如何建立合理的数学模型来描写供电设备检修计划的安排问题，较好的描述问题的目标和约束条件，并应用智能优化算法对计划安排进行优化，使得计划安排工作更加科学合理、高效可靠、简单方便。本课题的研究，一方面可以在一定程度上将技术人员从繁琐的工作中解放出来，另一方面能充分保证系统的安全可靠经济运行，最大限度的避免重复停电，减少用户和供电企业的停电损失。

电力系统检修模式简介

１．２．１检修方式的变化

电力系统从无到有，从简单到复杂，各个时期的设备管理与检修方式有很大的变化，一般来说可概括为三个阶段：事后检修（ｂｒｅａｋｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ），预防性检修（ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ），状态检修（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｂａｓｅｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）。

事后检修又称事故检修，是第一次产业革命时期占主导地位的检修方式，运行人员兼作维护工作。所谓事后检修是指设备一直运转到出故障才停下来检修，检修工作是非计划的，检修的目的是消除故障。事后检修是以设备出现功能性故障为判据，在设备发生故障且无法继续运转时才进行检修。由于早期电力系统规模小，联系弱，这种检修方式可以提高设备利用率，减少不必要的检修所造成的浪费。但是也可以看出，事后检修不但检修费用高，而且严重威胁着设备和人身安全，对系统安全极为不利。在现代设备管理的要求下，事后检修仅用于对生产影响极小的非重点设备、有冗余配置的设备或采用其它检修方式不经济的设备。

预防性检修是第二次产业革命时期出现的，这时检修从生产中分离出来，形成相对独立的专业工作，产生了检修人员，有了专业检修队伍。预防性定期检修是以一定的时间为周期，有计划地安排检修活动，检修的目的是预防故障的发生。它是根据设备磨损的统计规律或经验，事先确定检修类别、检修周期、检修工作内容、检修配件及材料等的检修方式。这一时期对付故障的基本思想是“预防为主”，强调维护设备的安全性，较少考虑检修活动的经济性。计划检修按设备运行时间定期安排检修。检修的依据是时间，预先设定好检修的内容和周期。这可以起到直接预防或延迟故障的作用，但带有较大的习惯性，且有以下弊端：

（１）事故有可能发生在两次检修的时间间隔内。

（２ｌ由于不顾及电气设备运行的实际工况，到期必修，可能造成设备“过度检修”，造成人、财、物的浪费，而且不必要的维修可能造成故障“从无到有＂。

（３）绝缘预防性试验的耐压试验，电压远远高于设备的额定电压，易对设备绝缘造成不可恢复的损伤，缩短设备寿命。

第三次产业革命后开始推行考虑经济目标的检修，出现了状态检修。状态检修是一种以设备状态为基础、以预测设备状态发展趋势为依据的检修方式。它根据对设备的日常检查、定期重点检查、在线状态监测和故障诊断所提供的信息，经过分析处理，判断设备的状况与发展趋势，并在设备故障发生前及性能降低到不允许的极限前有计划的安排检修。这种检修方式的目的是实现按需检修，更具有针对性。这种检修方式一改传统的定期检修那种只凭经验和推断以及上级规定来确定检修计划的模式，而根据可靠性评价的结果和保持设备功能的需要来确定检修计划，这就较好的避免了检修不足和检修过度问题，不仅控制了检修费用，而且还有效的提高了设备的可用率和可靠性。

但就目前的条件而言，真正的全面推广状态检修还有一定的困难：

（１）检测手段（特别是在线监测的技术和装置等）还未达到实用化水平，尚处于学术研究和试点探索阶段。全面、系统的状态监测数据是状态检修的信息基础，能否用先进的检测技术预先掌握设备所处的状态，查明缺陷性质及其严重程度是状态检修的前提。一些复杂设备如果不借助先进的技术而仍沿用传统手段和方法，很难准确掌握和预知其状态变化。

（２）故障机理的研究和设备故障诊断方法尚不成熟。各种设备工作机理和内部复杂故障的深入分析研究对状态诊断十分关键，往往难度也较大，必须综合运用多种分析方法和技术工具，充分收集和分析各种资料和事例，才有可能取得成效。

（３）判据的形成和完善工作不够充分。在进行状态分析和故障诊断时，需要一个量化的判断标准和依据，以判别设备状态是否正常。如果存在故障或缺陷，则需要进一步评价其性质和严重程度，并分等定级给出准确的结论。科学的判据应当建立在有关技术标准和大量的数据、事实、经验之上，往往需要根据工程实际进行多次的调整和完善才能得到比较准确合理的结果。

（４）状态检修还不能考虑整个系统的状况。状态诊断是以单台设备为目标进行的，而设备的停电涉及到整个输电或变电系统设备运行安排，特别是大电网的停电检修还涉及整个区域的运行方式和电力供求关系的调整，故不能完全按某台设备的状态确定检修时间。

（５）缺乏优秀的状态诊断软件。为保证设备状态评价和故障诊断的科学性、宏观性和准确性，避免主观随意性、实现诊断的标准化和规范化，必须在深入理论研究和功能分析的基础上研制开发有关专家预测和诊断软件，使其能根据各种数据信息自动给出计算结果和评价结论。

因此，实施状态检修还需做大量的工作。目前，国内的一些研究单位和大学在状态检修方面做着有益的工作。基本的做法是以初步的设备诊断技术为基础，主要依靠设备的预防性试验数据，并结合设备的历史和现状，参考同类设备的运行情况，应用系统工程的方法进行综合分析判断，从而查明设备内部状况，掌握缺陷的性质，预测隐患的发展趋势，提出相应的防范措施和治理对策。

此外，以可靠性为中心的检修（ＲＣＭ）可以算是一种较佳的选择。这种方法是以对电力系统的故障模式和影响效果系统分析为基础，其出发点不是单纯提高可靠性、可用率，而是考虑经济性与可靠性的最佳结合，即以最经济的方式提高可靠性。所采用的方法是用技术分析代替经验规定，在管理中提倡技术分析，用技术分析的结果作为检修决策的依据。这种检修方法充分利用了现场经验以及现有的监测设备，是以上所述各种检修方式的有机结合。但是，ＲＣＭ是一种定性分析的方法，在应用中需要的大量的数据和丰富的现场经验，对于一个新系统或者新的运行人员，接受ＲＣＭ还是有一定的困难。

１．２．２现行检修方式

通过比较以上的检修方式可以看出：状态检修改变以时间为基准的计划检修为以状态为基准的响应性检修，以实际的运行状态取代固定的检修周期，有着明显的优越性，可以实现经济效益和社会效益的提高。但状态检修在我国尚处于起步阶段，涉及技术、管理、体制等多方面的问题，是一项系统工程，一些关键技术还不成熟，这就决定了我国现行的检修方式仍是以计划检修为主，事故检修、状态检修和以可靠性为中心的检修（ＲＣＭ）起着重要的辅助作用。但有一点必须明确：计划检修与状态检修并不是完全矛盾和对立的。

随着国家电网公司精细化管理要求的进一步提高以及同业对标工作的进一步深入，各个省、地电力公司充分发挥各自在设备检修管理上积累的经验和优势，目前己出现部分地区、省公司在部分设备上实现状态检修。浙江省电力公司在

２００７年开始也将状态检修提到议事日程上来，在２００８年，浙江省电力公司将建设状态检修评价系统并适当修改设备检修策略。

供电企业实行以时间周期为基础的设备定期检修，同时考虑其它检修方式的辅助作用，形成了供电企业目前常见的检修制度。其检修等级、检修周期，均按照主管部门颁发的全国统一的规程规定执行，检修项目统一，检修间隔统一，检修工期统一。例如：变电站的主变压器，一般在投入运行后的５年内和以后每５—１０年应进行一次大修；３５～１１０ｋＶ少油断路器，大修周期５－７年，小修周期

既然目前电力系统的检修方式仍然是以定期检修为主，检修计划在这一业务过程中的作用就显得尤为重要。

检修计划编制的现状

检修计划就是对检修设备和检修时间的预先安排。按照安排时间跨度的不同，可以分为检修年计划、月计划、日计划等。由于大多数设备的检修相关设备都需要停电，本论文所指的检修计划即为设备的停电检修计划。检修计划编制人员根据各下属部门上报的计划检修。设备年度检修计划，设备目前存在的缺陷，设备的改造计划以及相关基建工程的计划等内容，对本局管辖范围内设备计划检修时间进行安排，称为检修计划，实质上是月检修计划。一个合理高效的检修计划存在如下优点：

（１）检修计划能够提高电力系统运行可靠性。实施检修计划就是为了使设备经常保持正常的工作状态。有计划地安排检修，能够发现常规试验及外观观察无法发现的内部问题，在该问题未扩大到危及系统安全运行前及时给予消除，从而避免事故的进一步发展，延长了设备平均故障间隔时间（ＭｅａｎＴｉｍｅＢｅｔｗｅｅｎＦａｉｌｕｒｅｓ，ＭＴＢＦ）。这样，设备隐患能够及时得到发现和处理，减少因设备缺陷的临时检修停电和故障停电，从而提高电力系统运行的可靠性。

（２ｌ检修计划有利于提高电力系统运行经济性。检修计划对电力系统的经济性影响表现的两个方面。一是对供电部门而言，检修的直接费用是巨大的，另外，还有为保证供电可靠性而必须增加的检修备用容量的投资；二是对用户而言，停电所造成的损失也是巨大的。实施检修计划保证了统一的计划停电管理，有利于各个专业停电计划的优化和合并，即作为联合检修计划，使输电、变电和配电各３年；隔离开关大修周期５—１０年等。

专业的检修、改造和缺陷处理工作得到充分准备，综合检修得以有序开展，最大限度的避免重复停电。此外，可以有效控制故障停电，避免临时检修事件的发生，减少经济损失。

附带说明，本论文提及的供电设备主要是指一次设备（包括主变，母线，开关，刀闸，流变，压变等），二次设备和输电线路。

我国的检修管理执行过程中一般采取扩大性大修、一般性大修、小修、临修等形式，按《中华人民共和国电力行业标准》中的《发电企业设备检修导则》规定大修间隔时间为２—３年，小修间隔时间为４名个月，检修项目、工期安排、检修周期均由上级主管部门根据相关规定制订。运作过程中，下级基层部门按照检修规程规定的检修周期和项目申报大、小修标准项目（主要覆盖一些常规的检查项目），根据运行缺陷历史、检修经验和设备健康状况申报非标准项目（包括重要、复杂部件的更换、技术改造、更新改造），最后由上级主管部门根据电网运行状况和资金情况，统筹安排，制定检修计划。

目前，电力系统各单位的检修计划大多采用手工编制，对已经使用信息管理系统（ＭＩＳ）的单位，是将检修计划和执行结果输入ＭＩＳ系统，供调度员或其他生产部门查阅；有些单位采用了检修计划自动编制软件，主要仍然是根据电业局调度工作的实际情况，用计算机实现手工操作流程，即按照现有的手工编制步骤制定检修计划，完成检修计划的计算机化。这种软件为检修计划编制人员提供了计算机支持系统，减小了工作量，但大多未考虑检修计划的优化问题，所编制的检修计划只能称为是可行性计划，而非最优或较优的计划。

４．主要的研究方向

目前各供电部门都具备了电力生产信息管理系统（下简称生产ＭＩＳ）以及输网ＧＩＳ系统和ＳＣＡＤＡ系统，这些系统基于不同的数据库而处于相互独立的运行状态，如果通过某种方法，将这些数据有机地联系起来，利用ＳＣＡＤＡ系统的拓扑关系、生产ＭＩＳ以及输网ＧＩＳ系统的设备台帐信息，就可以建立整个电网的设备一拓扑模型，并结合一定的规则与优化算法，利用计算机实现输、变电设备检修计划的智能编排。将这些数据关联起来的方法有很多种，从核心来讲就是数据的规范接口，而ＩＥＣ的ＣＩＭ模型正符合这一要求。故此，可以利用ＣＩＭ

来整合现有各信息系统中相关信息，建立起电网拓扑模型，从而构建输变电设备检修计划智能编排系统。

由于电力设备检修是电力系统运行与管理中一项十分重要的工作。如何更方便、更省力的安排供电设备检修计划；如果将现代计算机技术引入到检修计划安排这一过程中，如何使得检修计划更贴近实际、更合理、甚至更优化，这是本课题面临的主要问题。针对这些问题，国内外学者己做过较多研究。

文献【５】设计了一种供电系统检修计划自动制定系统，是较早的试图将计算机技术应用到检修计划安排中的例子。针对供电系统检修计划人－ｒ锘ｔｊ定的特点，建立设备属性、连接关系数据库，归纳适合检修计划制定的规则，确定供电系统检修计划制定系统的总体设计模式。以系统接线、调度规程和设备极限传输容量为约束，利用排序方法实现检修计划的自动制定。其作者之一，华北电力大学张粒子教授及其弟子从事该方面的研究较多。文献【９】研究检修计划安排的智能分析与可视化实现，定义了电网设备的冲突关系，建立了设备冲突表。在此基础上，综合分析了电网接线结构，建立了包含检修单位、变电站、设备类型、各种用户等信息的知识库。又将设备的关联关系抽象成有向图，并通过有向图的深度和广度遍历算法自动生成检修计划书，以图形的方式对检修计划的原始报告进行智能分析并直接显示结果。文献【１１，１２】研究可应用于供电系统检修计划的关系数据库组织方法，分析电网检修数据库的特点，给出设计方法和建议，并讨论如何进行映射和查询。

ＩＥＣ６１９７０标准和ＣＩＭ模型１１３，１４】的引入为电力企业中的“信息孤岛＂问题提供了解决途径，为本系统的开发提供了极大的便利。文献【１５】系统的介绍了ＣＩＭ标准的产生背景、内容和国内进行的相关互操作试验。文献【１６】述及的一种基于ＣＩＭ的面向问隔的电网拓扑分析方法为本系统中的拓扑搜索模块提供了很好的启迪。文献【１７】探讨了ＣＩＭ模型与之前广泛应用的关系模型之间的映射方法。

检修计划的优化是本课题研究的一个重要问题。

文献【１８，１９】根据实际项目的需要建立了适合配电网检修的检修计划优化模型。总的来说配电网检修计划问题是一个多目标多约束的优化问题。优化的目标既包括经济优化目标又包括管理优化目标，而所包含的约束不仅有系统安全运行

约束，检修管理约束，还涉及到检修项目之间的协调约束。文献ｆ１８，１９】中分别针对的是德国和日本的电网情况，并不能完全照搬套用，诸多方面需予以深究。

目前国内外对检修计划优化算法问题的研究主要集中在机组检修上，配电网检修计划和机组检修计划具有很多共同点，可以借鉴机组检修计划优化算法的研究成果。可用的优化算法可以归纳为以下几类：

（１）Ｏ一１整数规划［２０，２１，２２１。

（２）分解方法［２３?２４，２５，２６］。

（３）动态规划【２７】；

（４）模拟退火（ＳＡ）算法【２８Ｊ；

（５）禁忌搜索（ＴＳ）算法啤２９ｌ；

（６）遗传（ＧＡ）算法１１９，３０】；

１７）组合遗传算法等阢３２．３３，３４］。

此外，相关研究还包括以可靠性为中心的检修（ＲＣＭ）１３５，３６］，电力设备状态检修陬３８１，地理信息系统（ＧＩＳ）在检修计划安排中的应用１３９，４０Ａ］１等。本文所做的主要工作

为确保研究方向与实际工作的紧密结合，对目前供电企业日常检修计划的编排进行了调研和分析，了解了检修计划编制的周期、流程，确定了目前编排年度计划和月度计划是计划编制的主要形式；明确了不同的变电所、线路接线方式下某一元件停役检修后与之相关设备的停役原则；对一些特殊情况下检修计划的编排进行了确认，如同一个变电设备间隔内设备检修周期不同的情况下如何调整检修周期，确保同一间隔设备检修周期的一致性等等。在上述工作的基础上，提出了检修计划智能编排系统的业务需求。

根据需求，同时考虑到系统的安全、正常、稳定运行，以及能方便、迅速、有序地进行计划的编制，参与了系统的设计、功能模块的确定、程序的测试等工作。提出了系统的总体架构：系统必须建立在客户端／服务器架构基础上，所有的用户数据均存放在服务器中。同时，确定了系统的功能模块，包括实用化年度、月度检修计划生成，启发式年度、月度检修计划生成，计划的人工维护功能，计划的反馈管理，拓扑分析等。特别是计划的人工维护功能中明确了系统在计划编制时，必须能够对计划进行增加、删除、修改等操作，且这些操作具备痕迹管理，

对计划的增加及删除操作同时考虑到电网拓扑关系。在从系统最初的测试版本开始，对系统各项工作进行逐－－Ｎ试，并根据实际工作情况提出修改意见，确保了系统在原理上符合目前供电企业的生产实际，在功能上符合使用者的工作习惯。

本论文的主要内容包括：

１）系统愿景、计划编制流程、数据结构、系统功能等的介绍

２）系统关键技术与功能介绍，包括公共数据模型ＣＩＭ、检修间隔划分、计划

编排、图形显示等；

３）实用化系统模块功能与实现介绍

４）优化检修模块功能与实现介绍

５）系统开发工具与平台介绍

本系统已经得到实际应用，由于检修数据量庞大，无法以较小篇幅列出，故本论文没有附算例。

第二章系统简介

２．１系统愿景

输变电设备检修计划安排与优化系统的目的是将安排设备检修计划处理计算机化，利用现代的计算机辅助管理工具，帮助计划安排人员及时准确的了解设备运行检修信息和正确、无遗漏的安排设备检修计划，保证设备正常稳定安全可靠运行。系统应最大限度地利用现有数据，不仅要模拟人工进行检修计划的安排工作，还要充分发挥计算机的优势，完成数据的自动读取和分析，在安排检修计划时考虑网络拓扑信息，考虑设备可靠性和检修工作量约束安排计划，并将智能优化算法应用到检修计划安排中，实现检修计划的优化安排，以达到诸如设备检修时间偏离到周期时间最小、检修工作量分配最合理等目标。系统还应能自动完成历史检修计划的保存与备份，以及相关数据的分析工作。

２．２计划编制流程

把电力系统中检修计划安排这一业务过程调研清楚，这是设计和开发出符合实际，方便实用的软件系统的前提。

制定供电设备检修计划的中心工作，就是检修时间的确定。一般而言，供电企业的检修计划按照时间跨度可分为年度计划，季度计划，月度计划，周计划、日计划等，各企业根据自身实际情况会安排不同种类的检修计划。

年检修计划的时问跨度最大，一般在每年年末安排下年的年计划。年计划是当年内电网检修任务的总纲，具有战略性和指导性。但由于安排时无法预知某些情况，故年计划较为粗略，设备的检修时间一般精确到月即可。

月检修计划较之年计划具体得多，以杭州市电力局为例，在月度计划中，包含了具体的检修任务，工时和精确到日的计划时间。并且月计划安排之时应充分考虑临时产生的检修任务和年计划中的任务调整等信息。

检修计划作为这一业务过程中的重要资源，准确把握其状态是至关重要的。图２．１用ＵＭＬ状态图表示了检修计划这一资源在整个业务过程中的状态。

图２．１检修计划的状态图

２．２．１编制原则检修计划编制的原则主要为：

（１ｌ保证整个系统及其各个组成部分的安全运行。

（２）保证整个系统继电保护与自动装置的配合，保证接线的可靠性、灵活性，便于消除事故，缩小事故范围，避免事故扩大。

【３）尽可能保持对重要用户的安全可靠供电。

（４）负荷不超过系统内设备的允许值。

（５）使系统内各处供电电压质量符合规定标准。

（６）使地区系统在较经济的方式下运行。

在上述编制原则的思想指导下，加强地区输配电设备在停电检修方面的计划性，明确设备停电的管理分工、审批程序，按照国家电网公司“应修必修，修必修好＂的精神，保证安全，多供少损，制定地区停电检修管理规定，建立起设备停电检修的正常秩序和减少临时停电的次数，消除事故隐患，提高供电可靠性。２．２．２考虑的因素

编制检修计划的技术人员在安排检修计划时，需要考虑以下几个因素：

（１）尽量避免重复停电。上、下级电网统一检修，下级电网的检修工作配合上级电网的检修安排；具有同一逻辑间隔的设备同时检修。

（２）尽量减少停电损失，提高供电可靠性。尽量将检修工作安排在负荷低谷区，以减少停电负荷；尽量减少停电时间。

（３）错开互斥设备的检修时间，避免出现电气孤岛。

（４）进行设备和线路的潮流越限校验和节点电压越限校验。

（５）考虑检修人员检修路线的合理性。

【６）考虑检修人员和检修设备的能力合理安排检修工作。

（７）在保证电网安全经济运行的前提下尽量减少对工区申报计划的调整。２．２．３一般编制流程

以安排月度检修计划为例，目前电力系统中编制、下达和执行检修计划的一般流程如下：

（１Ｊ搜集系统资料：包括系统接线图、检修规程（国家、省局统一制定）、年运行方式、负荷数据（实测、预测数据）、年度检修计划（大修设备、本年度需检修的设备）以及各工区上报的设备检修数据。

１２）在充分考虑以上各种因素的影响后，根据负荷情况和系统运行方式安排月度检修计划。

（３）检修计划的调整：上下级检修计划有冲突时，原则为下级服从上级。（４）下达月调度检修计划。

【５）未完成计划部分的处理。由于天气等原因造成计划未完成时，则各工区可临时电话申请、或下月再申报。

图２．２月度检修计划编制与下达的一般流程

２．３系统功能与特点

系统旨在整合和利用现有的ＰＳＭＳ系统数据和ＳＣＡＤＡ系统数据，发挥电子计算机的特长，正确、高效、无遗漏地安排电力系统设备和线路的检修计划，包括年度检修计划和月度检修计划。系统自动读取ＰＳＭＳ系统数据和ＳＣＡＤＡ系统数据，根据用户要求，安排年、月检修计划，可考虑检修班组的工作量约束，保证所安排的计划能够被顺利执行。另外，系统中包含优化算法模块，可以根据用户需要，

以停电范围最小、工作量分布最均匀、设备检修时问偏离到周期时间最少等作为目标，计算并输出优化后的检修计划。

计划安排成功后，直接写入系统服务器保存。有相应权限的技术人员可以通过本系统对保存的计划进行读取和修改操作。

系统中附带检修计划的管理和维护功能。用户可以根据需要进行重新安排计划，删除原有计划，打开原有计划，增加、删除记录等操作。

系统具有一定的图形显示功能，可以显示变电所接线图，系统一次接线图等，并可方便控制图形的打开，关闭，放大，缩小和切换。另外，系统提供把检修计划和ＳＶＧ图形关联的功能，可以实现ＳＶＧ图形与某月月度检修计划相关联，根据计划的输出结果，用图形的颜色区分系统中带电和失电的区域，让操作人员对系统检修停电情况有直观的认识。另外，该功能由于直观的带电荷失电颜色显示，还能作为日常变电所停电方式的安排的参考和依据。

总体来说，本系统主要有以下创新点：

＞将设备分成线路、间隔、主变和母线四类。在此基础上，进行电气合并，把

一起检修的设备用一个“变量集＂来表示。安排检修计划时，不再孤立考虑单个设备，而是对包含多个设备的“变量集”安排检修计划。如此，可以提高检修优化的计算速度，并减少重复停电的时间。

＞将设备和网络拓扑相关联。由于设备检修会引起相关联的其他一些设备停

电，本软件能够自动判断相关联的其他设备是否一起安排检修。

＞对软件生成的计划如需要作增删的修改，同样可以分析该设备关联的拓扑关

系。

＞本软件分成实用检修计划和启发式检修计划。实用检修计划制定出可行检修

计划，而启发式检修计划则可以选择遗传算法（ＧＡ）、粒子群算法（ＰＳＯ）等算法，并选择一个或多个的目标函数和约束条件对计划进行优化。

＞实现了计划和网络拓扑图相关联，能够将计划安排结果用图形形象的表示出

来。并能做检修前的模拟。

＞网络拓扑图形的源代码采用公共信息模型（ＣＩＭ格式），具有很强的通用性和可扩展性。

２．４系统及数据结构

２．４．１系统结构

本系统为Ｃ／Ｓ结构数据库／客户端软件，系统的大致结构如图２．３：

服务器输舟ＧＩｓ服务器ＰＳＭＳ服务嚣ＳＣＡＤＡｇ睦务嚣

图∞系统结构图

系统从生产ＭＩＳ系统、输网ＧＩＳ系统、ＳＣＡＤＡ系统中提取相关具有拓扑关系的设备元数据，通过系统内设的各种拓扑逻辑模型，结合不同设备检修的特点与不同情况下的约束条件，实现输变电设备检修计划的自动编排。

２．４．２数据流

系统的数据流程如图２．４所示，获得数据的途径有两种，通过通用数据接口（ｇｅｎｅｒｉｃｄａｔａａｃｃｅｓｓ，ＧＤＡ）或通过ＸＭＬ文件。前者是在线获取数据，后者使用的是ＳＣＡＤＡ系统导出的ＸＭＬ文件，以导出时刻为断面。系统在获取数据后才能正常工作，完成诸如计划安排、拓扑分析、图形显示等功能。从图中还可以看出，系统设计时拥有有自己的后台数据库作为历史数据、分析数据等信息存储的仓库。

｝～一——一！设备基本信｛

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｛、试、校台账，Ｉ／，———————＼

ＰＳＭＳ系统

｝敷据库

ｌ；接口、少卜～一—，１；网络拓扑致ｌ

ｊ据和量酒值｝

、’～一一一／Ｊ

ＳＣＡＤＡ系统

２．４．３系统的层次

系统采用分层分模块的设计方式，即便于整个复杂系统的构架，又利于技术开发团队的分块合作，提高效率。

据层

图２．５系统总统框架图

系统总体框图如图２．５所示，可分为三层：

（１）数据层

主要用来存放检修计划安排所需的数据，及时做到数据的更新。图２．４描写了本系统与其它系统的数据交互关系：系统的有效运行需要从ＰＳＭＳ系统和ＳＣＡＤＡ系统获取相应数据。获得数据的途径有两种：通过通用数据接口（ｇｅｎｅｒｉｃｄａｔａａｃｃｅｓｓ，ＧＤＡ）或通过ＸＭＬ文件。前者是在线获取数据，后者使用的是ＳＣＡＤＡ系统导出的ＸＭＬ文件，以导出时刻为断面。软件在获取数据后才能正常工作，完成诸如计划安排、拓扑分析、图形显示等功能。从图中还可以看出，系统有自己的后台数据库作为信息存储的仓库。

图２．６本系统与其它系统的数据交互图

（２）决策协调层

主要是对数据进行处理，不同的决策得到不同的检修计划年度计划、月度计划，这是系统的核心部分。

ａ、年度检修计划的安排

由于设备的年度检修计划主要是对下一年各变电设备修、校、试的统计，它主要涉及变电设备按检修周期进行的正常性检修，主要指一次设备的大修、小修、预试和二次设备的周期性全检或部检。在年度计划中，主要将设备的检修工作分配到各月度当中，根据各月的情况确定工作量的大小，尽可能合理的分配各月的检修工作。

ｂ、月度检修计划的安排

月度计划主要是还要考虑临时性检修，临时性检修计划主要是处理设备运行中的突发性故障和缺陷，一般没有预见性。若是紧急缺陷，影响变电设备的出力和电网的正常运行时必须立即处理，所以必须在２４小时内解决；严重缺陷，则对电网的安全存在一定的隐患，要求在一个月内处理完；对于一般缺陷的检修计划，一次设备应同设备的大、小修或预试，二次设备应同设备的全检或部检安排在一起进行。（３）界面层

主要通过界面完成人机交互，为操作者完成一项复杂的任务和操作提供帮助，使该系统得出用户想要的结果。

根据上面的分层，系统设计又可以划分为下面几个模块：

（１Ｊ数据读取模块

考虑到检修计划系统中所需的数据在ＰＳＭＳ系统中并不能全部找到，还有保护以及线路等数据是以其他格式存在，所以对不同的数据要以不同的接口来获得。

（２）优化程序模块

优化程序模块主要实现优化检修计划安排中的优化算法程序，以及结合了优化算法的启发式算法程序，是软件的核心模块。

１３）人工干预模块

人工干预模块是检修计划的重要组成部分，工作人员对检修计划的安排有重要的指导作用，对于不同时期不同侧重点安排检修计划能方便的实现，这里主要提供了基于可靠性安排的人工参与模块、对于临时检修的任务可以由人工加入模块、以及可以实现由人工来选择部分检修任务以何种方式安排检修计划的模块等。

（４Ｊ图形模块

图形显示功能是为了让用户对检修计划的安排更加直观。首先建立网络拓扑关系，使电网以图形的方式在软件中显示，能与设备名称相关；在此基础上，可以在图形中清楚的看到所检修的设备。

１５Ｊ数据输出模块

这部分以实现数据在软件界面上的输出和向其他系统用户输出数据为主。具体如下图所示：

图２．７系统整体设计图

第三章系统关键技术及功能

３．１ＣＩＭ

ＣＩＭ简介

国际电工委员会（ＩＥＣ）制定的ＩＥＣ６１９７０标准为实现各电力信息系统标准３．１．１化互联提供了技术基础。该标准中提出的ＣＩＭ模型定义了覆盖各个应用的面向对象的电力系统模型。它定义了许多包和类，并用泛化、关联、聚合等关系连接各个类元素来详细描述电网。ＣＩＭ不仅仅是一个标准模型，而且也是电力企业不同业务系统之间实现数据互联的接口标准。

公用信息模型（ＣＩＭ）是在ＩＥＣ６１９７０标准的３０１篇中提出的，它是电力企业应用集成的重要指导，包括公用类、属性、关系等，其类（Ｃｌａｓｓ）和对象（０ｂｊｅｃｔ）是抽象的，在电力系统有许多应用。它是逻辑数据结构的灵魂，可定义信息交换模型。ＣＩＭ提供了一个关于电力能量管理系统信息的全面逻辑视图，是代表电力企业所有主要对象的抽象模型，包括了这些对象的公有类和属性，以及它们之间的关系。

需要指出的是：ＣＩＭ不是数据库，而仅仅是数据模型（元数据）。遵从ＣＩＭ意味着公用接口的数据表示符合ＣｌＭ的３方面要求：语义——命名和数据的意义，词法——数据类型，关系——根据与ＣｌＭ其他部分的关系，可以找到与此相关的数据。对于应用来说，只要在接口上遵循ＣｌＭ原则，就可以说其遵循了ＣＩＭ。由于ＣＩＭ覆盖了电力系统的大部分领域，对于应用来说，只需要实现所关注的领域的ＣＩＭ模型。同时随着电力系统出现新的设备，在新设备的ＣｌＭ标准出来之前，ＣｌＭ可以自己扩展。

ＣＩＭ定义了许多包和类，并用泛化、关联、聚合等关系连接各个类元素来详细描述电网。ＣＩＭ的包如图３．１所示。

／

／

图３．１ＣＩＭ中的包

（１）核心包（Ｃｏｒｅ）定义了厂站类Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ、电压等级类ＶｏｌｔａｇｅＬｅｖｅｌ等许多应用公用的模型。

（２Ｊ拓扑包（Ｔｏｐｏｌｏｇｙ）是核心包的拓展，它通过端子类（Ｔｅｒｍｉｎａｌ）和连接点类（ＣｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙＮｏｄｅ）给出设备如何连接在一起的物理定义。这个包也对拓扑建模，这是对设备如何通过闭合开关（ｃｌｏｓｅｄｓｗｉｔｃｈｅｓ）连接在一起的逻辑的定义。拓扑的定义是独立于其他电气特性的。

（３）电线包（Ｗｉｒｅｓ）定义了断路器Ｂｒｅａｋｅｒ、隔离刀闸Ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｏｒ等网络分析应用需要的模型。

（４ｌ量测包（Ｍｅａｓ）包括描述在不同应用之间交换的动态测量数据（如电压、功率）的类。

（５）ＳＣＡＤＡ包定义了远程终端和通信联接的模型。

（６）停运包（Ｏｕｔａｇｅ）建立了当前及计划网络结构的信息模型。

（７）保护包（Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ）建立了用于培训仿真的保护设备（如继电器）信息的模型。

（８）负荷模型包（ＬｏａｄＭｏｄｅｌ）提供了以负荷曲线及相关曲线数据方式建模的电能用户和表示的系统负荷模型。

（９）发电生产包（ＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）提供了开停计划和经济调度应用所用到的各种发电机的信息包括燃料消耗信息。

（１０）发电动态特性包（ＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＤｙｎａｍｉｃｓ）提供了原动机如汽轮机、锅炉的信息，这些信息用于仿真和教育。

（１１Ｊ电能销售、备用及财务包（ＥｎｅｒｇｙＴｒａｄｉｎｇ，Ｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ

Ｆｉｎａｎｃｉａｌ）包括分级管理的电力市场方面的模型。ａｎｄ

３．２．２ＣＩＭ中的拓扑模型

（１）ＣＩＭ中的开关／节点模型。

ＣＩＭ用Ｔｏｐｏｌｏｇｙ包和Ｔｅｒｍｉｎａｌ类描述电网的拓扑结构，它是所有网络分析应用的基础。ＣＩＭ中的网络拓扑模型可分为开关／节点模型（静态模型）和母线／支路模型（动态模型）。开关／节点模型详细描述了网络中节点和连接点的实际情况，为检修计划安排前的拓扑分析提供了足够的信息。图３．２描述了该模型

中涉及到的类和它们之间的关系。图３．３３是某电力系统局部接线图，图３．４描述如何用ＣＩＭ的拓扑模型来对这种接线方式建模。

图３．２开关／节点模型中的类

图３．３某简单系统局部

图３。４用ＣＩＭ拓扑描述的连接模型

这里主要用到端子类（Ｔｅｒｍｉｎａｌ）和连接点类（ＣｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙＮｏｄｅ）来描述实际网络的连接关系。端子类（Ｔｅｒｍｉｎａｌ）描述实际供电设备连接到电力系统

中的一个连接端子，一个端子属于一个具体设备，一个设备可以拥有多个端子。连接点类（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖ；ｔｙＮｏｄｅ）由多个端子聚合而成，它即是开关／节点模型中的节点，ＣｌＭ中规定一个连接点可以包含Ｏ到多个端子。

在具体实现上，开关／节点模型可通过多种方式获取，如一维表、ＣｌＭ／ＸＭＬ文档等，其实质是建立导电设备、连接点、端子之间的包含与从属关系的知识库。

开关／节点模型为静态拓扑分析提供了极大的便利。例如，要从某开关ＢＫ开始展开拓扑搜索，只需先获得其左右两个端子，对这两个端子再分别寻找其所属的连接点，通过连接点所包含的其它端子即可找到与ＢＫ连接的设备。另外，通过对网络静态连接关系的辨识，可判别系统一次接线形式。

（２）ＳＣＡＤＡ系统导出的ＸＭＬ文件的结构。

对大多数供电企业而言，电网的拓扑数据往往都是存放在ＳＣＡＤＡ系统中。杭州市电力局完成了ＳＣＡＤＡ系统的ＣＩＭ封装，这使得从ＳＣＡＤＡ系统定制数据显得极其方便。开放的ＧＤＡ（ｇｅｎｅｒｉｃｄａｔａａｃｃｅｓｓ）接口主要用于对系统数据进行各种类型的查询。系统可将电网模型导出为一个ＸＭＬ文档，称为ＣＩＭ／ＸＭＬ文档，它是按照ＩＥＣ６１９７０Ｐａｄ５０１中的ＣＩＭＲＤＦ模式和Ｐａｒｔ５０３中的简化ＲＤＦ语法生成的，分为电网基模型、部分模型和增量模型。

以下是ＸＭＬ文件中的描述新富２２３０线电气参数和两端连接信息的片断。＜ｃｉｍ：ＡＣＬｉｎｅＳｅｇｍｅｎｔｒｄｆ：ｌＤ＝”ＡＣ—Ｌａ］２２３０”＞

＜ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｎａｍｅ＞Ｌａｊ２２３０＜／ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｎａｍｅ＞

＜ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ＞新富２２３０线＜／ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ＞＜ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ｒ＞３．８９５３５３＜／ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ｒ＞

＜ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ｘ＞２５．４５３１９６＜／ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ｘ＞

＜ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ｂｃｈ＞７．６０００００＜／ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ｂｃｈ＞

＜ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｌｏｒ．ｒ０＞１１．６８６０５９＜／ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ｔＯ＞

＜ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ｘ０＞７６．３５９５８５＜／ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ｘＯ＞

＜ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ｂｏｃｈ＞７．６０００００＜／ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．ｂｏｃｈ＞

＜ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．１ｅｎｇｔｈ＞８．５０００００＜／ｃｉｍ：Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ．１ｅｎｇｔｈ＞

＜ｃｉｍ：ＡＣＬｉｎｅＳｅｇｍｅｎｔ．ａｍｐＲａｔｉｎｇ＞６００．００００００＜／ｃｉｍ：ＡＣＬｉｎｅＳｅｇｍｅ

１．ａｍｐＲａｔｉｎｇ＞

＜ｃｉｍ：ＣｏｎｄｕｃｔｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔｅｒｍｉｎａｌｓ

ｒｄｆ：ｒｅｓｏｕｒｃｅ＝”＃ＴＥ—Ｌａｊ２２３０Ｕ’／＞

＜ｃｉｍ：ＣｏｎｄｕｃｔｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔｅｒｍｉｎａｌｓｒｄｆ：ｒｅｓｏｕｒｃｅ＝＇‘＃ＴＥ—Ｌａｊ２２３０Ｒ”／＞

＜ｃｉｍ：ＣｏｎｄｕｃｔｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔ．ＢａｓｅＶｏｌｔａｇｅ

ｒｄｆ：ｒｅｓｏｕｒｃｅ＝”＃ＢＶ．２２０ＫＶ”／＞

＜／ｃｉｍ：ＡＣＬｉｎｅＳｅｇｍｅｎｔ＞

＜ｃｉｍ：Ｔｅｒｍｉｎａｌｒｄｆ：ｌＤ＝’ＴＥ—Ｌａｊ２２３０Ｌ＇．＞

＜ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｎａｍｅ＞Ｌａｊ２２３０Ｌ＜／ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｎａｍｅ＞

＜ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ＞Ｔｅｒｍｉｎａｌｌ＜／ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ＞

＜ｃｉｍ：Ｔｅｒｍｉｎａｌ．ＣｏｎｄｕｃｔｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔｒｄｆ：ｒｅｓｏｕｒｃｅ＝”＃ＡＣ－Ｌａｊ２２３０”／＞＜ｃｉｍ：Ｔｅｒｍｉｎａｌ．ＣｏｎｎｅｃｔｉＶｉｔｙＮｏｄｅｒｄｆ：ｒｅｓｏｕｒｃｅ＝”＃ＣＮ—Ｌａｊ２２３０Ｌ”／＞＜／ｃｉｍ：Ｔｅｒｍｉｎａｌ＞

＜ｃｉｍ：Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖ计ｖＮｏｄｅｒｄｆ：ｌＤ＝”ＣＮ—Ｌａｊ２２３０Ｌ’．＞

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ＣＮ—Ｌａｊ２２３０Ｌ＜／ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ＞

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＜ｃｉｍ：Ｔｅｒｍｉｎａｌ．ＣｏｎｄｕｃｔｉｎｇＥｑｕｉｐｍｅｎｔｒｄｆ：ｒｅｓｏｕｒｃｅ＝”＃ＡＣ—Ｌａｊ２２３０”／＞＜ｃｉｍ：Ｔｅｒｍｉｎａｌ．ＣｏｎｎｅｃｔｉＶｉｔｙＮｏｄｅｒｄｆ：ｒｅｓｏｕｒｃｅ＝”＃ＣＮ—Ｌａｊ２２３０Ｒ”／＞＜／ｃｉｍ：Ｔｅｒｍｉｎａｌ＞

＜ｃｉｍ：ＣｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙＮｏｄｅｒｄｆ：ｌＤ＝”ＣＮ—Ｌａｊ２２３０Ｒ”＞

＜ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｎａｍｅ＞ＣＮ—Ｌａｊ２２３０Ｒ＜／ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｎａｍｅ＞

＜ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ＞ＣｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙＮｏｄｅ

ＣＮ—Ｌａｊ２２３０Ｒ＜／ｃｉｍ：Ｎａｍｉｎｇ．ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ＞

＜ｃｉｍ：Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖ计ＶＮｏｄｅ．ＭｅｍｂｅｒＯｆＥｑｕｉｐｍｅｎｔＣｏｎｔａｉｎｅｒ

ｒｄｆ：ｒｅｓｏｕｒｃｅ＝”＃ＶＬ－ｆｃ２２０ＫＶ”／＞

＜ｃｉｍ：Ｃｏｎｎｅｃｆ．ｖ计ｙＮｏｄｅ．Ｔｅｒｍｉｎａｌｓｒｄｆ：ｒｅｓｏｕｒｃｅ＝”＃ＴＥ－Ｌａｊ２２３０Ｒ“／＞＜ｃｉｍ：Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖ计ｙＮｏｄｅ．Ｔｅｒｍｉｎａｌｓｒｄｆ：ｒｅｓｏｕｒｃｅ＝”＃ＴＥ．Ｓｆｃ２２３０３一Ｌ”／＞＜／ｃｉｍ：ＣｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙＮｏｄｅ＞

从该ＸＭＬ文档片断中可以看出，“新富２２３０线＂是一条２２０ｋＶ线路，其ＲＤＦＩＤ为ＡＣ—Ｌａｊ２２３０。这里描述了该线路的正序和零序的阻抗等电气参数和线路长度等物理参数。连接关系方面，描述了它的两个端子分别为ＴＥ—Ｌａｊ２２３０Ｌ和ＴＥ—Ｌａｊ２２３０Ｒ，这两个端子分别属于连接点ＣＮ—Ｌａｊ２２３０Ｌ和ＣＮ—Ｌａｊ２２３０Ｒ。

考虑到对电网拓扑数据的实时性要求不高，本系统离线读取并解析ＳＣＡＤＡ导出的ＸＭＬ文件。需要指出的是，上述的ＣＩＭ／ＸＭＬ文件只是描述ＣＩＭ模型的一种手段，但并不是唯一的。

３．２．３间隔的划分

间隔（ｂａｙ）在ＩＥＣ６１９７０标准中被定义为：某给定变电站内的电力系统资源的一个集合，包括导电设备、保护继电器、量测值和远程测控。间隔在ＩＥＣ６１９７０中推荐使用，其模型如图３．５所示。

图３．５间隔模型

间隔是由若干相互关联的设备和设备之间的连线组成的设备集合，将厂站内的断路器和刀闸按照其组成、功能和接线方式进行分组，就得到电网的间隔。例如，断路器和与其相关的刀闸、连线构成一个开关间隔，线路、变压器、母线等元件构成元件间隔。图３．６所示为典型的开关间隔和元件间隔。Ｔ

＜￡№ｈ卜－／Ｈ－

（ａ）典型的开关间隔Ｏ）典型的元件间隔

国ｌ路间隔），

图３．６两种典型间隔

间隔的划分应该是相对灵活的，间隔内的开关设备数目应适中。划分间隔时，应尽量将相互关联的设备分到一起。同时考虑到为检修计划安排提供便利，划分时应尽量使得同间隔的设备具有相同的失电情况，即若某设备失电，与其同间隔的设备必然会失电，它们可以且应当被安排在一起停役检修。当主接线形式发生变化时，应及时维护间隔信息，修改或删除原间隔、增加新间隔。

杭州市电力局的设备台账存放在ＰＳＭＳ系统后台的Ｏｒａｃｌｅ数据库中，设备被划分为一个个间隔，用间隔号来区分。间隔号是一个唯一的整数，间隔号相同的设备属于同一间隔，例如乔司变的钱乔４４１１线站内引线、正母闸刀、线路闸刀、付母闸刀、开关、压变（Ａ、Ｂ、Ｃ相）、流变（Ａ、Ｂ、Ｃ相）、阻波器（Ａ、Ｂ、Ｃ相）、耦合电容Ｂ相的间隔号均为１１０４２，属于同一间隔。

在本系统中，间隔是最小的检修变量集，是考虑拓扑信息进行检修计划安排的基础。多个间隔如满足一定的条件，可以根据一定的规则组合为一个更大的检修变量集，一起安排检修。

３．２．４检修变量集的生成

这里所谓的检修变量集是本系统中一个重要的概念，它实际上是一组一起被安排检修的设备（包括线路）。这些设备被按照一定的规则组合在一起，同一变量集中的设备具有同一个的检修开始时间，变量集的检修持续时间以其中耗时最长的设备为准。当整个变量集检修结束后，其中所有设备的下次应检修日期从检修完成之日算起。

ＣｌＭ拓扑模型对电网的建模为我Ｉ＇Ｊ＇ＩＮ用拓扑信息提供了便利，我们还需要根据实际制定合理实用的设备停役规则，以完成检修变量集的生成。

杭州市电力局目前正在进行输变电设备的修、试周期管理。通过在杭州市电力局计划、调度、变检等部门的充分调研，了解目前人工安排检修计划的流程，制定如下的设备检修停役规则：

规则１（“拉周期”）：假设ａ设备失电必然引起ｂ设备失电（即ａ对ｂ供电），当ａ到周期应停役检修时，若ｂ的到周期时间与ａ相差在１．５年以内，则ｂ跟随ａ停役检修。ｂ的下次应检日期从该次检修完成之日算起。

规则２（优先级）：５００ｋＶ及以上电压等级线路到周期优先安排检修，一次设备和２２０ｋＶ及以下电压等级线路其次，二次设备再次。

规则３：线路停役时，各侧间隔的开关及线路侧设备均配合停役检修；若一侧为线路变压器接线，该侧线路变压器组配合停役检修，该侧变压器以下的母线压变、避雷器均可配合停役检修；若一侧为内桥（包括扩大内桥）、单母分段（正常分列）接线的变电所，则该变电所高压母线压变、避雷器均可配合停役检修；若一侧为依靠该线路单独供电的变电所，则该变电所中所有设备配合停役检修。

规则４：变电所内部工作引起线路停役时，按规则３作拓扑分析。

规则５：变电所内部工作，要求进线开关停役但不要求线路停役时，若该线路非Ｔ接线路，则按规则３作拓扑分析，若为Ｔ接线路则线路为运行状态。

之所以在检修安排时考虑“拉周期＂规则，是为了克服各类设备检修周期不同带来的问题。检修周期的不同，导致了各设备到周期应检修的时间各不相同。如果对每个设备都按其到期时间来检修的话，会产生很多不必要的重复停电。拉周期的时间年限应该是有讲究的，如果过长，则所有设备都被安排同时检修，检修时间始终以间隔中周期最短的设备为准；如果过短，则拉周期的效果太不明显。目前系统中把“拉周期”的时间设置为１．５年，这是杭州市电力局根据经验拟采用的。这～时间年限根据日后系统运行的情况有待商榷。

至于规则２中的“优先级”规则，是根据杭州市电力局目前安排电网检修计划的方式而定的，目的是为了尽量避免重复停电。

３．２系统实现方法

本系统采用的实现方法是引入了ＲＣＭ（ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＣｅｎｔｅｒｅｄ

Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ以可靠性为核心的检修策略）的先进理念，以设备的重要程度作为判别设备是否需要检修的重要依据。

“重要度＂数值来表征设备的状态，在同等条件下，该值越大，表示其对应设备的检修任务越迫切。具体介绍入下：

【１Ｊ设备重要性影响因子疋。

Ｒｅ＝垤｜彤ａ（３－１）

它是根据设备在电力系统中地位、电压等级等不同，设备类型不同，设备当前所处的状态，而得出的一个值。

ｙ：电压等级系数，５００ｋＶ取１，２２０ｋＶ取０．９，１１ＯｋＶ取Ｏ．８，３５ｋＶ取

０．７，１０ｋＶ取０．６。（这个权重系数可以根据不同的需要进行调整）

ｓ：设备类型系数，按照表３．１取值。

丁：设备的检修周期，一般以年为单位，认为设备生产厂家设定的检修周期越长，设备可靠性越高。表３．２描述了ｒ参数对重要性值的影响趋势。从表中看出，Ｔ越大，其引起重要度值的变化就越小。

口：设备可用系数，由对不同类型的设备做可靠性统计得出的数据，其取值见表３．３。（不同的企业可以根据各自历年的可用系数取值）

由于Ｔ一般都大于等于２，也的值一般都接近且小于１。

表３．１设备类型系数取值

设备

主变

线路

断路器

重要性

１

隔离开关

０．８５

流变压变

Ｏ．８５

电容电抗

Ｏ．６

１１

表３．２Ｔ参数对可靠性值的影响趋势

丁

（年）

Ｏ．５１２３４５

Ｐ髟

７．３８９１２．７１８３１．６４８７１．３９５６１．２８４０１．２２１４

表３．３各类设备可用系数

设备名称主变线路流变避雷器母线阻波器

可用系数

０．９９２４０．９９３００．９９８２０．９９８４０．９９９３０．９９９４

设备名称开关

闸刀

可用系数

０．９９６５０．９９８９０．９９８７０．９９２３０．９９９２

乐变

电抗器

耦合电容器

（２）设备运行时间影响因子足。

相关研究表明，设备在使用寿命中，其故障率与服役时间关系曲线呈“浴盆＂

状，或称之为“浴盆曲线＂，见图３．７。设备投入运行之初和即将退役时，其故障率较高，可靠性相对低下。设备运行时间的中期故障率较小，可靠性高。

图３．７设备故障率的“浴盆曲线’’

用下式来模拟浴盆曲线：兄：１一旦１１０００＋ｔ（３－２｝

其中ｔ为设备距其检修周期的时问，以天计，超周期时，该ｆ取负值。

（３）故障或隐患的致命度影响因子忍。

致命度分析是在对设备功能及故障后果分析的基础上扩展成的定量分析，它根据一定的标准和规范对故障后果的危害程度进行综合评定和分级，由此确定设备功能的关键故障模式，以便针对关键故障模式进行故障机理分析并采取预防措施。

Ｒ的值根据表３．４所示准则由电力部门运行人员根据经验评定，这里实际上用到了层次分析法的知识。

表３．４足的评定办法

故障

等级名称故障程度

系统、环境和

１修复情况。。般不可修复，但

经济上不

合算

不能立

即修复，

修复时

间较长评分致命人员损失重大，可能导致人员伤亡系统功能明显恶化，组织层次严重故障，系统和环境损失重大，可能

导致人员重伤

系统功能下

降，组织层次Ｏ．７．１．０２严重０．如．７采取事

后维修，

可能立

即修复Ｏ．２－０．４３一般恶化，系统和环境损失较

小，对人员影

响不明显

采取适

系统功能正

４当调整维修，可

能立即

修复＜０．２极轻常，组织层次异常

最后用下式获得设备的重要度值：

尺２ｑＲ＋哆Ｒ＋ｑ足（３－３）

其中，ｒａｔ，哆，鸭为三个比例系数，分别在【Ｏ，１】区间取值，以人为控制Ｒ偏向某一影响因子，ｑ＋吐＋鸭２１

２．２计划的编排

本系统主要的功能即为自动编排检修计划。系统中的计划编排分为年度检修计划和月度检修计划两种模式，考虑到目前输变电设备检修计划最常用的编排，系统暂设置了年度和月度检修计划两种，如有需要，可以扩展为年度、季度和月度检修计划。

根据杭州市电力局的生产实践，本系统中考虑的原则为：“二次跟着一次走＂，“生产跟着基建走＂，５００ｋＶ及以上电压等级设备“变电跟着线路走”。在停役规则的设计和计划安排流程中均体现了这些原则。

以安排某月度检修计划为例，其实现流程如下：

【１）指定年份、月份。

（２）整理出该年该月到期需检修的设备：将５００ｋＶ及以上电压等级线路、一次设备；２２０ｋＶ及以下电压等级线路、变电设备；２２０ｋＶ及以下二次设备分别存放于记忆体ａ、ｂ、ｃ中。三个记忆体中的设备均按设备重要度排序。

（３｝依次安排ａ中线路停役检修，同时寻找该线路各侧问隔，若间隔中设备的到期时间与该线路的到期时间相差在１．５年之内，则该设备跟随线路检修（根据不同的电力企业，这个周期长短可以自行设定）。

（４｝依次安排ｂ中一次设备和线路停役检修：若为一次设备，对其同间隔的设备以１．５年为限“拉周期’’，再寻找该间隔的供电范围，并以１．５年为限对范围内的设备“拉周期’’；若为线路，同步骤（３）处理。

（５）依次安排Ｃ中二次设备停役检修，对其同间隔的设备以１．５年为限拉周期，再寻找该间隔的供电范围，并以１．５年为限对范围内的设备“拉周期＂。

（６）安全校验：检查计划月份内每天中电网各处潮流是否越限，是否有冲突设备同时被安排检修。未通过校验的检修操作安排到下月初进行，再次校验，直至全部通过为止。

（７）输出检修计划。

算法执行过程中需标记已被安排检修的设备，再次搜索到该设备时跳过。月计划安排流程见图３．８。

开始、依次安排ｃ中二

＼／次设备检修

依次安排ｂ巾。。

次设备或线路

检修Ｌ一输入年份、

月份寻找同『ｎＪ隔设备，并用规则

４、５寻找供电

范围，以１．５年

为限拉周期整理、排序生

成ａ、ｂ、ｃ三个三［记忆体寻找同『ｕ】隔设

１依次安排ａ中Ｉ

５００ｋＶ线路Ｉ

Ｉ检修ｌ备，并用规则４、５－；ｊｔ找供电范围，以１．５年为限拉周期应用规则３ｉ｝找该线路各侧问隔，以１．５年为限拉周期《茹》＼／Ｉ塞掣堡卜＿—］

应用规则３寻找

该线路各侧间

隔，以１．５年为

限托周期

Ｎ彳中线路酞Ｙ＼埋结束？／

圈３．８月计划安排流程图《到盎圃厂萧

以上的月计划安排并未考虑工作量约束。所谓工作量约束，又可称为检修资源约束，是指考虑检修人员数量、技术能力、设备能力等检修资源为约束条件，由于资源有限使得一定时期内能够同时进行的检修操作有限。要精确量化检修资源是困难的。本系统中采用“人?日＂来描述检修资源，包括设备检修所需的工作量，每月、每年可以完成的工作量定额。

图３．９描述了考虑工作量约束时的年检修计划安排流程。图３．９与陶３．８是从不同的角度描述本系统中实用化检修计划的安排过程：图３．８突出设备合并规则对检修安排的作用，图３．９则突出工作量约束。实际上，在考虑工作量约束安排年度检修计划时，设备的检修停役规则仍然有效，仍然要形成同时检修的设备变量集。

图３．９考虑工作量约束的年检修计划安排流程

流程中按照每月工作量定额的比例，将全年的实际检修工作量分配到每个月。这样既可以避免某些月份工作量的堆积，造成检修任务无法完成，又可以防止某些月份检修任务过于稀少，造成人员和设备的闲置。当判明实际工作量与拟分配数值不符时，需要视情况对当月检修任务进行调整：将任务推迟至下月，或将下月的任务提前至本月。推迟和提前的检修任务不是随机选取的，而是根据各检修任务的重要度（迫切度）而定，重要度高的设备被优先安排检修。需要说明，属于同一检修变量集的设备应同时被推迟或提前检修。

２．３图形显示

（１）电网一次接线图显示

通过用户图形界面功能，将电气接线图简单明了的用图形表示出来，系统界面中可查看由ＳＣＡＤＡ系统导出的ＳＶＧ图形（包括系统潮流图和变电所详细接线图），用颜色区分电网电压等级和带电状态。

图形显示还提供了丰富的图形调整功能，包括：“主页显示’’、“前进’’、“后退＂、“打开ＳＶＧ图形文件＂、“图形放大＂、“图形缩小’’、“全图显示”等功能。

（２ｌ检修计划与图形显示的关联

在设备停役检修时，利用该图形软件还可以在设备检修或改造前做模拟演示：用户可以指定图形与某检修计划相关联，在图形上直观的查看计划的执行情况或模拟停役检修操作。用户可以在ＳＶＧ图形上看到用不同颜色区分的停电和非停电区域，失电的区域用黑色表示。图中设备的带电情况，完全由用户指定的月度检修计划的输出结果决定。另外，用户也可在图上进行模拟操作，同时系统会根据设备的不同状态，用不同颜色表示设备是否带电。这对大型检修操作前的方式安排及协调是很有益的。

第四章系统模块简介

３．１实用化年度、月度检修计划生成

（１）年度、月度检修计划生成

这是系统的主体功能。系统可方便完成年度、月度检修计划的编排，并形成最终计划书。所有的检修计划均保存在后台的ｏｒｏｃｌｅ数据库中，用户可以在程序界面上打开原有计划，或将计划导出为ｅｘｃｅｌ文件。

（２ｌ考虑工作量的检修计划生成

检修单位在某个月内能够完成的检修工作量是有一定限制的，而不同的检修任务所耗费的工作量又各不相同。系统能根据不同的检修工作，估算每月工作耗费工作量，并与检修单位实际能完成的工作量进行比较，将全年的实际检修工作量分配到每个月。这样既可以避免某些月份工作量的堆积，造成检修任务无法完

成，又可以防止某些月份检修任务过于稀少，造成人员和设备的闲置。当判明实际工作量与拟分配数值不符时，需要视情况对当月检修任务进行调整：将任务推迟至下月，或将下月的任务提前至本月。推迟和提前的检修任务不是随机选取的，而是根据各检修任务的重要度（迫切度）而定，重要度高的设备被优先安排检修。

（３Ｊ月度计划与年度计划的关联

月度计划安排时应考虑年计划的指导意义，本系统实现了月度计划和该年年度计划的相关联，通过对比生成的月度和年度计划。

（４）检修计划的格式调整

该功能是在开发过程中，根据实际需要添加的附加功能。

在生产管理系统的设备和线路台账数据库中，设备和线路都是逐条存放的。然而，在检修计划实际安排中，上报给上级部门的计划却需经过“合并＂。

所谓“合并＂，实际上是对计划的输出格式做出调整。比如，某间隔的流变，压变，避雷器，开关，闸刀同时需要检修，如果不对输出做调整，就需要用多条记录来描述这个间隔的停电检修情况，甚至流变的Ａ，Ｂ，Ｃ三相都是分散在三条记录中被输出的。这极不符合电力系统实际检修计划的格式和人们的阅读习惯。

合并的原则是考虑电网拓扑，一个间隔的设备合并成一条记录。线路单独占用一条记录不予合并。

合并后信息并未丢失，用户仍可查看计划的细节内容，查看间隔内设备的检修情况。

该功能使得系统安排的检修计划更符合实际情况，对年度计划，月度计划均适用。

３．２启发式年度、月度检修计划

系统可对检修计划进行优化，优化目标如“设备检修时间偏离到周期时间最少’’，“工作量安排最合理＂，“停役检修影响的负荷最少’’等，考虑网络传输、检修持续性、互斥检修等约束条件，根据算法自身特点，合理应用智能优化算法。用户应可选择优化目标，起作用的约束条件和拟选用的算法。优化程序以实用化的检修计划为初始解，保留拓扑搜索形成的变量集信息。

３．３人工维护功能

系统用计划名称和安排时间来管理检修计划，用户可在界面上对生成的计划做增加、删除、修改、查询、排序等操作。具体介绍如下：

◆增加记录

当用户希望增加新设备检修记录时可采用该功能。同时，在增加记录时应同时进行拓扑分析，得到由该设备停电引起停电的设备（包括一次设备和二次设备）和线路，用户可根据需要在界面中勾选出需要随同增加的设备。

此外，导入时系统自动判断原有计划中是否存在需要导入的设备或者线路，若有，则取消导入该条记录，以免引起计划中记录的重复。

◆删除记录

当用户希望删除计划中某个设备的检修记录时可采用该功能。同时，在删除记录时应同时进行拓扑分析时，得到与该设备相管理的检修记录，询问用户是否同时删除这些设备，经用户确认，系统自动把数据库中对应的记录删除。◆修改记录

当用户希望对某个检修记录的某些信息进行修改时可采用该功能。可方便地在显示界面中直接修改记录的检修信息，包括检修时间、检修内容、检修单位等，但该设备的基本信息是不能修改的，例如设备电压等级、设备所属变电所等信息。◆排序功能

本系统具有良好的实用特性，提供了方便快捷的排序功能，用户可根据任何字段方便进行顺、倒序排序。并且提供三级关键字的排序功能。

◆历史修改记录功能

由于检修计划的制定不是短期内能完成的工作，尤其是用户对计划的人工调整经常是漫长且反复的过程。针对这种情况，本系统将用户曾经进行过的人工调整行为（包括增加、删除和修改记录）记录下来，当用户进行人工调整工作时，可方便查阅之前进行过的人工调整工作，在此基础上在进行工作必将事倍功半。◆检修计划的查询

系统提供了较为完备的查询功能。用户可以在界面上查询指定年份，月份的年度，月度检修计划，也可查询和管理设备工作量表格，检修班组工作量表格，每月工作量定额表格。查询结果在系统的以表格的形式输出。

还包括到期设备的查询和上月遗留任务的查询。虽然安排月度检修计划时程序自动读取上月遗留的检修任务，并把它们排入计划中，但有时技术人员需要对上月遗留的检修任务进行查询，以获得直观的表格，以辅助某些决断和安排。◆提示功能

系统提供了丰富的提示功能。包括对一起检修的设备进行提示，在进行人工调整时，如果设备不和其他的一些检修，而引起其他设备的重复停电时，系统进行提示；当设备超周期时，如超周期一个月以内的可以修改，当超周期时间超过一个月时，则不允许修改，并以不同的颜色着色表示其超周期时间的长短，对用户进行提醒。

◆检修计划的导出

系统提供了丰富的计划导出方式，即导出到ｏｒａｃｌｅ数据库中，又可以保存为ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ格式的宰．ｘＩｓ表格文件。

检修计划，包括年度和月度计划，一经安排，即保存到数据库服务器上。服务器端采用Ｏｒａｃｌｅ９ｉ构建。计划写入时，采用的形式是：所有的年计划写到表ＹＥＡＲＰＬＡＮ中，所有的月计划写到表ＭｏＮＴＨＰＬＡＮ中。

Ｅｘｃｅｌ表文件可选择在硬盘的任何位置保持。

３．４计划反馈管理

检修计划尤其是月计划在制定以后还需要一个“反馈＂的过程，即检修执行部门根据检修计划安排人员进行设备检修工作，然后将执行情况反馈回计划制定部门，才能进行下次检修计划的安排，因此本系统提供了计划反馈管理功能，完成计划编制的闭环。

３．５拓扑分析

该功能隐含在其它功能模块中，利用电网的静态拓扑模型，以间隔为基础从某设备开始展开拓扑搜索，确定可与其同时参与检修的设备。它的实现基础是ＣＩＭ数据模型，杭州市电力局完成了ＳＣＡＤＡ系统的ＣＩＭ封装，这使得从

ＳＣＡＤＡ系统定制数据显得极其方便。开放的ＧＤＡ（ｇｅｎｅｒｉｃｄａｔａａｃｃｅｓｓ）接口主要用于对系统数据进行各种类型的查询。

３．６优化程序模块

系统可对检修计划进行优化，优化目标如“设备检修时间偏离到周期时间最少”，“工作量安排最合理”，“停役检修影响的负荷最少’’等，考虑网络传输、检修持续性、互斥检修等约束条件，根据算法自身特点，合理应用智能优化算法。用户应可选择优化目标，起作用的约束条件和拟选用的算法。

第五章检修优化模型

５．１优化算法简介

输变电设备检修计划安排是一个多目标多约束的优化问题，优化的目标既包括经济优化又包括管理优化目标，而包含的约束不仅有系统安全运行约束，检修管理约束，还涉及到检修项目之间的协调约束。

为了尽量少的减少重复停电，协调好各个检修项目的检修时间，合理安排检修工作量等问题，对检修计划问题进行优化是很有必要的，而输变电设备检修安排本身是组合优化问题，特点是：维数大，离散性和非线性。所以选择合适的优化算法也显得尤为重要。

下面对系统采用的一些优化算法进行简单的介绍：

（１）遗传算法

遗传算法是一类借鉴生物界自然选择规律和自然遗传机制的随机化搜索算法。

主要特点：群体搜索策略和群体中个体的信息交换，搜索不依赖于梯度信息。遗传算法仅使用问题本身具有的目标函数和表示问题解的位串进行工作，它只要求问题是可解的，无可微性及其他要求，并且不受维数的限制，因此该算法具有优化效果好、鲁棒性强等优点。

鉴于此，系统采用的基于ＲＣＭ的检修策略安排，求解时采用启发式方法结合遗传算法来求解。（２）Ｔａｂｕ（禁忌）搜索算法

禁忌搜索算法是一种高效的用于解决组合优化问题的启发式搜索算法，其基本思想是通过记录Ｔａｂｕ表搜索历史，从中获得知识并利用其指导后续的搜索方向，以避开局部最优解。

Ｔａｂｕ搜索法的搜索效率高，收敛速度很快。

（３）蚂蚁算法

蚂蚁算法是一种新型的仿生优化算法，该算法仿照蚂蚁群觅食机理，构造一定数量的人工蚂蚁，每个人工蚂蚁以路径上的荷尔蒙强度大小选择前进路径，并在自己选择的行进踵上留下一定数量的荷尔蒙，当所有蚂蚁均完成一次搜索后，再对荷尔蒙强度进行一次全局更新。通过反复的迭代，最终大多数蚂蚁将沿着相同的路线完成搜索。

如何将检修优化模型转变成适合蚂蚁算法的模型，需要进一步的工作，蚂蚁算法很容易与多种启发式算法相结合，以改善算法的性能。

对于优化模型准备使用蚂蚁算法与Ｔａｂｕ搜索相结合，得到一种满意的检修优化模型。

５．２系统采用的优化模型（年度计划）

供电系统的年度检修计划，把检修工作的工作量在全年中按月份合理分配后，可以避免检修资源（包括人力和物资资源）的浪费。

目标（选择１）：

全年的检修活动所需要的资源和人员在全年的１２个月中分配最合理

数学模型为：

１２

Ｆ＝ｍｉｎ∑（Ｍ—Ｍ）２（ｆ＝１∥２??１２）

式中：Ｍ＝爿×哆为全年总检修活动的所需资源分配到各个月份的值，Ａ为全年检修活动所需资源的总和，ｑ为每个月份检修所需资源的权值，并且满足１２

∑ｑ＝１；Ｍ，为每个月实际安排的工作量。

ｆ＝Ｉ

约束条件：

１Ｊ检修时间约束

誓∈【Ｅ．巧】

薯＝（１，２…１２）表示第ｉ个变量的检修时间：

式中Ｅ，耳分别为设备ｉ最早可以安排检修的月份和最晚可以安排检修的月份；如设备１最早可以在１月份安排检修，最晚可以在７月份安排检修，则设备１对应的时间约束【Ｅ．巧】为【１，７】。

２）顺序检修约束

为了避免负荷点有检修时停电，有些设备不能同时检修，因此不能将其安排在相同时间段内检修：

薯≤ｘ，表示第ｉ个设备必须早于第ｊ个设备检修。

３）不可变更的检修约束

ｘｉ＝Ｂｉ

式中Ｅ为其它工程约束的第ｉ个设备开始检修时间。

４）资源约束

∑ｉ＝ｉ‰≤Ｍ（可以做分区约束）

‰是ｂ月第ｉ个设备的运行状况，取Ｏ时表示设备正常运行，取１时表示设备停役检修；Ｍ表示一个月内可以检修的设备总数。

５１月工作总量的约束

Ｍｉ§Ｎｉ

６）设备状态的约束

如有设备为上月或以前检修顺延的，则优先安排检修。还包括设备的缺陷处理情况，当设备缺陷为紧急时，必须在２４小时内安排设备检修工作；设备缺陷状态为重要时，必须在一个月内安排处理工作；设备缺陷为一般时，可以结合检修周期一起处理。目标（选择２）：实际检修时间偏离周期最少

计划检修是根据相关规程规定的周期、工期、定期对设备进行大修、小修。规程的制定依据是以往的设备检修经验及设备使用情况。国家电力公司在《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中，仍然强调定期检修工作是防止设备事故的重点措施之一，因此，搞好定期检修维护工作，符合中国国情，是目前国产设备现状的需要，仍然是防止发生设备事故的重要手段。在制定计划检修中，我们还是要尽量按照设备的周期来做检修计划，所以让设备的检修时间远离设备周期时间尽量的少是很有必要的。

目标函数１的不重复停电（尽量少的减少损失）是电力检修的一个大前提，所以在此基础上，我们己经把设备进行合并分块，得出的新的变量集，我们现在所要做的是对这些变量进行优化。使所有的设备检修时间偏离检修周期的时间最少，目标函数如下：

Ｆ＝ｍｉｎ∑（薯一Ｚ）２

ｉ＝１ｆ∈（１，２…刀）

式中：ｆ表示变量的个数；而表示第ｆ个变量的检修时间，Ｚ表示第ｆ个设备按检修周期的检修时间；卧Ｉ＝（１，２…１２）。

约束条件：

１）检修时间约束为

ｔ∈【Ｅ．巧］

毛２（１，２…１２）表示第ｉ个变量的检修时间；

式中骂，Ｅ分别为设备ｉ最早可以安排检修的月份和最晚可以安排检修的月份；如设备１最早可以在１月份安排检修，最晚可以在７月份安排检修，则设备１对应的时间约束【Ｅ，Ｅ】为【１，７】。

２）同时检修约束

一个系统中，一次停电可以解决的问题要全面解决，不允许因考虑不周而发生重复停电的问题。因此，有些设备必须同时检修：

Ｘｉ２ｘｊ３Ｊ顺序检修约束

为了避免负荷点有检修时停电，有些设备不能同时检修，因此不能将其安排在相同时间段内检修：

‘≤一表示第ｉ个设备必须早于ｊ个设备检修。

４Ｊ不可变更的检修约束

ｘｉ＝Ｂｉ

式中Ｅ为其它工程约束的第ｉ个设备开始检修时间。

５）检修资源约束为

善品×鼻≤４‘６＝１，２…ｌ∞

（可以分区约束）

品是ｂ月第ｉ个设备的运行状况，取０时表示设备正常运行，取１时表示设备停役检修；Ｐ表示第ｉ个设备检修所需要的工作量，４表示第ｂ个月可以完成的工作量总值。

６）月工作总量的约束

ＭｉＳＮｌ

７）设备状态的约束

如有设备为上月或以前检修顺延的，则优先安排检修。还包括设备的缺陷处理情况，当设备缺陷为紧急时，必须在２４小时内安排设备检修工作；设备缺陷状态为重要时，必须在一个月内安排处理工作；设备缺陷为一般时，可以结合检修周期一起处理。

第六章开发工具简介

６．１开发语言与开发工具

本系统在ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＶｉｓｕａｌＳｔｕｄｉｏ．ｎｅｔ开发环境下采用Ｃ＋＋语言开发完成，后台数据库为Ｏｒａｃｌｅ９ｉ，图形界面部分基于ＱＴ平台。

６．１．１Ｃ＋＋语言与面向对象程序设计

面向对象方法的定义是一种运用对象，类，继承，封装，聚合，消息传送，多态性等概念来构造系统的软件开发方法。Ｃ＋＋语言是一种优秀的面向对象的编程语言，博大精深。

面向对象的程序设计是２０世纪８０年代中后期以来，软件界最主流的程序设计思想和方法。传统的过程式程序设计最本质的缺陷是非常不自然、不符合客观世界本身的特点以及人们分析和思考问题的习惯。面向对象程序设计一方面是为了满足只益复杂的程序开发所提出的要求，另一方面是为程序设计提供一个更为合理和自然的分析和思考方式。

面向对象方法从根本上讲是一种思考和认识问题的方法，其基本出发点是从现实世界中客观存在的事物一即对象一出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式。面向对象方法强调直接以问题域中的事物为中心来思考问题，认识问题，根据事物的本质特征，把它们抽象地表示为系统中的对象，作为系统的基本构成单位。同时，面向对象方法强调运用人类在日常的逻辑思维中经常采用的思想方法与原则，例如抽象、分类、继承、聚合、封装等，使得软件开发者能对问题域中事物的相互关系产生正确的认识，并以其他人也能看得懂的方式把自己的认识表达出来。

在用面向对象方法开发的系统中，以类的形式进行描述并通过对类的引用而创建的对象是系统的基本构成单位。这些对象对应着问题域中的各个事物，它们内部的属性与服务刻画了事物的静态特征和动态特征，对象类之间的继承关系，聚合关系，消息和关联如实地表达了问题域中事物之间实际存在的各种关系。因此，无论系统的构成成分，还是通过这些成分之问的关系而体现的系统结构，都可直接地映射问题域。

Ｃ＋＋语言是ＡＴ＆Ｔ贝尔实验室的ＢｊａｍｅＳｔｒｏｕｓｔｒｕｐ在１９８０年设计开发的。一开始他把这种新的语言叫做“含类的Ｃ＂，到１９８３年才改名为Ｃ＋＋。

Ｃ＋＋的有点是显而易见的。在性能上它可以接近于Ｃ的水平。由于它的可退化性，在程序员认为效率非常重要的地方，它完全可以和Ｃ一样；而在面向对象特点非常强调的地方，它一般也只会比Ｃ慢百分之十几。不仅如此，它与

Ｃ编写的程序无论在源程序一级还是目标代码一级都可以完全无缝地连接在一起。

本系统要从杭州市电力局的生产管理系统和￥ＣＡＤＡ系统读取数据，并建立完整的ＣｌＭ模型，做出网络图形，获取拓扑信息。相比与其它编程语言，如ＶＢ、ＰｃＩＳｃｏＩ，Ｃ＋＋语占更适合于本系统中ＣＩＭ模型生成、实用化检修计划的安排与人工调整、优化算法等环节，而且其可移植性和兼容性较好。

６．１．２

Ｑｔ图形平台

Ｑｔ是ｌｒｏｌｌｆｅｃｈ公司的产品，它是一个全面的Ｃ＋＋应用程序开发框架，包含一个类库和用于跨平台开发及国际化的工具。本系统的图形操作界面完全搭建在Ｑｔ平台上（系统界面见罔６１），数据库的存取也是基于Ｑｔ提供的接口。

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罔６．１系统运行界面

图形界面的开发有很多种途径，如ＭＦＣ类库，Ｄｅｌｐｈｉ，ＶＢ等，之所以选择Ｑｔ是因为它具有如下的优越性能和特点：

ｆ１）功能的全面性。Ｑｔ是一个全面的开发框架，它包括广泛的特征，性能与工具，ｇ以Ｊｌ：发高性能，跨平台富客户端．以及服务器端的应用程序。Ｑｆ类

库是一个拥有超过４００个Ｃ＋＋个类，同时不断扩展的库。它封装了用于端到端应用程序开发所需要的所有基础结构。优秀的Ｑｔ应用程序接口包括成熟的对象模型，内容丰富的集合类，图形有户界面编程与布局设计功能，数据库编程，网络，×ＭＬ，国际化，ＯｐｅｎＧＬ集成等等。Ｑｔ设计者是一个功能强大的ＧＵＩ布局与窗体构造器，能够在所有支持平台上，以本地化的视图外观与认知，快速开发高性能的用户界面。Ｑｔ语言家是一套用来消除国际化工作流程中所带来障碍的工具。使用Ｑｔ语言家，开发小组可把应用程序的翻译转换外包给非技术性翻译人员，从而可增加精确度，大大加快本地化处理过程。Ｑｔ助手是一个完全可自定义，重新分配的帮助文件或文档浏览器，它可与基于Ｑｔ的应用程序运行。使用Ｑｔ助手，开发小组同样能够很大程度上加快文档的处理过程。

（２）Ｑｔ是用于本地化跨平台应用开发的领先性框架。Ｑｔ应用程序接口与工具兼容于所有支持平台，让开发员们掌握一个应用程序接口，便可执行与平台非相关的应用开发与配置。通过使用Ｑｔ，开发小组们从主要的开发平台，可为主要操作系统创建本地化的应用程序。Ｑｔ对不同平台（Ｕｎｉｘ，Ｗｉｎｄｏｗｓ，ａｎｄＭａｃ）的专门ＡＰＩ进行了封装，如文件处理、网络（操作，协议），进程处理、线程、数据库访问等。

（３）Ｑｔ使用简单。Ｑｔ开发员仅需要学会一种ＡＰＩ来写入应用程序，该程序可在任何地方运行。Ｑｔ的开发者投入了相当大的努力使Ｑｔ使用起来尽可能简单和直观。使用Ｑｆ编程简单而有趣，对于商务而言，它转换为更多的功能，并且在保持质量性能的情况下，只需更少的维护工作。统一的跨平台ＡＰＩ让程序员们集中精力致力于可增值的技术革新，而无须担心维护和管理现有应用程序多版本的基础结构与界面。

（４）Ｑｔ是健全与高性能的。Ｑｔ已由成千上成商业与开放源应用程序开发员，在多个操作系统与编译器上进行了战术测试，奠定了高性能与资源性应用程序的基础。Ｑｔ无须“虚拟器”，模拟层或大容量的运行时间环境。它如本地化的应用程序～样，直接写入低级的图形函数，因而Ｑｔ程序能以源代码速度执行。

附带说明，本系统使用ＳｅｔｕｐＦａｃｔｏｒｙ７．０制作安装程序，并采用Ｏｒａｃｌｅ１０９提供的即时客户端（ｉｎｓｔａｎｔｃｌｉｅｎｔ）将ｏｒａｃｌｅ的客户端打包在安装程序中，

安装时无须另行安装客户端，占用磁盘空间和系统资源大大减少，使用十分方便。

６．２Ｏｒａｃｌｅ即时客户端

６．２．１即时客户端的获取

即时客户端（ｉｎｓｔａｎｔｃｌｉｅｎｔ）是由ｏｒａｃｌｅ公司提供的，在其官方网站上可以下载，下载地址为：

．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｒａｃｌｅ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｖ／ａｌｏｂａｌ／ｃｎ／ｔｅｃｈ／ｏｃｉ／ｉｎｓｔａｎｔｃｌｉｅｎｔ／ｉ．ｎｓｔａｎ｛ｃｌｉｅｎ｛．ｈｌｍｌ

利用即时客户端，你无需安装标准的Ｏｒａｃｌｅ客户端或拥有

ＯＲＡＣＬＥ＿ＨＯＭＥ就可运行应用程序。ｏＣＩ、ＯＣＣｌ、Ｐｒｏ木Ｃ、０ＤＢＣ和ＪＤＢＣ应用程序无需进行修改即可运行，同时使用的磁盘空间显著比以前少。甚至ＳＱｒＰｌｕｓ也可以与即时客户端一起使用。无需重新编译，也就没有烦恼。

独立软件供应商与合作伙伴通过将即时客户端与应用程序打包在一起，为客户省去了安装和配置Ｏｒａｃｌｅ客户端的额外步骤，这使得独立软件供应商和合作伙伴获益颇丰。其中ＯｒａｃｌｅＩＳＶ与合作伙伴提供的功能完善的高性能应用程序将不受任何影响，工作如常。

客户可以快速试用新的打包应用程序和Ｏｒａｃｌｅ客户端特性，而无需担忧其他的安装事项。较大的企业可以通过使用安装脚本来访问中央盯信息库，以自动进行即时客户端的安装和配置。总而言之，空间使用减少后，每用户都可以从中受益。

特别适用于生产用途。完全免费。

６．２．２即时客户端与程序的捆绑

本系统采用ｓｅｔｕｐｆａｃｔｏｒｙ７．０制作安装程序，并将Ｏｒａｃｌｅ即时客户端（ｉｎｓｔａｎｔｃｌｉｅｎｔ）打包入安装程序中。虽然系统采用两层的Ｃ／Ｓ结构，但用户并无须在目标计算机中安装Ｏｒａｌｃｅ客户端，节省了系统资源和磁盘空间。

第七章结论

本系统将检修计划安排计算机化，大大降低了工作量，提高了效率。与以往人工编制计划相比，采用本系统不但能考虑进工作量约束，而且能够将网络拓扑图形与计划关联起来，使得编制的计划形象化。本系统还能做检修前的模拟，避免不必要的停电，检查潜在的事故隐患。与其他同类软件相比，本软件能够实现对检修计划优化，提供了备选的目标函数和约束条件，用户能方便的按照自己的需要来选择。此外，本软件在编制检修计划时，考虑进了网络拓扑的影响，把在同一停电间隔的设备一起安排检修。

通过采用本软件，大大方便了检修计划编制，同时也提高了计划编制的效率和精确度，降低了检修单位的工作量，提高了生产的安全性。最大限度地避免了重复停电，取得了良好的经济效益和社会效应，对于提升企业的市场形象起到了积极的作用。

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致谢

本论文是在导师黄民翔教授的精心指导下完成的。在我攻读硕士学位和撰写论文期间，导师严谨认真的治学态度和富于开导性的启发教导让我由衷敬佩，使我终身受益。从论文的选题到完成的每一个阶段无不倾注了导师大量的心血。导师高超的学术水平，开阔的视野，高尚的人品都给我留下了深刻的印象，让我终身难忘。谨向黄老师表示深深的谢意。

在论文写作的过程中，我还得到了杭州市电力局陈峰、潘坚跃等同志的大力支持，他们不厌其烦的跟我一起讨论，帮助我解决问题，无私地自己的经验和研究成果同我分享，在此也向他们位表示感谢。

本论文工作还得到了牟善科，陈兴雷，蒋献伟，许旭锋等同学的帮助和支持，本系统的主要编程工作由他们负责完成。是他们的辛勤劳动方能使得系统能顺利达到初始目标的要求。在此对他们表示衷心的感谢，祝福他们学业有成、前程似锦。

输、变电设备停电检修计划智能编排的研究

作者：

学位授予单位：姚晖浙江大学电气工程学院

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随着电力系统电网结构日益复杂,设备日益增多,输变电设备停电检修计划编排的难度逐年增加.介绍了一种停电检修计划智能编排系统,该系统通过CIM整合现有的各类电力生产信息系统,并应用了以可靠性为核心的检修策略,结合若干检修优化算法,达到检修计划的科学、高效、智能编排.

本文链接：http://d..cn/Thesis_Y1431105.aspx

授权使用：广西区科技情报研究所(gxqkqs)，授权号：c4ef23c2-d76f-4995-83c2-9e47008bd994

下载时间：20xx年12月9日