姜 勇 韋朝奧 陳紹輝 陳 亮 馬 力

（云南電網(wǎng)有限責任公司大理供電局，云南大理671000）

0 引言

資產(chǎn)管理在設備數(shù)據(jù)執(zhí)行過程中主要用來確保設備的服務可靠程度以及建立相關的安全標準，但其在傳輸和分配過程中卻面臨著許多問題，因為設備資產(chǎn)的擁有者需要在消費者對產(chǎn)品服務質(zhì)量的要求和對資本回收效率要求之間找到平衡。而要想在這些要求之間進行優(yōu)化，便需要引入一種新的技術來對資產(chǎn)管理中的“最佳實踐”進行開發(fā)以及擴展，也就是將服務質(zhì)量和資產(chǎn)財務績效最優(yōu)化及最大化[1]。

電網(wǎng)資產(chǎn)管理在決定長期經(jīng)濟成功和最佳收益的決策過程中起著關鍵作用。對于資產(chǎn)管理來說，要想達到上述期望，必須面對四個挑戰(zhàn)：

（1）戰(zhàn)略利益相關者的價值觀和行動目標的結(jié)合；

（2）服務要求和資本回收效率之間的平衡可靠性及安全性；

（3）滿足數(shù)據(jù)分析的績效要求；

（4）數(shù)據(jù)分析與以輸出為基礎的設備資產(chǎn)共存[2]。

基本的資產(chǎn)管理任務需要包括如網(wǎng)絡規(guī)劃或業(yè)務基礎定義在內(nèi)的一些技術問題，而這些問題將與設備資產(chǎn)的投資、預算規(guī)劃及戰(zhàn)略規(guī)劃緊密相關。倘若可以延遲資產(chǎn)退化固有時間、提升數(shù)據(jù)分析速度、快速計算資產(chǎn)投資與實際收益之間的關系，便可在不過度影響短期業(yè)績的基礎上有效減少資產(chǎn)投資。

因此，為使設備系統(tǒng)做出正確的決策，從而對資產(chǎn)數(shù)據(jù)進行開發(fā)分析維護以及更新操作，本文將引入一種針對設備資產(chǎn)的可視化分析技術。同時基于PDCA對資產(chǎn)模擬進行了解，進而對此技術在配電網(wǎng)中的應用進行分析評估，最后通過評估結(jié)果來驗證此技術可以改善資產(chǎn)系統(tǒng)的內(nèi)部性能問題，且可以對大量數(shù)據(jù)信息進行即時分析處理。

1 策略維護

策略維護可以通過不同的方法來保持設備資產(chǎn)的維護成本和可用性，目前最常見的一種方法是在考慮組件狀態(tài)及重要性的條件下對設備資產(chǎn)進行維護，而組件的狀態(tài)和重要性可以通過改變組件級別以及增加設備分析數(shù)據(jù)來體現(xiàn)。最簡單的維護策略其實就是停機維護，而事實上，目前的策略中組件需要一直運行，直到失效，然后才可以決定組件是否要進行修理或更換，這就明顯降低了服務供應的可靠性。但如果認為設備是不重要的，且組件失效對于資產(chǎn)數(shù)據(jù)測試結(jié)果得出的影響是不嚴重的，那這個方法也是合適的。例如在配電網(wǎng)中，這種方法就被廣泛應用于沒有預防性維護措施的低電壓電纜。

預防性維護是為了提前防止故障乃至設備損壞的發(fā)生，在此情況下，常用基于固態(tài)時間的維護來安排時間間隔，進而對設備資產(chǎn)進行故障預防。由于選擇的時間間隔總是安全的，因此在諸多的設備檢測過程中并沒有顯示出任何問題，也就是說這種方法通常適用于磨料、侵蝕或腐蝕磨損等材料狀態(tài)發(fā)生改變的情況。同時根據(jù)時間間隔的長度可知，這種方法具有可用性較強且維護成本較高的特點。

為了能夠確定設備狀況，需要對組件的當前狀況進行數(shù)據(jù)分析，這一現(xiàn)狀是在基于條件維護的情況下由某些指標進行描述的。當然，維護活動是由達到一定閾值的預測條件觸發(fā)的，因此可以通過一組定義良好的指標[2]進行計算和量化。例如，在超高壓電網(wǎng)中，評價的重點是系統(tǒng)的完整性、電站的調(diào)度以及輸電能力故障的預防。因此，以可靠性為中心的維護不僅考慮了系統(tǒng)組件的狀態(tài)，同時還考慮了系統(tǒng)性能所受的影響[2]?；赑DCA的方法適用于策略維護，其不僅是評估維護行為的優(yōu)先級[2]，還能在基于PDCA的條件下完成設備資產(chǎn)數(shù)據(jù)對于篩選系統(tǒng)所需信息及優(yōu)化策略維護的執(zhí)行需求。

2 組件狀態(tài)的確定

對于獲得組件狀態(tài)，目前已經(jīng)有數(shù)種可能性來輔助證明，但這些可能性與所傳遞的信息數(shù)量及類型有著很大的不同，即這些方法不能直接度量索引，而是直接對無效的剩余時間進行統(tǒng)計。因此，關于組件的推導性陳述不可避免地會受到近似和統(tǒng)計方面的影響，使得最終的組件狀態(tài)產(chǎn)生偏差。

獲得組件狀態(tài)最好的可能性方法是在線監(jiān)測組件的參數(shù)，如線圈溫度或變壓器油液質(zhì)量的參數(shù)。但執(zhí)行過程中需要較高的成本；另一種可能性是執(zhí)行脫機測量，從而提供與組件相關的描述。由于這兩種方法比較昂貴，因此只有在超高壓網(wǎng)絡中才可應用[2]。

在狀態(tài)評估過程中可以通過使用操作參數(shù)來減少工作量，例如電壓、電流和功率，因為這些值是可以在系統(tǒng)的組件上測量得到的。同時，為了將這些參數(shù)與維護的具體方案聯(lián)系起來，需要就操作參數(shù)和老化問題對物理模型所造成的影響進行分析。例如，變壓器的使用壽命可以用實際功率來建模，而對于斷路器來說，就需要以實際開關短路電流的和來進行測量分析。當然，這些派生的與維護相關的索引主要依賴于可用的物理模型，但目前這種物理模型通常是非常粗糙的，其在構建運行過程中需要依賴于各種類型設備的結(jié)構細節(jié)。

最后，統(tǒng)計方法也可以提供有關系統(tǒng)組件狀況的具體信息。此方法的基礎是對與組件狀態(tài)相關的任意數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)的收集，例如設備的維護或故障報告。而且如果信息被分類并分配給某些組件[3]，那么便可以就分類的詳細程度和組件類型的定義得出折中的結(jié)果，這個結(jié)果包括兩方面：一方面是結(jié)果的詳細程度；另一方面是數(shù)據(jù)的可用性和數(shù)據(jù)收集的工作量。但研究發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計方法在執(zhí)行過程中主要依賴于過去的維修實踐數(shù)據(jù)[4]，而且這些數(shù)據(jù)往往不夠詳細，也就是說無法分析設備故障的真正原因。這也是我們將在第3節(jié)中通過資產(chǎn)模擬來解決的問題之一。

3 資產(chǎn)系統(tǒng)模擬

基于以上各種情況的分析，本節(jié)將通過介紹資產(chǎn)系統(tǒng)模擬的基本理論、數(shù)據(jù)模型的運行特點及其敏感性分析來對之前數(shù)據(jù)處理分析過程中的相關問題進行改善，進而驗證基于PDCA的資產(chǎn)數(shù)據(jù)分析技術對于設備資產(chǎn)的大量數(shù)據(jù)即時分析是有利的。

資產(chǎn)系統(tǒng)模擬是電網(wǎng)維護和更新策略預測過程中一種常用的方法[5]，它可以通過參照系統(tǒng)動力學模型來快速完成建模[6]，進而很好地描述因果關系。換言之，資產(chǎn)模擬是一種建模方法，其能夠合理表示業(yè)務系統(tǒng)的動態(tài)行為。但由于系統(tǒng)動態(tài)行為是系統(tǒng)中不同元素之間隨意連接的直接結(jié)果，因此需要在建立假設和決策規(guī)則的基礎上進行資產(chǎn)模擬，然后用數(shù)學公式將其形式化。只是在此過程中需將各個組件的數(shù)據(jù)元素整合在一起，只有這樣才能通過分析來得到相對精準的設備資產(chǎn)預測值。而且與電子表格模型的線性流程不同，系統(tǒng)動力學關注的是相互關系而不是線性因果關系，其需要通過反饋循環(huán)來進行操作，繼而將結(jié)果反饋給系統(tǒng)，最終反映出策略與成本之間的相互聯(lián)系，這種相互聯(lián)系我們可以通過圖1來了解[6]。

圖1 策略與成本之間的聯(lián)系

資產(chǎn)模擬過程中所用的資產(chǎn)模型主要通過對老化資產(chǎn)進行數(shù)據(jù)可行性分析來防止其可靠性下降，在文獻[6]中可以找到關于確定性老化模型的深入討論。與確定性老化模型一樣，資產(chǎn)模型也描述了具有三個不同狀態(tài)的設備資產(chǎn)：可靠的、退化的和不可預測的。對于每種狀態(tài)的不同計算，通過研究后認為在有效使用周期中，設備會在每個狀態(tài)中花費一定的時間，進而快速分析無用數(shù)據(jù)，最后實現(xiàn)對系統(tǒng)中無效數(shù)據(jù)的維護或更換，我們將這種模型的處理方法稱為數(shù)據(jù)可視化。

設備系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的運行環(huán)境要求其必須在有限時間內(nèi)快速完成對大量數(shù)據(jù)的分析整合及維護更新，此時便需要考慮設備資產(chǎn)的敏感性分析，因為這將直接影響技術是否會被設備資產(chǎn)擁有者所接受。對于數(shù)據(jù)的分析和評估而言，對當前資產(chǎn)組合的敏感度分析是必要的。但除資產(chǎn)數(shù)據(jù)外，還必須提供有關支出、供應質(zhì)量及風險評估等相關信息。

綜上所述，資產(chǎn)模擬提供的資產(chǎn)模型可以進行無用數(shù)據(jù)的快速分析，而這將直接解決第2節(jié)所提的無法分析故障真正原因這一問題。最后的敏感度分析也表明基于PDCA的可視化分析技術可以為設備質(zhì)量和由此產(chǎn)生的成本提供一種透明和可重復的數(shù)據(jù)支撐。同時，此技術還具有識別、解決設備資產(chǎn)數(shù)據(jù)運用過程中因不同策略所形成風險的能力。

4 配電網(wǎng)中的資產(chǎn)管理

配電網(wǎng)中主要運用綜合性的故障損害分析，即通過使用故障損壞數(shù)據(jù)庫，結(jié)合PDCA、SCADA、ERP軟件和地理信息系統(tǒng)（GIS）來實現(xiàn)。在配電網(wǎng)的資產(chǎn)管理中，系統(tǒng)會主要考慮設備和系統(tǒng)的使用周期成本及系統(tǒng)所提供的供應質(zhì)量，因為成本和質(zhì)量之間的依賴關系是顯而易見的。而且在進行資產(chǎn)管理的過程中，系統(tǒng)會在基于SCADA和PDCA的方法下快速計算相關成本，從而為接下來的數(shù)據(jù)分解策略調(diào)查提供可靠性分析。

由圖2可了解分解策略調(diào)查的流程，但這一系列過程中所需確定的成本則由檢查、服務、再投資和故障排除而決定。當然，這些確定性成本不能準確預測，但與成本方面的隨機成本相比，不確定性要低得多。

圖2 分解策略調(diào)查流程

5 結(jié)語

本文提出了一種基于PDCA的設備資產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化分析技術，此技術可快速篩選資產(chǎn)管理系統(tǒng)所需的各類信息。同時我們通過介紹資產(chǎn)模擬的應用特點驗證了該技術可以對大量信息進行即時分析，且可以解決以往系統(tǒng)分析過程中所遇到的問題。最后簡要介紹了配電網(wǎng)中的資產(chǎn)管理，并由此證明了之前所得結(jié)論是正確的，即該項技術對于設備資產(chǎn)數(shù)據(jù)的快速分析傳輸是有利的。

[1]WENZLER I.Development of an asset management strategy for a network utility company:Lessons from a dynamic business simulation approach[J].Simulation&Gaming,2005,36(36):75-90.

[2]SCHNEIDER J,GAUL A J,NEUMANN C,et al.Asset management techniques[J].InternationalJournalof Electrical Power&Energy Systems,2006,28(9):643-654.

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[5]NILGES J,GAUL A J,SPITZER H.Strategische Investitionsplanung-Praxisnahe Wege fu¨r eine nachhaltige Bewirtschaftung der Assets [J].Et Energiewirtschaftliche Tagesfragen,2004,54(10):655-656.

[6]FORRESTER J W.Industrial Dynamics[M].Cambridge,MA:MIT Press,1961.