（1.国网山西省电力公司计量中心 山西省太原市 030032；
2.国网山西省电力公司 山西省太原市 030000）
摘要：通过数据挖掘分析技术，对电力企业计量设备参数信息及运行信息进行集中分析，以计量设备历史全生命周期数据为分析基础，利用多元线性回归测算方法，对影响计量设备寿命的不同因素进行多元化分析和统计，建立设备寿命预测分析模型，并进而对设备状态进行等级评价划分，结合设备寿命风险预警机制，及时发现各计量设备问题倾向和隐患故障，为计量资产管理工作开展提供方向指导。应用成果预测分析，将大大提高电力运行网络的稳定性，为电力企业生产经营提供全面可靠的计量数据服务。
关键词：计量设备寿命；寿命预测；等级评价；风险预警
引言
电网系统经过不断的建设和优化，处在了比较完善的阶段中，数据挖掘以及数据分析应用是推动服务创新、管理创新的重要举措，计量设备技术参数数据和运行数据包含较大的信息量，如设备检定数据、从采购到报废流程数据、现场运行故障数据等，如何有效利用现有计量设备数据信息、充分挖掘其潜在价值、实现计量管理业务创新是电力企业关注的重点问题之一。电力计量资产包括电能表、互感器、终端（配变监测计量终端、负荷管理终端、厂站电能量采集终端、低压集抄终端等），设备类别、类型、型号、厂商等具有多样性，且使用范围广、数量大、档案数据复杂，靠人工统计分析及主观预测将耗费巨大人力、无力，工作效率低且有失客观性。
1计量设备技术在设备上的自动性、智能性、信息性的表现
电力企业在当前发展形式下，形成生产和服务为一体的经营内容新型模型，电力计量中会使用到更多的网络设备，这让计量设备更具智能性和自动性，拉近了电力企业同电力用户之间的距离。电力计量技术的各种设备像数字的监控系统，数字的生产管理系统，因为让电力计量技术管理更具自动性、智能性、信息性，才能提升电力系统安全和稳定，更加有效率地运行。
2计量设备健康等级评估
根据比对结果，评估计量设备的状态健康等级。以电能表为例，维护等级评价阈值，对设备寿命等级进行分级并集中展示，对寿命评价等级差的及时预警，提示相关人员对电能表检修处理或更替，保证电力运行网络的稳定。
（1）阈值设定
阈值名称 设备类型 阈值
Α 电能表 0.256
Β 电能表 1.232
（2）制定等级评价标准
比对结果值F越小，表示计量设备健康状况越好，根据实施经验，设定系数基准值α和β，并划分等级如下：
F≤0一级绿色
0＜F≤α二级蓝色
α＜F≤β三级黄色
F＞β四级红色
3计量设备寿命预测
计量设备寿命由计量设备的物理特质、技术指标、管理水平和环境因素等多项指标决定，根据主成分分析法，对各项指标进行主成分分析，消除各因素关联成分，进行线性回归模型分析，建立计量设备寿命预测指标体系。计量设备寿命为因变量，主要指标作为回归模型的自变量，对计量设备寿命进行预测，得到对应计量设备寿命在一定置信度下的寿命区间。
（1）以电能表为例，选取库龄指标、表龄指标和运行天数指标为分析对象（注：指标因子可根据需要添加维护），具体实现过程如下：
（2）根据待预测计量设备寿命区间，计算得出预测寿命中值E，将中值E与计量设备寿命标杆值进行比对，得出比对结果F，
比对公式：
比对结果值F=（A-E）/A，其中E=（a+b）/2
4计量设备寿命标杆值
引入计量设备寿命标杆值的概念，对计量设备历史使用数据进行汇总分析，计算得出各影响因素对计量设备寿命的影响程度和整体所占影响比重，即对计量设备寿命可能具有的折损影响系数。累加不同因素对计量设备的折损影响系数，通过计量设备寿命规范设计值计算得出计量设备寿命标杆值。
下面是针对某一类资产（电能表、互感器、终端）寿命标杆值的计算实现过程：
假如寿命标杆值用A表示，折算影响系数用Y表示，因某个因素导致的平均使用年限用B表示，因某个因素导致的资产退运比例用C表示：
公式1：A=A0-A0（Y1+Y2+Y3+......+Y）
公式2：Y=（A0-B）/A0）*C
其中：
A0是计量设备寿命规范设计值，用于计算计量设备使用年限的折损影响系数和计算寿命预测值。B是某一个因素导致退出运行的资产的平均使用年限，用于计算计量设备使用年限的折损影响系数。C是某一个因素导致退出运行的资产的比例，即某因素发生的概率，用于计算计量设备使用年限的折损影响系数。Y是某一个因素导致对计量设备使用年限的折损系数，用于计算计量设备标杆值。影响因素可根据需要添加，并维护相关参数，实现折损影响系数和标杆值的自动计算，下面是电能表在电压、雷击、环境温度三个影响因素下的相关数据：
5系统辅助功能设计
5.1计量设备状态分析
设备生命周期分为采购、到货验收、检定、装出运行、拆回、报废等几个关键阶段过程，通过对同一批次资产所属阶段状态的数据分析，可以分析提炼出影响设备寿命的主要因素及其影响程度。
5.2设备寿命预测评价
设备寿命预测评价主要是根据计量设备物理属性、技术指标、管理水平和环境因素等条件，建立计量设备寿命预测指标体系和模型，对计量设备寿命进行预测，预测结果作为计量设备寿命评价的基础，判断计量设备的健康状态，对资产寿命折损原因进行分类展示。
5.3计量设备隐患预警
计量设备数据分析应用主要是指根据计量设备不同评价等级，进行计量设备风险、隐患预警，进而采取不同的隐患管控措施进行处理。
（1）计量设备隐患预警。建立计量设备隐患预警等级标准，针对处于不同生命环节、不同等级状态的计量设备进行隐患等级预警。一级绿色；二级蓝色；三级黄色；四级红色。
（2）计量设备检定超期预警。隐患等级可分为：一级，低风险；二级，一般风险；三级，重大风险；四级，特大风险。
（3）预警管控处理。根据隐患预警等级进行管控处理，形成闭环管理。一级隐患，需加强注意；二级隐患，需高度警惕；三级隐患，需安排整改；四级隐患，需立即整改。
5.4其他统计查询
为计量设备管理提供辅助查询功能，计量设备精准管理、计量工作绩效考核等提供数据支撑。
1）批次资产多单位使用情况。同批次资产使用情况（输入批次号，查询该批次号的资产有哪些单位使用；展示一个批次多个单位使用的情况）。
2）运行故障统计排名。按照厂家、故障类型等维度，展示各类资产运行故障信息，并进行排名统计，显示前20名故障原因。
6技术架构
系统技术架构采用J2EE分层设计，系统整体架构份数据层、业务层、展现层，大大提升了系统的可维护性、灵活性；业务功能设计遵循面向对象的设计标准，功能扩充或升级更加灵活。
结语
目前，计量设备数据分析研究及应用系统已在广西电网电力设计院投入运行使用。通过该系统的使用，电网企业对计量设备的全局状态有了宏观的把握，对计量设备质量隐患有了智能化的预警支持，对于电网计量设备资产的采购、检定、轮换、产品质量评定、供应商评估的管理工作起到了重大的辅助支持作用。但因影响计量设备寿命的的因素众多，相关参数数值的获取没有完备的设备支持，本应用中考虑的多是常见的主要影响因素，故存在影响因素考虑不够全面的问题，且相关阈值的设定多是根据历史实施经验进行设定，主观性较强，系统架构和功能设计已做好相关功能和参数维护的预设，为后续更加准确、规范的预测计量设备寿命奠定了基础。
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论文作者:任峰1,曹媛媛2
论文发表刊物:《河南电力》2018年2期
论文发表时间:2018/6/13
标签：设备论文; 寿命论文; 隐患论文; 因素论文; 数据论文; 等级论文; 资产论文; 《河南电力》2018年2期论文;