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电网自身日趋庞大复杂,电网设备地域分布广、管理要素众多、信息量巨大的特点突出,电网的发展与电网的安全稳定之间的矛盾已经逐步显现。我们需要找到一种全新的电网设备运维服务模式,用以打破传统模式下的瓶颈格局,满足电网发展的需要,保障电网安全稳定。
纵观电网设备运维服务的特点和发展需要,可以发现,电网设备运维服务具有适应于网格化管理的一些基本特质:监管范围涉及的地域较广,传统的统一集中化管理模式很难面面俱到;监管信息量较大,需要高效、精细的信息技术给予支持;对异常情况的快速反应能力要求较高,而传统管理模式效率低下很难满足其快速响应的要求。
本文尝试运用网格化管理理论,建立能够主动发现问题,主动解决问题,敏捷高效的电网设备运维服务模式。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


电网规模日趋庞大复杂,电网设备地域分布广、管理要素众多、信息量巨大的特点突出,电网的发展与电网的安全稳定之间的矛盾已经逐步显现。我们需要找到一种全新的电网设备运维服务模式,用以打破传统模式下的瓶颈格局,满足电网发展的需要,保障电网安全稳定。
1.1研究背景及选题意义
随着现代工业的迅猛发展和城市化进程的逐步加快,电力消费需求正在不断增长。根据中国电力企业联合会(简称中电联)发布的全国电力工业统计年报显示,全国全社会用电量增长速度[1]-[4]分别为:20085.23%20096.44%201014.56%201111.97%2012年我国全社会用电量达到了49591亿千瓦时,同比增长5.5%。从1980年至2012年,我国全社会用电量增长16.8倍,年均增长9.2%[5]
从以上数据可以看出,全国电力消费需求的增长势头始终保持旺盛。电力需求的不断增长,带动了电力工业的飞速发展,基础设施建设的投入不断增加,新技术的逐步推广应用,以及电网规模的不断加大。从发变电、输配电、供电,到居民生活和工业生产的方方面面,电网像一张越来越密不透风、错综复杂的网一样将这一切交织在一起,深入到现代社会的每一个角落,逐步形成了以大型发电厂和中心城市为核心,以不同电压等级的输电线路为骨架的地区级、省级和市级的电网系统。全国电网的骨干网架由500千伏和330千伏组成,已经基本形成对全部城市和大部分农村覆盖的大型电网。三峡水电的建成投产开启了以三峡为中心的全国联网工程,个别大型城市开始接入1000千伏特高压电网,2013年年底“淮沪特高压”即将投产。我国电网向着远距离、超高压、跨大地区输电方向发展。
现代人对电能的依赖是巨大的,它充斥着生活的方方面面,是社会正常运转的能量来源,电网上任何电能质量的下降或者设备的损坏都像是一次蝴蝶翅膀的扇动,产生的不良效应会对人们的生活带来诸多的不便,甚至对经济生产造成难以估量的损失。这种依赖性对电网设备的安全稳定性提出了较高要求,表现在设备的运维服务上,一方面要注重安全隐患的排除,防患于未然;另一方面要对突发事件的有过硬应急处置能力。任何一个事件的发生、发展,以致产生不良影响都是有过程的,这个事件的性质如何,最终的结果如何,与发现事件并且采取积极行动干预事件的时间点有着紧密的关系。时间点出现地越早,积极干预越有效,越有可能将事件控制在单纯事件;时间点出现地越晚,积极干预的手段越有限,有效时间越短,效用也就越差,这个事件也越有可能发展成一个事故。由此可见,发现时间与干预时间是事件发展的关键因素,对电网的安全稳定而言,如何能对电网设备状态变化做出有效的敏捷反应,已经成为电网运维服务的关键问题。
一方面我们希望电网更加安全稳定,运维服务更加敏捷高效;另一方面电网自身正在向着日趋庞大复杂的方向发展,电网设备地域分布广、管理要素众多、信息量巨大的特点突出,电网的发展与电网的安全稳定之间的矛盾已经逐步显现。现有的运维服务模式已经无法适应电网的高速发展,传统的、被动式的信息获取途径,僵化的、按部就班式的资源请求与资源配给,带来的是效率低下的事件处置能力;各自为阵、界限分明的管理划分,分散复杂的组织架构,为信息的传输和资源的调配筑起层层壁垒。庞大的电网对这种传统的运维服务模式来说,无疑更是雪上加霜。我们需要找到一种全新的电网设备运维服务模式,用以打破传统模式下的瓶颈格局,既能满足电网发展的需要,又能保障电网安全稳定。
在此背景下,本文尝试运用网格化管理理论,通过信息化手段,用现代、主动、定量和系统的管理,代替过去传统、被动、定性和分散的管理,建立能够主动发现问题,主动解决问题,敏捷高效的电网设备运维服务模式。
1.2国内外现状研究
为了能系统性地了解国内外在电网设备运维服务管理模式方面的研究状况,以及网格化管理理论及其应用情况,本文以万方数据资源系统数据库和中国知网(www.cnki.net)作为数据来源,参考和借鉴了2000年至2012年的相关文献。经过分析筛选,提炼出与本文研究内容相关的学术文章或书籍,以此作为本文的文献参考对象。经过对上述相关文献的分析和总结,国内外电网设备运维服务管理模式方面的研究情况归纳如下。
1.2.1网格与网格化管理
通过对相关文献进行检索可知,近年来国内关于网格化管理方面的研究已经涉及到众多的领域,如城市公共管理[6]、环境监督[7]、科技研发体系设计[8]、银行业组织与管理模式设计等等[9]。复旦大学戴伟辉教授对各领域所涉及到的“网格”概念作了系统性归纳,将其划分为四种[6] [8]:(1)将物体按网状分割所形成的一个个小区域,如空间网格、地理网格;(2)业务流程彼此联结成网状结构,如流程网格;(3)把具有共同目标与类似机能的组织划分为规模与配置大致相当的小单元,以提高组织的整体效能与灵活性,如制造业中的网格制造单元、军队的网格作战单元等等,这样的组织形态也被称为“网格化”组织;(4)目前计算机领域所指的将分布于不同地点、不同系统的资源进行广泛连接而形成的一种“网”状结构,以实现资源的充分共享、协同分配与高效使用,如计算网格、存储网格。在后两种“网格”中,不仅实现了资源的共享,“网格”还具有内在的自治性、自协调和动态优化分配等机能,是一种先进的分布式协同、集权与分权动态结合的新型管理模式[8]
城市公共管理领域的“网格”概念一般指空间地理网格,建立在上述网格基础之上的管理模式一般具有如下共同的特征:监管范围涉及的地域较广,传统的统一集中化管理模式很难面面俱到;监管信息量较大,需要高效、精细的信息技术给予支持;对异常情况的快速反应能力要求较高,而传统管理模式效率低下很难满足其快速响应的要求。
相对于传统管理,网格化管理更能顺应这些领域的管理需要。将管理对象按照一定的标准划分成网格,利用现代信息技术在各个网格之间进行有效的信息交流、透明的资源共享,使得信息处理更为及时,资源配置更为合理,管理更为高效。
网格化管理在这些应用中主要表现出两大异于传统管理的功能。一是监管功能,用于正常情况下得常规模式;二是突发事件中的应急处置功能,用于发生异常情况下得紧急模式。近年来,国内研究人员逐渐开始重视网格化管理中对突发事件应急处置功能的研究,特别是针对突发事件应急管理[10]、优化资源配置及资源管理[11]等方面,网格化管理表现出其共享性、前瞻性、综合性、开放性等特点。
以上述文献分析为基础,观察本文的研究对象——电网设备的运维服务,虽然在大量的文献中还没有相关该领域的网格化管理模式研究,但考虑到研究对象本身是具有适应网格化管理的基本特质的,无论是在日常监管方面,还是在对突发事件的应急处置方面,网格化管理的优越性都能得到充分体现。
同时,电网设备的运维服务有其自身的特殊性,本文将在以下的章节中针对其特殊性展开分析。
1.2.2电网设备运维服务
电网设备的运维服务主要分为日常维护的状态检修、定时定量的计划性检修以及应急情况下得异常处理三种情况。设备出现的各种故障、异常等非正常状态统称为设备缺陷。电网设备的运维服务就以消除、克服各类缺陷对电网系统正常运营造成的各种影响而展开的。电网设备与普通生产型企业的生产设备不同,相对应的运维服务也有很大差别。
电网是24小时不间断运作的供配电系统,为广大用户提供安全、可靠、优质的供电是电网运维服务的基本要求。如何做到停电范围少,停电时间短,不必要时尽量不停电地完成运维检修任务,一直以来都是电网设备运维服务不断追求的目标和技术革新的动力。另一方面,现代电网结构复杂、设备多样,再加上新技术的投入不断增加,从事电网设备运维服务人员的专业要求也随之提高,维护工作再也不能适应传统模式下仅靠经验判断、人为决策来完成。当出现突发状况大量的事故报警信息、设备状态数据蜂拥而至时,如何准确、快速地做出判断,找到最优的检修决策,调配专业设备和技术人员,已经成为电网设备运维服务面临的新挑战。
从文献检索中得知,业内逐渐认识到传统的运维服务模式管理效率低下、信息处理不及时、资源配置不合理,已经越来越不能满足现代化发展的需要,并相继进行了一些信息化的尝试。有的从设备的状态监测入手,试图改变以巡检为主的传统检修模式,运用数字化状态信息采集及网络技术,建立电力设备虚拟医院[12]作为电力设备诊断技术综合信息中心;有的从检修计划的方案制订入手,利用计算机高效的综合处理能力,针对不同的设备对象分别设计各自的检修管理系统,有城市配电网检修综合管理系统[13]、电力生产企业检修生产综合管理系统[14]、变电检修管理系统[15]等等。
另一方面,人们越来越重视电力设备的应急处置管理。电力的生产与传输是关系到民生的大事,社会的快速发展要求与供电的稳定性、可靠性相匹配。2008年我国南方遭遇特大雪灾,发生了电网的大面积停电事故,全国有包括湖南、贵州、江西、广西等在内的13个省(区、市)电力系统运行受到影响,170个县(市)停电[16],灾区工业企业大面积停产,群众生活受到严重影响。这次雪灾为我国现有的电网运维服务管理模式敲响了警钟,尤其在应急处置管理方面,过去单纯地依靠应急预案等被动的、非实时性的管理方式已经无法有效应对。新问题引起新的思考,2008年以后关于电力设备应急处置管理的论文大量涌现,有关于大面积停电应急监控与启动机制设计的[17],主要侧重于风险的估计与预警分级后启动相应的预案;有关于电网应急平台体系建设的[18],建立集信息采集、应急值守、预测预警、协调指挥、辅助决策、预案管理、资源管理、模拟演练、信息发布于一体的应急管理数字平台。
这些尝试与实践为本文的理论基础、技术应用提供了参照与启示,为将信息化技术应用与电网运维服务系统管理提供了实践依据。同时,通过对相关文献的检索可以看到,网格化管理模式还没有在电网运维服务方面开展应用。将网格化管理模式与电网设备运维服务的实际情况相结合,充分利用网格化管理具有的高效性、共享性、前瞻性、综合性等特点,对于电网这样一个设备种类繁多、地域分布广、监测控制复杂的大型系统而言,在信息化的同时引入网格化管理的理念,能使电网设备的运维服务更为有效、有序地进行。
1.3 本文的研究内容
本文在充分分析电网设备传统运维服务管理中存在的种种问题的基础上,结合网格化管理的相关知识,将网格化管理运用到电网设备的运维服务中去,建立以问题为导向,以流程为基础的电网设备运维服务的网格化管理模式。
电网设备包括电力的生产、输配电、变电等几大主要部分,电网的电压等级按我国现有的等级分布可分为高压电网、中压电网和低压电网三个等级,加之电网结构以母线、闸刀开关等设备实现连接,并不严格按行政区域分布,而且同一地域存在若干等级电网并存的情况。电网设备运维服务网格的划分较之一般的公共事业服务更为复杂。本文在充分考虑其特有性的基础上,采用以地域为主,电网结构为辅的网格划分原则。并且创新性地引入动态网格概念,用于一些电网故障设计区域需要打破、拆分、重组既有网格的情况,使得抢修工作更有针对性、更加高效,资源调配更加及时。
设备状态信息的采集主要依靠地理信息系统GIS结合卫星定位系统GPS加以实现,并以此建立以网格为单位的连接电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户的运维服务综合管理信息平台。运用GPS卫星定位系统,可在电子地图上实时反映出抢修车辆、抢修人员以及抢修物资所在的具体位置,实现资源的最优配制、调度。
最后,本文根据电网设备运维服务的流程及管理要求,提出了电网设备运维服务网格化管理的运行机制及服务流程设计方案,并做出了系统性的研究与分析,提出了与电网设备运维服务相适应的解决方案。


 
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