二次设备资产全生命周期管理关键技术与应用

2一、资产全生命周期管理基本理念资产全生命周期成本管理是从资产的长期经济效益出发，全面考虑资产的规划、设计、制造、购置、安装、运行、故障维修、改造、更新、直至报废的全过程，使全生命周期成本（LifeCycleCost，简称LCC）最优。资产形成期资产建设期资产使用期资产报废期资产规划可行性研究初步设计…资产建设招标采购安装建设…资产退役设备退运资产清理…资产运行修理维护消除缺陷…投入成本投入成本维护成本处置成本可研费初步设计费…购置费安装费公共费用分摊…大修费维护费…处置费残值回收…故障成本消缺成本故障损失费…运行成本能耗费巡检费…LCC最优二、开展资产全生命周期管理的必要性适应电网资产规模增加的需要延长设备使用寿命，提升企业价值创造能力的需要提高设备健康水平，确保电网安全可靠的需要深化设备精益化管理，实现“两个转变”的需要适应电力体制改革的需要准许成本+收益起源1999年6月瑞典Vattenfall公司1996年国际电工委员会（IEC）发布了国际标准（IEC300-3-3）1965年美国总统克林顿签署了政府命令，各州政府所需的装备及工程项目，要求必须有LCC报告，没有LCC估算、评价，一律不准签约国际大电网会议（CIGRE）在2004年7月提出要用全生命周期成本来进行设备管理，鼓励制造厂商提供产品的LCC报告。（IEC60300-3-3）2004年国际上各重要电力设备制造商，如ABB、Siemens等，正在开展其产品的LCC相关研究。国外电力公司也非常重视LCC管理，通过资产管理计划制定资产的全生命周期管理策略，如英国NG公司、加拿大HyDro电力公司等。美国国防部20世纪80年代三、国内外研究现状LCC的起源和发展国外：新加坡新能源公司英国国家电网公司国内：国网（上海电力等）南网（广州、深圳等）三、国内外研究现状目前国内外对于LCC的研究基本上集中在一次设备，对二次设备的资产全生命周期的管理缺乏系统性研究。借鉴国内外先进资产管理经验，充分考虑自身发展阶段和特点，建立以资产策略为引导，以资产绩效分析为手段，以技术标准为主线，以信息系统为支撑，覆盖规划设计、物资采购、工程建设、维护检修和退役报废五大环节的资产全生命周期管理体系，在确保安全的基础上，在保证安全的情况下，实现二次设备全生命周期内风险、效能和成本的综合最优，支撑电网安全、优质、经济、环保运行，支撑高效的电网运行管理，支撑公司的长远发展。四、二次设备资产全生命周期管理思路项目规划研发制造入网检测工程建设运行维护风险效能成本综合最优提高设备健康水平延长设备使用寿命降低系统运行风险近期目标远期目标综合评价退役报废效能五、二次设备资产全生命周期管理目标9CICOCM初始投资成本运行成本检修成本故障成本退役成本一、成本分解LCC易获取可直接归集分摊捆绑性强，科目打包归集难归集到设备类别及单体大部分定额未发布捆绑性较强难以归集到设备单体设备抢修成本容易获取非计划停电损失成本难于计算易获取可直接归集分摊CPCD二、规划与设计规划设计采购建设运维退役报废综合评价通过风险、效能、成本、寿命4个维度多项指标进行量化评分和优选排序。优选模型风险效能成本寿命评估设备风险Ⅰ~Ⅳ级分级正确动作率系统可用率故障切除率通道中断时间平均年投入成本报废资产净值率装置自然寿命装置技术寿命项目优选建立项目优选模型，确定准入条件，给出二次设备更新换代的量化判别依据。规划设计采购建设运维退役报废综合评价二、规划与设计G1层与计划发展部门衔接，使标准设计在规划阶段就能发挥作用（整体架构）G3层满足施工图深度，与物资部门、设备供应商接口，固化设备安装方式及接口形式，实现批量标准采购（接线标准）G4层与施工单位、制造厂商接口规范施工作业标准（施工工艺）G4对应精细化设计G3对应施工图设计G2对应初设G1对应可研标准设计方案编制30个标准设计方案物理空间越来越细设计深度越来越深标准设计整体框架G2层以G1层为基础，通过模块应用，在初步设计阶段，组合形成初步设计的文件，提出物资采购所需的清册，提高效率；（间隔层）标准化设计V1.0保护、测控装置、PMU装置、站控层设备标准化设计规范与其他标准设计V2.0形成一个完整的标准化设计体系标准化设计V2.0-保护标准化设计V2.0-自动化设计基础设计成果形成体系测控主机柜远动柜交换机二次安防UPS时钟同步PMUPT并列保护装置配置、技术要求及二次回路要求组屏（柜）方案、端子排及压板设计原则屏（柜）面布置示意图、压板示意图规划设计采购建设运维退役报废综合评价二、规划与设计二、规划与设计完善的品控体系：质优价宜,精细标准,全成本考虑;严把供应商准入，合理的评价管理;严格采购标准，技术条件精细化;严把综合最优，采用LCC采购模式;严格合同条款，完备的履约评价;供应商选择流程示意：规划设计采购建设运维退役报废综合评价产品研发硬件单元检测器件性能单板设计可制造性信号完整性集成检测内外接口内部通信基本功能基本性能EMC和环境检测软件单元检测编码规范性编码正确性模块功能正确性动模检测运行仿真暂态性能逻辑边界单板检测器件性能制造质量信号接口高温老化试验生产工艺器件性能整机检测设备功能设备性能内外接口生产工艺整屏检测图纸正确性组屏工艺屏柜回路功能性能FAT系统功能系统性能系统一致性巡视运行状况环境状况定检设备功能设备性能外回路产品制造物资采购工程建设退役报废静模检测设备功能设备性能接口测试逻辑边界抗干扰性能环境性能器件性能生产工艺监造入网检测送检抽样专项SAT系统功能系统性能设计图纸施工工艺系统一致性运行维护特维设备功能设备性能外回路报废检测设备功能设备性能技术约束使用年限硬件单板测试规范集成测试规范型式试验测试规范单板测试规范高温老化试验要求入网检测规范现场验收规范巡视规程特维规范报废规程规范定检规程规范厂内验收规范整屏调试规范整机测试规范动模测试规范静模测试规范软件测试规范系统测试三、采购与建设规划设计采购建设运维退役报废综合评价品控策略：开展自主监造和检测，把好设备入网关，并向产品制造延伸，提升设备质量。规划设计采购建设运维退役报废综合评价四、运维：状态评价GOOSE、SV的状态监测信息自身的监测信息（如自身芯片的异常信息等）光功率监视、光强越限、通信链路监视、对时状态过程层设备CPU、Flash等IC芯片、电源、A/D、开入、开出、通讯状态、时钟等GOOSE、SV状态信息网络设备的实时状态间隔层设备运行工况资源信息（CPU占有率、内存占用率、硬盘剩余空间、网络接口通断、关键进程运行状态）告警信息站控层设备状态监测检修决策信息采集状态评价二次设备状态信息监测对象信息类型信息重要度遥信量遥测量严重信息异常信息注意信息正常信息历史信息实时信息环境信息序号信息量信息类型重要度信息来源1新入网设备遥信量注意历史信息2背光时间统计遥测量注意历史信息3装置内部温度遥测量注意实时信息4设备参数错遥信量严重实时信息5ROM和校验错遥信量严重实时信息6时间跳变遥信量注意实时信息7光功率异常遥信量注意实时信息8装置*电压遥测量注意实时信息9温度遥测量—环境信息10湿度遥测量—环境信息11版本升级遥信量注意环境信息规划设计采购建设运维退役报废综合评价四、运维：状态评价状态监测检修决策信息采集状态评价规划设计采购建设运维退役报废综合评价四、运维：状态评价状态监测检修决策信息采集状态评价设备薄弱环节健康状态评估模块在线监测系统企业生产管理系统二次设备健康状态信息相对品质信息运行环境信息在线监测信息相对品质因子劣化趋势运行环境因子设备总得分及状态实时健康状态多维度分析整体评价劣化趋势分析状态信息数字量逻辑量注意信息告警严重信息告警异常信息告警注意阈值越限严重阈值越限异常阈值越限正常注意异常严重正常注意异常严重未告警未越限设备状态由级别高的状态决定数字量计算模型规划设计采购建设运维退役报废综合评价四、运维：状态检修状态监测检修决策信息采集状态评价风险评价体系厂家支持可能损失设备可能价值损失设备重要度实时状态自检信息环境因素历史状态投运前状态历史运行状态预测故障率设备价值影响负荷大小和等级设备电压等级主变数量安装位置负荷等级服务器等级影响电压等级对系统业务的影响基于服务特点的其他指标检修状态运行工况突发事件人为改动反馈信息基于服务特点的其他指标规划设计采购建设运维退役报废综合评价四、运维：状态检修状态监测检修决策信息采集状态评价规划设计采购建设运维退役报废综合评价五、退役报废退役报废策略：充分利用及时处置标准严格建立完备的退役报废评价导则，综合考虑设备状态、运行年限、更换成本等因素，并通过对设备进行准确客观的评估、再利用，可以有效降低报废净值率。建立规范的退役报废评价导则综合平衡可靠性及利用率最优、以高效资产运行满足供电服务水平要求保证电网、设备和人身安全并满足环保要求，视为公司战略对资产管理的首要要求成本风险效能综合平衡效能风险成本优化资产全寿命周期成本，提高企业资产经营效益效能规划设计采购建设运维退役报废综合评价六、风险效能成本综合评价规划设计采购建设运维退役报废综合评价六、风险效能成本综合评价二次设备紧急缺陷次数电网二次设备综合指标效能成本二次设备重大缺陷次数风险110kV及以上厂站自动化系统可用率二次设备退役资产平均寿命二次设备年均投入成本二次设备一般缺陷次数调度自动化系统平均失灵次数保护设备正确动作率安自装置正确动作率关键成功因素降低设备全生命周期成本成本提高设备资产的利用率故障快速切除率生产实时控制业务通信通道平均中断时间降低电网二次设备缺陷造成的风险提高通信业务可靠性提高保护业务的可靠性提高自动化业务的可靠性指标名称指标维度ijijijijRECALCCRE二次设备综合评价公式为ORECP1P3P4P2优先级：风险效能成本P1：风险效能成本均处于较优水平P2：二次设备的风险效能水平较高，经济性欠佳。P3：二次设备的风险不高但效能水平较低。P4：二次设备的风险较高，需要采取措施降低风险。24通过对变电站端监控系统、站控层、间隔层、过程层等系统及设备改造升级，实现变电站端二次设备（含时间同步系统）及网络的状态监测、可视化综合管理、智能化数据分析和诊断等高级应用功能，并将全站状态监测实时上送到各级主站。根据变电站实际情况的不同，对新建厂站和已投运厂站可采取不同的技术方案。一、厂站侧试点应用1、新建厂站：本地二次设备运行状态监视、分析、诊断功能集成到监控后台，上传功能集成到智能远动，上送规约IEC61850。（典型应用：广西220kV排岭站）一、厂站试点应用主要功能：实现了对站控层、间隔层、过程层设备的状态监视、状态评价，网络安全分析、时间同步管理、可视化综合管理、智能化数据分析和诊断等高级应用功能，并将全站状态监测实时上送到各级调度。一、厂站试点应用状态监测状态评价一、厂站试点应用数据不一致告警频繁告警时钟同步管理需端子实时状态可时化2、已投运厂站：增加监测子站，集成本地二次设备运行状态监视、分析、诊断功能以及监测信息上传功能，上送规约IEC61850。（典型应用：深圳110kV楼岗站）一、厂站试点应用主要功能：实现了对站控层、间隔层的状态监视、网络安全分析、网络拓扑自动成图、智能化数据分析和诊断等高级应用功能，并将全站状态监测实时上送到各级调度。一、厂站试点应用主要功能：实现了对站控层、间隔层的状态监视、网络安全分析、网络拓扑自动成图、智能化数据分析和诊断等高级应用功能，并将全站状态监测实时上送到各级调度。一、厂站试点应用主要功能：实现了对站控层、间隔层的状态监视、网络安全分析、网络拓扑自动成图、智能化数据分析和诊断等高级应用功能，并将全站状态监测实时上送到各级调度。一、厂站试点应用总体架构：系统将二次设备各类状态监测信息进行抽象化处理，建立面向准实时连续型数据的采集、转换、传输、存储和综合加工处理的统一技术架构。二、主站试点应用数据访问业务组件PI3000基