電網檢修計劃安全承載力分析系統的研究與應用

常永杰，李 霞

(國網河北省電力公司石家莊供電分公司，石家莊 050051)

電網檢修計劃安全承載力分析系統的研究與應用

常永杰，李 霞

(國網河北省電力公司石家莊供電分公司，石家莊 050051)

針對供電企業面臨的安全生產的挑戰，提出電網檢修計劃安全承載力分析系統的設計思路，介紹了系統的工作流程，檢修試驗定額標準庫管理、班組成員狀態管理、系統統計分析等功能，及系統的應用情況，認為該系統可保證檢修計劃安排在作業柔性管控能力和生產能力安全范圍之內，達到現場作業可控、能控、在控的目的

電網；檢修；承載力；柔性管控

如何有效管理和檢修規模日益增加的電網設備是供電企業在當前形勢下所面臨的新挑戰[1]。有效保障供電設備的檢修作業現場安全對于供電企業的安全運行至關重要。為了確保檢修作業現場的安全生產，理順工區生產任務與一線作業人員的配置關系，確保各項檢修生產計劃實施在可控范圍內，各供電公司越來越重視“以人定量”為核心的安全生產承載力分析。根據班組人員數量、技能水平、有效工作時間確定人員工作量的最大承載能力，從而最大限度地實現工區人員、器材、物資的合理配置，從源頭上提高安全生產管理水平。下面從設計思路、工作流程及系統功能實現等方面介紹了電網檢修計劃安全承載力分析系統的研發與應用。

1 系統設計思路

電網檢修計劃安全承載力分析系統通過建立設備檢修定額標準庫，量化檢修作業任務，合理制定各檢修作業項目所用工時與最佳用工人數，均衡作業技能、人員工時、工器具庫存及檢修作業現場環境，保證檢修計劃安排在作業柔性管控能力和生產能力安全范圍之內，達到生產作業可控、能控、在控的目的。系統主要設計思路如下。

a. 研究河北省電力公司變電站大型現場作業精益化檢修流程，基于CPM/PERT模型，優化規范檢修作業工序，建立檢修作業定額標準庫。作業定額標準庫以不同電壓等級為一級分類：如220 kV、110 kV等；以設備為二級分類，如變壓器、組合電器、斷路器等。通過量化檢修作業任務，合理制定各檢修作業項目所用工時與最佳用工人數，為承載力分析提供科學、準確的基礎數據。

b. 從工區一線作業員工技能水平、精神狀態、身體狀況、安全意識等方面進行科學評估，結合檢修作業定額標準庫，建立班組人員承載力分析基礎信息庫，作為作業項目和人員合理配置的重要決策依據。

c. 實現“以人定量”為核心的安全生產承載力分析。根據檢修計劃，基于能力需求模型對班組一線員工工作負荷、物力、材料及現場作業風險進行綜合評估，均衡作業人員工時、工器具庫存及檢修作業現場容量，量化檢修作業任務，合理制定各檢修作業項目所用工時與最佳用工人數，實現安全承載力的量化管控。

d. 實現電網檢修計劃安排與承載力分析優化功能，包括年、月、周、臨時停電檢修計劃管理，主要用于檢修計劃的編制、審核、平衡和發布[2]。流程包括計劃編制、審核、綜合平衡、優化、發布等環節。在計劃制定的各個環節，均實現承載力分析功能，為生產檢修作業計劃的各級制定者提供決策依據，保證檢修計劃安排在作業柔性管控能力和生產能力安全范圍之內，達到生產作業可控、能控、在控的目的。

2 系統工作流程

工器具管理系統、車輛管理系統、氣象服務平臺通過數據接口的方式，將工器具庫存數據、車輛信息、氣象信息接入系統。同時通過檢修作業定額標準庫、班組人員基礎信息庫及檢修作業現場容量，獲得工作現場所需的資源數據。獲得基礎數據后，系統對數據進行分析處理，對計劃的合理性進行評估，對超出安全承載力的計劃工作給出預警提示。各級檢修計劃管理人員可根據系統分析結果對工作計劃或工作資源進行調整優化，提高檢修計劃的科學性和可執行性[3]。系統工作流程如圖1所示。

圖1 系統工作流程

2.1 數據獲取

通過計劃管理模塊，在完成計劃編制流程后，將檢修工作計劃綜合分析，系統自動判斷電網安全措施相同的停電工作，采取“規模作業”的模式，給出合并現場工作的優化調整建議，計劃管理人員結合實際工作和現場情況，初步確定檢修工作計劃安排[4]。

2.2 人員承載力分析

系統根據初步確定的檢修工作計劃，依據各項工作的檢修工作類型，在檢修作業標準庫中提取該項工作的所有檢修作業工序，按照能力需求模型算法自動計算出此項工作作業工序所用工時、最佳用工人數等數據。結合班組人員狀態數據、工作量等評價每一位班組人員的安全風險，提出人員數量、工作量優化調整建議，使任務處于安全可控的狀態。

2.3 物資承載力分析

根據檢修工作計劃，確定所需工器具及車輛信息，通過工器具管理系統和車輛管理系統接口，查詢器具臺賬和可用車輛數據，檢查器具的庫存數量和車輛是否能夠滿足作業要求。

2.4 現場承載力分析

通過調用氣象服務平臺接口及現場信息庫數據，得到任務現場的距離、天氣、風速、溫度、同時進行的作業個數，判斷作業現場的安全風險，見表1。

表1 現場分析

現場距離/kM天氣風速/級溫度/℃同時進行的作業個數/個評定結果××變電站<10大雪<5<51預控××變電站10～100陰5～75～302預控××變電站10～100晴<55～301良好××變電站>100大雨>75～302不可控……××變電站10～50晴<5>301預控

2.5 檢修計劃優化

根據人員、物資、現場承載力分析結果，進行承載力綜合評定，評定結果為：良好、預控和不可控3種情況。對于綜合評定為良好的任務計劃建議納入正式檢修計劃；對綜合評定為預控狀態的任務計劃建議調整檢修計劃或優化相應資源配置；對于綜合評定為不可控的計劃，建議計劃管理人員取消該項工作。

3 系統功能實現

電網檢修計劃安全承載力分析系統包括個人工作平臺、檢修計劃管理、檢修試驗定額標準庫管理、班組成員狀態管理、系統統計分析、系統編碼管理等功能模塊。系統功能結構如圖2所示。

圖2 系統功能結構

3.1 個人工作平臺

實現對待辦工作、已辦工作、檢修計劃查詢的管理。系統自動列出登錄用戶的待辦工作、已辦工作，方便用戶直接進行業務操作，處理流程，并通過檢修計劃查詢功能，方面用戶對檢修計劃進行靈活查詢。

3.2 檢修計劃管理

通過年、月、周、臨時檢修計劃編制，相關人員全程審核，優化調整，平衡，發布等流程化管理功能，并結合承載力分析，為實現生產檢修作業計劃的安全制定與剛性執行提供了強力的支撐和保障。

功能模塊以年、月、周依次跟進的計劃編制方法，各項工作注重前期的策劃與風險辨識，在精益化管理理念指導下優化各審批環節，提升工作質量與效率。通過規范業務運作，實現公司資源的整合優化，提升公司生產管理的精益化水平。功能特點：檢修計劃上報時間節點控制；Excel批量導入、Excel自定義導出、自定義列表顯示、檢修計劃流程審批、檢修計劃自動分解、檢修計劃制定時承載力分析提醒等。

3.3 基于CPM/PERT模型的檢修試驗定額標準庫管理

CPM即關鍵路徑法(Critical Path Method)，又稱關鍵線路法，最早出現于20世紀50年代，是一種計劃管理方法，通過分析項目過程中哪個活動序列進度安排的總時差最少來預測項目工期的網絡分析。CPM用網絡圖表示各項工作之間的相互關系，找出控制工期的關鍵路線，在一定工期、成本、資源條件下獲得最佳的計劃安排，以達到縮短工期、提高工效、降低成本的目的。

PERT(Program/Project Evaluation and Review Technique)即計劃評審技術，是利用網絡分析制定計劃以及對計劃予以評價的技術。PERT能協調整個計劃的各道工序，合理安排人力、物力、時間、資金，加速計劃的完成。在現代計劃的編制和分析手段上，PERT被廣泛的使用，是現代項目管理的重要手段和方法[5]。

系統利用CPM/PERT模型，通過梳理作業標準工序，建立了檢修作業定額標準庫。包括檢修作業項目定額時間、定額人數及標準工器具的管理，見表2。

3.4 班組成員狀態管理

對班組人員的工作技能、成員狀態、年齡系統等進行科學評估。根據評估得到的人員狀態數據實現人員項目的分配，合理調配相應人員的工作量，使任務處于安全可控的狀態見表3。

表2 檢修作業定額標準

設備名稱作業項目工時/h人數/個500kV變壓器拆除引線34500kV變壓器檢查維護128500kV變壓器高壓試驗46500kV變壓器油化取樣、試驗3．52…………110kV避雷器高壓試驗14

表3 班組人員狀態統計

班組人員技能等級精神狀態年齡系數綜合狀態檢修1班單東A良好1良好檢修1班李四A良好1良好檢修1班王五A低迷0．9預控檢修1班張三B良好1良好………………班組n趙一A低迷0．9預控

3.5 系統統計分析

統計分析主要包括檢修工作完成情況統計、承載力分析，并且以報表、餅圖等多種監視圖表形式生動直觀的進行數據展現，為各級管理人員監控查詢和統計分析整體作業執行情況提供有效支撐平臺。

檢修工作完成情況統計：包括日工作統計、周工作統計、終結工作統計、車間到位統計、月計劃統計。實現對已完成、進行中、待執行的檢修工作以及車間領導到位情況進行統計。

承載力分析統計：包括班組工作負荷分析、工器具庫存分析、現場作業數量分析,見圖3。通過承載力分析，使管理人員可以直觀監控、查詢、分析作業承載力情況。從作業負荷能力的角度，為各級管理人員提供計劃管理網夏季負荷特性分的輔助決策，提高計劃制定的科學性、合理性。

圖3 班組工時分配柱狀圖

3.6 系統編碼管理

對變電站編碼、調度類別、上報時間節點設置等各類編碼進行管理。

上報時間設置：對周計劃進行上報時間限制。

工作內容維護：對于計劃詳細信息各個狀態都能進行維護修改。

日工作內容維護：對于日工作計劃詳細信息進行修改管理。

停電范圍標準管理：實現對作業檢修過程中設備實施工作，需要停電范圍進行標準維護管理。

4 系統涉及范圍及應用

電網檢修計劃安全承載力分析系統在石家莊供電公司投入試點應用以來，應用效果良好。現場標準化作業水平得到有效提升，為企業創造了良好的經濟效益和社會效益。

通過檢修作業的智能分析，輔助管理人員科學合理安排同一個區域監控小區的檢修工作，采取 “輪作式”作業方式，可有效避免作業人員連續疲勞作業；電網安全措施相同的停電工作盡量安排連續進行，可減少方式調整增加的倒閘操作，降低安全風險和操作人員勞動強度；采取“規模作業”的模式，可減少倒閘操作工作量、安全設施和接地線的數量，減少運行人員工作量，緩解工作壓力，降低安全風險；對檢修人員來說，由于現場帶電點少，工作區域明顯，安全措施簡單，作業安全也得到了有效保證。

通過建立檢修作業定額標準庫，持續優化、梳理檢修作業標準工序，建立了一套科學化、標準化的檢修作業工時管理方式。經測算，系統運行以來，變電站大型檢修現場作業總時間比原來縮短約3.5 h，提高了工作效率和管理效益。同時依據工時定額規范生產，作為合理利用人員、工藝改進的依據，形成了以定員、定額互補，標準化建設為支撐，人力資源優化配置為目標的標準化作業管理體系，從而保證了生產檢修的有序開展，降低了安全生產風險。

通過檢修作業承載力計算分析，將精益管理、以人為本的安全理念貫穿于檢修計劃制定過程，合理調控生產計劃，協調統一安排檢修作業，改變了以往檢修單位對自身檢修作業負荷能力分析不足而超負荷進行檢修作業的現狀。強化了檢修計劃的剛性執行，促進了檢修作業安全生產長效機制。

5 結束語

電網檢修計劃安全承載力分析系統的建立以精益化生產管理思想為主線，以檢修作業定額標準庫為基礎，以工作任務為驅動，以檢修作業流程優化為核心。通過優化檢修項目各項關鍵工序及承載力分析，縮短了檢修作業時間，提高了工作效率和安全性，提升了檢修作業管理水平，為電網的安全穩定運行提供可靠保證。

[1] 楊寶起，陳志英.電力系統設備檢修計劃的安排策略[J].電氣技術,2013，(5)：113-114，124.

[2] 鄧三山.基于工作流的電網檢修計劃管理系統研究[J].中國新技術新產品,2012，(21)：107.

[3] 林靈兵,劉憲林．供電設備檢修計劃優化模型和算法[J].電力自動化設備,2012，32(8)：91-94．

[4] 趙 普,龐鄭寧，章云雄．構建省地縣一體化電網設備檢修管理系統[J]．電力系統自動化,2009，33(21)：97-100．

[5] 許旭鋒,黃民翔，王婷婷，等.供電設備檢修優化算法及其在地區電網中的應用[J].電網技術,2009，33(14)：31-35.

本文責任編輯：丁 力

Research and Application of Safety Carrying Capability Analysis System for Power Grid Maintenance Scheduling

Aiming at the safe production of power supply company, this paper proposes the design ideas for safety carrying capability analysis system for the Power Grid Maintenance Scheduling, introduces thesystemwork process,introduces the functions from the aspects of maintenance test fix amount standard database management,class members state management,system statistic analysis,then also about the application, and considers that the system can make the maintenance scheduling is under the controlling of the flexible manufacturing and the safety management, and achieves the aim of improving the controlling capability of the work site.

power grid;maintenance;carrying capability;flexible management and control

2013-11-10

常永杰(1977-)，男，高級工程師，主要從事電力企業信息化管理工作。

TM727

B

1001-9898(2014)01-0007-03