基于可靠性成本-效益分析的電網(wǎng)計劃檢修優(yōu)化研究.pdf

1、發(fā)電機、變壓器、輸電線路作為發(fā)輸電組合系統(tǒng)的關(guān)鍵組成元件,其可靠性對整個電網(wǎng)的安全可靠運行至關(guān)重要。電力設(shè)備在長期運行中受機械磨損、自身老化和隱藏故障等因素的影響,故障風(fēng)險隨著時間增長具有累積效應(yīng),為了規(guī)避因元件失效概率的攀升導(dǎo)致系統(tǒng)停電風(fēng)險的增加,需要對元件進行檢修,計劃檢修是削弱元件故障率增長,提高發(fā)輸電組合系統(tǒng)可靠性最常采用和經(jīng)濟有效的技術(shù)手段。
　　電力設(shè)備檢修導(dǎo)則將計劃檢修劃分為A、B、C、D四個檢修等級,其中A級檢修對

2、設(shè)備進行全面解體檢查和修理;B級檢修針對設(shè)備存在的問題,對其部分部件進行解體檢查和修理。C級檢修根據(jù)設(shè)備的老化、磨損規(guī)律,有重點地對其進行修理和少量零件的更換等;D級檢修是在設(shè)備總體運行良好,對其附屬系統(tǒng)進行消缺檢修。各級計劃檢修周期較為固定,如A級檢修周期一般為4-6年,B級檢修周期為2-3年,C級檢修周期為1年。論文針對現(xiàn)有電力設(shè)備計劃檢修的周期確定方式常以相關(guān)檢修導(dǎo)則為參照,而未考慮設(shè)備自身老化磨損規(guī)律、運行條件和環(huán)境、設(shè)備在電網(wǎng)

3、拓撲中位置等影響因素的情況,提出從系統(tǒng)層面,綜合考慮各類電力設(shè)備的主要停運因素開展設(shè)備的計劃檢修周期優(yōu)化研究,為大電網(wǎng)規(guī)劃運行提供有益參考。
　　論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　①電力設(shè)備在運行中受自身老化、機械磨損和隱藏故障等因素影響,其故障率隨時間具有累積效應(yīng),論文在詳細分析發(fā)電機、變壓器和輸電線路的主要停運因素的基礎(chǔ)上,建立了各類電力設(shè)備故障率增長模型;針對發(fā)輸電系統(tǒng)年度性常規(guī)維修方式——C級計劃檢修,在假設(shè)其能使設(shè)備“

4、修復(fù)如新”的條件下,推導(dǎo)了計及C級計劃檢修后的平均無效度公式,建立了系統(tǒng)可靠性指標(biāo)LOLP、EENS和系統(tǒng)檢修成本、停電成本及總成本與C級計劃檢修率的解析關(guān)系。
　?、谕茖?dǎo)了總成本相對于C級計劃檢修率的靈敏度,在此基礎(chǔ)上提出了基于靈敏度排序的計劃檢修周期優(yōu)化啟發(fā)式迭代算法;采用該算法對RBTS、IEEE-RTS79可靠性測試系統(tǒng)進行了優(yōu)化計算,并與傳統(tǒng) C級檢修方式進行對比分析,驗證了該算法的有效性;此外,研究了不同容量、類型、可

5、靠性及位置的元件,其最優(yōu)C級計劃檢修周期之間的差異性,并探討了元件老化因子和單位停電成本這兩個重要影響因子對電網(wǎng)C級計劃檢修優(yōu)化影響的異同。
　?、坩槍χ饾u劣化的實際電力設(shè)備經(jīng) C級計劃檢修后的恢復(fù)效果往往不能達到“修復(fù)如新”的完美狀態(tài),論文進一步基于有效役齡和故障率函數(shù),選取A、C兩個重要檢修等級建立了計及不完全計劃檢修的電力設(shè)備故障率模型,模型視 A級為完全檢修C級為不完全檢修模式;推導(dǎo)了計及A/C級檢修的平均無效度公式,并建

6、立了系統(tǒng)可靠性指標(biāo)、系統(tǒng) A/C級計劃檢修成本、系統(tǒng)事后檢修成本、系統(tǒng)停電成本及系統(tǒng)總成本與C級計劃檢修周期、A/C級檢修周期比率N之間解析表達式。
　?、茚槍σ韵到y(tǒng)檢修成本與停電成本之和最小為多級檢修優(yōu)化目標(biāo)的大規(guī)模混合整數(shù)非線性規(guī)劃問題,論文推導(dǎo)了總成本相對于 C級計劃檢修周期的靈敏度指標(biāo)、總成本相對于A/C級檢修周期比率N的前向/后向差分公式,提出融合靈敏度分析和差分思想的電網(wǎng)多級檢修協(xié)調(diào)優(yōu)化啟發(fā)式迭代算法;采用該算法對RB