基于可靠性成本-效益分析的電網計劃檢修優(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)的關鍵組成元件,其可靠性對整個電網的安全可靠運行至關重要。電力設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,故障風險隨著時間增長具有累積效應,為了規(guī)避因元件失效概率的攀升導致系統(tǒng)停電風險的增加,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濟有效的技術手段。
　　電力設備檢修導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、設備進行全面解體檢查和修理;B級檢修針對設備存在的問題,對其部分部件進行解體檢查和修理。C級檢修根據設備的老化、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。論文針對現有電力設備計劃檢修的周期確定方式常以相關檢修導則為參照,而未考慮設備自身老化磨損規(guī)律、運行條件和環(huán)境、設備在電網

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備的主要停運因素開展設備的計劃檢修周期優(yōu)化研究,為大電網規(guī)劃運行提供有益參考。
　　論文的主要研究內容如下:
　?、匐娏υO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,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上,建立了各類電力設備故障率增長模型;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,在假設其能使設備“

4、修復如新”的條件下,推導了計及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系。
　?、谕茖Я丝偝杀鞠鄬τ贑級計劃檢修率的靈敏度,在此基礎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劣化的實際電力設備經 C級計劃檢修后的恢復效果往往不能達到“修復如新”的完美狀態(tài),論文進一步基于有效役齡和故障率函數,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、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。
　　④針對以系統(tǒng)檢修成本與停電成本之和最小為多級檢修優(yōu)化目標的大規(guī)?；旌险麛捣蔷€性規(guī)劃問題,論文推導了總成本相對于 C級計劃檢修周期的靈敏度指標、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多級檢修協調優(yōu)化啟發(fā)式迭代算法;采用該算法對RB