基于狀態(tài)監(jiān)測與系統(tǒng)風(fēng)險評估的電力設(shè)備維修及更新策略研究.pdf

1、在電力系統(tǒng)深刻變革的背景下，傳統(tǒng)的只注重設(shè)備自身的維修模式已經(jīng)不能滿足智能電網(wǎng)高級資產(chǎn)管理對資產(chǎn)全面優(yōu)化的要求。電力設(shè)備維修的根本目的是降低系統(tǒng)風(fēng)險，為用戶提供經(jīng)濟可靠的電能供應(yīng)。因此維修決策不應(yīng)只決定于設(shè)備本身的狀態(tài)，還應(yīng)考慮設(shè)備失效對系統(tǒng)可靠性的影響。目前的現(xiàn)狀由于缺乏基于狀態(tài)監(jiān)測量的系統(tǒng)風(fēng)險評估模型，維修決策優(yōu)化只能在設(shè)備層和系統(tǒng)層分別進(jìn)行，未能建立統(tǒng)一的優(yōu)化模型，維修資源得不到合理分配。
　　本論文改進(jìn)了基于狀態(tài)監(jiān)測量的設(shè)

2、備可修復(fù)故障率模型并提出了基于狀態(tài)監(jiān)測量的設(shè)備老化不可用率模型，并在此基礎(chǔ)上，提出了將設(shè)備狀態(tài)和系統(tǒng)風(fēng)險相結(jié)合的統(tǒng)一維修決策思想。不但具備狀態(tài)維修方法利用狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)準(zhǔn)確掌握設(shè)備健康狀況的優(yōu)點，而且還能夠直接評估設(shè)備狀態(tài)變化對系統(tǒng)可靠性的影響，使得可以實施從設(shè)備層到系統(tǒng)層的全面維修優(yōu)化決策。對各種不同的維修主題進(jìn)行了研究探討，包括待修設(shè)備集選擇、維修日程規(guī)劃、設(shè)備老化更新策略、維修中的經(jīng)濟性分析、總體維修決策和電力市場機制下的維修策略。

3、研究對象包括發(fā)電、輸電、變電系統(tǒng)中的不同設(shè)備，針對這些設(shè)備在系統(tǒng)中的不同特點，提出了相應(yīng)的維修策略和計算方法。
　　對發(fā)電機的維修策略進(jìn)行了探討，研究了在電力市場環(huán)境下各發(fā)電廠商與ISO協(xié)調(diào)的機組維修日程規(guī)劃問題，提出了基于競價的發(fā)電機組多目標(biāo)優(yōu)化維修策略。針對現(xiàn)有機組維修時段競價策略有可能導(dǎo)致發(fā)電廠商惡意競價的問題，提出了對維修時段競價過程的約束機制，規(guī)范了發(fā)電廠商的競價行為。利用NSGA-II算法直接求解發(fā)電機維修多目標(biāo)優(yōu)化問

4、題，避免了將多目標(biāo)模型轉(zhuǎn)換為單目標(biāo)模型的缺點，并利用求解出的非劣解集建立了確定最終維修方案的投票策略。機組維修優(yōu)化過程保證了維修方案的經(jīng)濟性，系統(tǒng)的可靠性，和發(fā)電廠商之間競爭的公平性。
　　對架空線維修決策進(jìn)行了研究，改進(jìn)了基于狀態(tài)監(jiān)測的三參數(shù)指數(shù)故障率模型的評估方法，建立了線路狀態(tài)監(jiān)測量與系統(tǒng)風(fēng)險之間的定量聯(lián)系。解決了定量評估架空線維修效果的問題，提出了架空線維修的可靠性效益指標(biāo)和維修費效用指標(biāo)，根據(jù)架空線的維修費效用指標(biāo)對線路

5、進(jìn)行排序，使單位費用提升可靠性高的線路優(yōu)先得到維修，單位費用提升可靠性低的線路后維修，并在每一步維修決策過程中校核維修費預(yù)算，以最經(jīng)濟最可靠的方式來安排架空線維修。
　　對變壓器老化更新問題進(jìn)行了研究，利用變壓器狀態(tài)監(jiān)測量與變壓器的絕緣年齡之間的數(shù)學(xué)關(guān)系建立了基于狀態(tài)監(jiān)測量的變壓器老化失效不可用率模型，這樣就可以利用狀態(tài)監(jiān)測量直接定量評估變壓器老化對系統(tǒng)風(fēng)險的影響?；谟嬎阕儔浩骼匣б鸬钠谕麚p失費用和推遲變壓器更新獲得的收益

6、，確定最佳退役年齡。這種方法能夠控制變壓器由于老化對系統(tǒng)造成的風(fēng)險影響，避免在系統(tǒng)中重要位置的老化變壓器過晚退役對系統(tǒng)造成的風(fēng)險和在系統(tǒng)中不重要位置的老化變壓器過早退役造成資產(chǎn)浪費。
　　對斷路器的維修策略進(jìn)行了研究，提出了一種斷路器狀態(tài)評估方法，這種方法利用斷路器操動機構(gòu)二次側(cè)分合閘線圈中電流、電壓曲線以及輔助開關(guān)的動作時間來評估斷路器的狀態(tài)，并利用非參數(shù)核密度估計方法計算出斷路器狀態(tài)的概率分布，更加全面地反映了斷路器的實際狀態(tài)