計及電網(wǎng)運行風險的設備狀態(tài)檢修理論研究.pdf

1、設備檢修決策是電網(wǎng)運行中最為關鍵的問題之一，適宜的檢修可為電網(wǎng)帶來極大的效益，提高設備運行的效能，反之就會帶來損失，影響電網(wǎng)運行的可靠性與經(jīng)濟性，一直以來該問題是學術界和工程界關注的焦點。
　　 隨著測量、通訊、計算機等技術的進步，以設備監(jiān)測為依據(jù)的狀態(tài)檢修逐步得到推廣和應用。在這一背景下，若從設備個體行為看，實時依據(jù)性能監(jiān)測的檢修決策變得容易，使檢修時機與設備性能實時關聯(lián)，利于提高設備個體效能;而從電網(wǎng)整體運行角度看，由于各設

2、備檢修時機實時關聯(lián)其性能而產(chǎn)生差異性，設備在實施狀態(tài)檢修時，不免會產(chǎn)生設備個體間、設備個體與電網(wǎng)整體運行間的矛盾和沖突，進而降低電網(wǎng)整體運行的效能。
　　 由此，為解決這一矛盾與沖突，必須對設備間檢修時機差異性、設備檢修與電網(wǎng)運行間的關系進行折中處理，以此為線索，本文對電網(wǎng)運行中設備的檢修理論進行了深入研究，主要工作和創(chuàng)新成果體現(xiàn)如下:
　　 (1)在對已有的設備故障率研究成果歸納總結的基礎上，利用全概率公式，給出計及設

3、備健康狀態(tài)、故障后維修及預防性檢修共同作用的設備故障率評價和預測模型。其焦點體現(xiàn)在:設備健康指數(shù)與其故障率之間的關系，故障后維修、預防性檢修與設備故障率之間的關系，設備檢修決策的不確定性分析，設備故障概率、故障率、設備狀態(tài)（可靠、不可靠）之間的關系。該研究實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測環(huán)境下，計及檢修的設備性能評價及發(fā)展趨勢預測，是電網(wǎng)設備檢修理論研究的基礎。
　　 (2)提出電網(wǎng)設備狀態(tài)檢修策略評價方法。從設備個體與電網(wǎng)整體運行的角度，定義了計

4、及檢修作用的電網(wǎng)運行風險指標，并給出了相應的求解流程。依據(jù)該風險指標，綜合考慮設備個體性能及其在電網(wǎng)中的作用，針對設備檢修，提出設備重要性概念，對相關指標進行量化，實現(xiàn)設備檢修策略在個體與電網(wǎng)運行間進行折中表達?；诖?，提出設備狀態(tài)檢修下的電網(wǎng)檢修方案評價方法。該研究從電網(wǎng)整體運行的角度，實現(xiàn)計及電網(wǎng)運行風險的設備檢修過程中設備個體重要性分析與電網(wǎng)檢修方案評價，為電網(wǎng)中設備狀態(tài)檢修決策提供重要的依據(jù)。
　　 (3)提出電網(wǎng)狀態(tài)檢

5、修的新概念，構建電網(wǎng)狀態(tài)檢修模型并給出相應的求解方法，使電網(wǎng)設備狀態(tài)檢修決策從設備個體層面提升到電網(wǎng)層面。為解決電網(wǎng)整體運行與設備個體間的矛盾和沖突，在分析設備檢修與電網(wǎng)運行間的辯證關系的基礎上，給出了電網(wǎng)狀態(tài)檢修的概念，從故障、檢修兩個角度分別定義故障風險、檢修風險，并以研究周期內(nèi)兩種風險之和最小為目標，構建電網(wǎng)狀態(tài)檢修決策模型，并給出相應的解決方法。該模型和方法將設備檢修、運行以及電網(wǎng)整體性能在概率的引導下相互牽制，算例分析表明了電

6、網(wǎng)狀態(tài)檢修概念、模型與求解方法的正確性和有效性。
　　 (4)在電網(wǎng)狀態(tài)檢修概念下，針對設備在拓撲上僅與變電站關聯(lián)的設備狀態(tài)檢修決策問題，建立變電站狀態(tài)檢修決策模型。對變電站實施狀態(tài)檢修決策必要性闡述的基礎上，提出在設備狀態(tài)監(jiān)測、預測基礎上的設備狀態(tài)轉(zhuǎn)移馬爾科夫過程，基于馬爾科夫過程方程實現(xiàn)研究周期內(nèi)設備多狀態(tài)概率的求解。繼而給出因檢修時機而變動的檢修風險與故障風險的表達，并以二者之和最小為目標構建變電站設備狀態(tài)檢修決策模型，利

7、用遺傳算法實現(xiàn)模型的求解，通過算例闡明本研究的必要性和有效性。該研究是電網(wǎng)狀態(tài)檢修理論的基礎，是實施復雜電網(wǎng)狀態(tài)檢修分解協(xié)調(diào)決策過程中的重要環(huán)節(jié)。
　　 (5)在設備檢修理論研究的基礎上，構建和開發(fā)設備狀態(tài)檢修決策的輔助支持系統(tǒng)。從電網(wǎng)整體運行層面對檢修策略進行定量的風險分析，具體包括電網(wǎng)運行風險評估、設備重要性評價及檢修方案評價等三項功能，提供友好的人機交互界面，同時與SQL數(shù)據(jù)庫存儲與處理技術結合，便于結果查看和分析。通過在