計(jì)及電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備狀態(tài)檢修理論研究.pdf

1、設(shè)備檢修決策是電網(wǎng)運(yùn)行中最為關(guān)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(shè)備運(yùn)行的效能，反之就會帶來損失，影響電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性，一直以來該問題是學(xué)術(shù)界和工程界關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　 隨著測量、通訊、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的進(jìn)步，以設(shè)備監(jiān)測為依據(jù)的狀態(tài)檢修逐步得到推廣和應(yīng)用。在這一背景下，若從設(shè)備個(gè)體行為看，實(shí)時(shí)依據(jù)性能監(jiān)測的檢修決策變得容易，使檢修時(shí)機(jī)與設(shè)備性能實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，利于提高設(shè)備個(gè)體效能;而從電網(wǎng)整體運(yùn)行角度看，由于各設(shè)

2、備檢修時(shí)機(jī)實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)其性能而產(chǎn)生差異性，設(shè)備在實(shí)施狀態(tài)檢修時(shí)，不免會產(chǎn)生設(shè)備個(gè)體間、設(shè)備個(gè)體與電網(wǎng)整體運(yùn)行間的矛盾和沖突，進(jìn)而降低電網(wǎng)整體運(yùn)行的效能。
　　 由此，為解決這一矛盾與沖突，必須對設(shè)備間檢修時(shí)機(jī)差異性、設(shè)備檢修與電網(wǎng)運(yùn)行間的關(guān)系進(jìn)行折中處理，以此為線索，本文對電網(wǎng)運(yùn)行中設(shè)備的檢修理論進(jìn)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(shè)備故障率研究成果歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上，利用全概率公式，給出計(jì)及設(shè)

3、備健康狀態(tài)、故障后維修及預(yù)防性檢修共同作用的設(shè)備故障率評價(jià)和預(yù)測模型。其焦點(diǎn)體現(xiàn)在:設(shè)備健康指數(shù)與其故障率之間的關(guān)系，故障后維修、預(yù)防性檢修與設(shè)備故障率之間的關(guān)系，設(shè)備檢修決策的不確定性分析，設(shè)備故障概率、故障率、設(shè)備狀態(tài)（可靠、不可靠）之間的關(guān)系。該研究實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測環(huán)境下，計(jì)及檢修的設(shè)備性能評價(jià)及發(fā)展趨勢預(yù)測，是電網(wǎng)設(shè)備檢修理論研究的基礎(chǔ)。
　　 (2)提出電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修策略評價(jià)方法。從設(shè)備個(gè)體與電網(wǎng)整體運(yùn)行的角度，定義了計(jì)

4、及檢修作用的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，并給出了相應(yīng)的求解流程。依據(jù)該風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，綜合考慮設(shè)備個(gè)體性能及其在電網(wǎng)中的作用，針對設(shè)備檢修，提出設(shè)備重要性概念，對相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行量化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備檢修策略在個(gè)體與電網(wǎng)運(yùn)行間進(jìn)行折中表達(dá)?；诖耍岢鲈O(shè)備狀態(tài)檢修下的電網(wǎng)檢修方案評價(jià)方法。該研究從電網(wǎng)整體運(yùn)行的角度，實(shí)現(xiàn)計(jì)及電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的設(shè)備檢修過程中設(shè)備個(gè)體重要性分析與電網(wǎng)檢修方案評價(jià)，為電網(wǎng)中設(shè)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(gòu)建電網(wǎng)狀態(tài)檢修模型并給出相應(yīng)的求解方法，使電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修決策從設(shè)備個(gè)體層面提升到電網(wǎng)層面。為解決電網(wǎng)整體運(yùn)行與設(shè)備個(gè)體間的矛盾和沖突，在分析設(shè)備檢修與電網(wǎng)運(yùn)行間的辯證關(guān)系的基礎(chǔ)上，給出了電網(wǎng)狀態(tài)檢修的概念，從故障、檢修兩個(gè)角度分別定義故障風(fēng)險(xiǎn)、檢修風(fēng)險(xiǎn)，并以研究周期內(nèi)兩種風(fēng)險(xiǎn)之和最小為目標(biāo)，構(gòu)建電網(wǎng)狀態(tài)檢修決策模型，并給出相應(yīng)的解決方法。該模型和方法將設(shè)備檢修、運(yùn)行以及電網(wǎng)整體性能在概率的引導(dǎo)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(shè)備在拓?fù)渖蟽H與變電站關(guān)聯(lián)的設(shè)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(shí)施狀態(tài)檢修決策必要性闡述的基礎(chǔ)上，提出在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、預(yù)測基礎(chǔ)上的設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)移馬爾科夫過程，基于馬爾科夫過程方程實(shí)現(xiàn)研究周期內(nèi)設(shè)備多狀態(tài)概率的求解。繼而給出因檢修時(shí)機(jī)而變動的檢修風(fēng)險(xiǎn)與故障風(fēng)險(xiǎn)的表達(dá)，并以二者之和最小為目標(biāo)構(gòu)建變電站設(shè)備狀態(tài)檢修決策模型，利

7、用遺傳算法實(shí)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(chǔ)，是實(shí)施復(fù)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(shè)備檢修理論研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建和開發(fā)設(shè)備狀態(tài)檢修決策的輔助支持系統(tǒng)。從電網(wǎng)整體運(yùn)行層面對檢修策略進(jìn)行定量的風(fēng)險(xiǎn)分析，具體包括電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評估、設(shè)備重要性評價(jià)及檢修方案評價(jià)等三項(xiàng)功能，提供友好的人機(jī)交互界面，同時(shí)與SQL數(shù)據(jù)庫存儲與處理技術(shù)結(jié)合，便于結(jié)果查看和分析。通過在