基于可靠性成本-效益分析的電網(wǎng)計(jì)劃?rùn)z修優(yōu)化研究.pdf

1、發(fā)電機(jī)、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(duì)整個(gè)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。電力設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行中受機(jī)械磨損、自身老化和隱藏故障等因素的影響,故障風(fēng)險(xiǎn)隨著時(shí)間增長(zhǎng)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(xiǎn)的增加,需要對(duì)元件進(jìn)行檢修,計(jì)劃?rùn)z修是削弱元件故障率增長(zhǎng),提高發(fā)輸電組合系統(tǒng)可靠性最常采用和經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)手段。
　　電力設(shè)備檢修導(dǎo)則將計(jì)劃?rùn)z修劃分為A、B、C、D四個(gè)檢修等級(jí),其中A級(jí)檢修對(duì)

2、設(shè)備進(jìn)行全面解體檢查和修理;B級(jí)檢修針對(duì)設(shè)備存在的問(wèn)題,對(duì)其部分部件進(jìn)行解體檢查和修理。C級(jí)檢修根據(jù)設(shè)備的老化、磨損規(guī)律,有重點(diǎn)地對(duì)其進(jìn)行修理和少量零件的更換等;D級(jí)檢修是在設(shè)備總體運(yùn)行良好,對(duì)其附屬系統(tǒng)進(jìn)行消缺檢修。各級(jí)計(jì)劃?rùn)z修周期較為固定,如A級(jí)檢修周期一般為4-6年,B級(jí)檢修周期為2-3年,C級(jí)檢修周期為1年。論文針對(duì)現(xiàn)有電力設(shè)備計(jì)劃?rùn)z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(yùn)行條件和環(huán)境、設(shè)備在電網(wǎng)

3、拓?fù)渲形恢玫扔绊懸蛩氐那闆r,提出從系統(tǒng)層面,綜合考慮各類電力設(shè)備的主要停運(yùn)因素開(kāi)展設(shè)備的計(jì)劃?rùn)z修周期優(yōu)化研究,為大電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)行提供有益參考。
　　論文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　①電力設(shè)備在運(yùn)行中受自身老化、機(jī)械磨損和隱藏故障等因素影響,其故障率隨時(shí)間具有累積效應(yīng),論文在詳細(xì)分析發(fā)電機(jī)、變壓器和輸電線路的主要停運(yùn)因素的基礎(chǔ)上,建立了各類電力設(shè)備故障率增長(zhǎng)模型;針對(duì)發(fā)輸電系統(tǒng)年度性常規(guī)維修方式——C級(jí)計(jì)劃?rùn)z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(jì)及C級(jí)計(jì)劃?rùn)z修后的平均無(wú)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(jí)計(jì)劃?rùn)z修率的解析關(guān)系。
　　②推導(dǎo)了總成本相對(duì)于C級(jí)計(jì)劃?rùn)z修率的靈敏度,在此基礎(chǔ)上提出了基于靈敏度排序的計(jì)劃?rùn)z修周期優(yōu)化啟發(fā)式迭代算法;采用該算法對(duì)RBTS、IEEE-RTS79可靠性測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算,并與傳統(tǒng) C級(jí)檢修方式進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)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(jí)計(jì)劃?rùn)z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(gè)重要影響因子對(duì)電網(wǎng)C級(jí)計(jì)劃?rùn)z修優(yōu)化影響的異同。
　?、坩槍?duì)逐漸劣化的實(shí)際電力設(shè)備經(jīng) C級(jí)計(jì)劃?rùn)z修后的恢復(fù)效果往往不能達(dá)到“修復(fù)如新”的完美狀態(tài),論文進(jìn)一步基于有效役齡和故障率函數(shù),選取A、C兩個(gè)重要檢修等級(jí)建立了計(jì)及不完全計(jì)劃?rùn)z修的電力設(shè)備故障率模型,模型視 A級(jí)為完全檢修C級(jí)為不完全檢修模式;推導(dǎo)了計(jì)及A/C級(jí)檢修的平均無(wú)效度公式,并建

6、立了系統(tǒng)可靠性指標(biāo)、系統(tǒng) A/C級(jí)計(jì)劃?rùn)z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(jí)計(jì)劃?rùn)z修周期、A/C級(jí)檢修周期比率N之間解析表達(dá)式。
　　④針對(duì)以系統(tǒng)檢修成本與停電成本之和最小為多級(jí)檢修優(yōu)化目標(biāo)的大規(guī)?；旌险麛?shù)非線性規(guī)劃問(wèn)題,論文推導(dǎo)了總成本相對(duì)于 C級(jí)計(jì)劃?rùn)z修周期的靈敏度指標(biāo)、總成本相對(duì)于A/C級(jí)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(jí)檢修協(xié)調(diào)優(yōu)化啟發(fā)式迭代算法;采用該算法對(duì)RB