基于狀態(tài)監(jiān)測(cè)與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(jí)資產(chǎn)管理對(duì)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(xiǎn)，為用戶提供經(jīng)濟(jì)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(duì)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(cè)量的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(cè)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(cè)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(xiǎn)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(cè)技術(shù)準(zhǔn)確掌握設(shè)備健康狀況的優(yōu)點(diǎn)，而且還能夠直接評(píng)估設(shè)備狀態(tài)變化對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響，使得可以實(shí)施從設(shè)備層到系統(tǒng)層的全面維修優(yōu)化決策。對(duì)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(jì)性分析、總體維修決策和電力市場(chǎng)機(jī)制下的維修策略。

3、研究對(duì)象包括發(fā)電、輸電、變電系統(tǒng)中的不同設(shè)備，針對(duì)這些設(shè)備在系統(tǒng)中的不同特點(diǎn)，提出了相應(yīng)的維修策略和計(jì)算方法。
　　對(duì)發(fā)電機(jī)的維修策略進(jìn)行了探討，研究了在電力市場(chǎng)環(huán)境下各發(fā)電廠商與ISO協(xié)調(diào)的機(jī)組維修日程規(guī)劃問(wèn)題，提出了基于競(jìng)價(jià)的發(fā)電機(jī)組多目標(biāo)優(yōu)化維修策略。針對(duì)現(xiàn)有機(jī)組維修時(shí)段競(jìng)價(jià)策略有可能導(dǎo)致發(fā)電廠商惡意競(jìng)價(jià)的問(wèn)題，提出了對(duì)維修時(shí)段競(jìng)價(jià)過(guò)程的約束機(jī)制，規(guī)范了發(fā)電廠商的競(jìng)價(jià)行為。利用NSGA-II算法直接求解發(fā)電機(jī)維修多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)

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(diǎn)，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(jī)組維修優(yōu)化過(guò)程保證了維修方案的經(jīng)濟(jì)性，系統(tǒng)的可靠性，和發(fā)電廠商之間競(jìng)爭(zhēng)的公平性。
　　對(duì)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(cè)的三參數(shù)指數(shù)故障率模型的評(píng)估方法，建立了線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)量與系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)之間的定量聯(lián)系。解決了定量評(píng)估架空線維修效果的問(wèn)題，提出了架空線維修的可靠性效益指標(biāo)和維修費(fèi)效用指標(biāo)，根據(jù)架空線的維修費(fèi)效用指標(biāo)對(duì)線路

5、進(jìn)行排序，使單位費(fèi)用提升可靠性高的線路優(yōu)先得到維修，單位費(fèi)用提升可靠性低的線路后維修，并在每一步維修決策過(guò)程中校核維修費(fèi)預(yù)算，以最經(jīng)濟(jì)最可靠的方式來(lái)安排架空線維修。
　　對(duì)變壓器老化更新問(wèn)題進(jìn)行了研究，利用變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)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(cè)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(cè)量直接定量評(píng)估變壓器老化對(duì)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的影響?；谟?jì)算變壓器老化失效引起的期望損失費(fèi)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(duì)系統(tǒng)造成的風(fēng)險(xiǎn)影響，避免在系統(tǒng)中重要位置的老化變壓器過(guò)晚退役對(duì)系統(tǒng)造成的風(fēng)險(xiǎn)和在系統(tǒng)中不重要位置的老化變壓器過(guò)早退役造成資產(chǎn)浪費(fèi)。
　　對(duì)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(píng)估方法，這種方法利用斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)二次側(cè)分合閘線圈中電流、電壓曲線以及輔助開(kāi)關(guān)的動(dòng)作時(shí)間來(lái)評(píng)估斷路器的狀態(tài)，并利用非參數(shù)核密度估計(jì)方法計(jì)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(shí)際狀態(tài)