基于風險評估的配電網(wǎng)檢修決策優(yōu)化

劉 源 韓 琳

（東寧縣電業(yè)局，黑龍江 東寧 157200）

針對當今狀態(tài)檢修決策中存在的各種問題和電網(wǎng)運行不符情況，國內(nèi)電網(wǎng)公司和電力企業(yè)提出了一種設(shè)備故障風險、電網(wǎng)運行風險以及輸變電設(shè)備檢修決策優(yōu)化模型，是一個以綜合風險費用最小為目標，以狀態(tài)檢修、同時檢修、互斥檢修、資源檢修為依托的工作流程。這一工作的開展，是充分考慮設(shè)備狀態(tài)檢修前后狀況的風險評估，從而得到最佳、最省、最優(yōu)的檢修方案，對電網(wǎng)工作的安全、可靠提供了良好的指導依據(jù)。

1 我國配電網(wǎng)檢修決策現(xiàn)狀

狀態(tài)檢修作為當今電網(wǎng)企業(yè)最為常見的電力設(shè)備檢修策略，它是建設(shè)堅強、科學智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，在很大程度上克服了傳統(tǒng)的計劃檢修現(xiàn)象，并針對其中不足和檢修過剩的缺陷做了處理，取得了良好、客觀的社會經(jīng)濟效益。目前，國內(nèi)各大供電公司正在積極的推行狀態(tài)檢修示范工作，但是由于狀態(tài)檢修對技術(shù)、經(jīng)濟、管理要求非常嚴格，一旦出現(xiàn)這些環(huán)節(jié)不符的現(xiàn)象，必然導致狀態(tài)檢修工作發(fā)生誤差，給整個管理開展造成威脅。因此，在狀態(tài)檢修工作中必須要高度重視每一個工作環(huán)節(jié)，從根本上解決檢修工作中存在的難題和不佳的現(xiàn)象，確保管理工作的科學、及時開展。

目前，國內(nèi)外狀態(tài)檢修工作的開展主要集中在設(shè)備狀態(tài)評估和設(shè)備的檢修決策兩個方面，設(shè)備的狀態(tài)評估主要涉及到設(shè)備的狀態(tài)檢修、設(shè)備故障預測、狀態(tài)評價等方面，設(shè)備檢修決策工作的出發(fā)點主要包含了三個方面，首先是從設(shè)備自身的角度出發(fā)，這個方面主要是根據(jù)設(shè)備的運行特點、運行狀態(tài)來確定設(shè)備的檢修方式、檢修時機以及檢修內(nèi)容。其次，電網(wǎng)運行方面，確定電力設(shè)備的檢修安排，有目的、有針對的進行電網(wǎng)檢修，并對電網(wǎng)的檢修計劃、配電網(wǎng)計劃實施處理。近年來，隨著電力市場改革力度的不斷深入，分布式發(fā)電推廣與應用越來越普遍，輸變電和供配電網(wǎng)的檢修計劃也在不斷的發(fā)生著變化，到電力市場改革上已經(jīng)發(fā)生了顯著的變動。最后，也就是近年來我們研究的焦點，也就是綜合電網(wǎng)和設(shè)備為一體的檢查流程，是將二者通過一定的技術(shù)手段綜合整理成為一個整體，然后采用具體、有針對的方法進行維護和處理。

2 我國配電網(wǎng)檢修決策優(yōu)化策略

基于風險的檢修是目前常見的檢修策略之一，它是并列于設(shè)備全壽命周期管理和可靠性管理的另一種策略和方法，它在應用中能有效的評估出設(shè)備的運行情況和面臨風險，及時、科學的提出相應的預防和處理意見，以保證供電安全、可靠。在目前的配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)決策工作中，常見的檢修決策方法包含了以下幾個方面。

2.1 配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)的檢修

2.1.1 設(shè)備狀態(tài)表達

基于風險的狀態(tài)檢修是一個系統(tǒng)、復雜的工作內(nèi)容，它不僅要考慮到電網(wǎng)檢修、故障發(fā)生的原因，同時還要考慮故障發(fā)生的后果以及發(fā)生可能性，也就是對一切可能引發(fā)故障的問題及時、有效的進行處理和優(yōu)化。經(jīng)過多年的工作實踐分析，雖然設(shè)備故障的發(fā)生是一個隨機性、不定期的問題，但是其發(fā)生概率、發(fā)生惡劣程度和配電線路的健康狀態(tài)有著密切的關(guān)系。因此，在工作中，我們要采取合理、科學的故障概率來表示設(shè)備的運行健康狀態(tài)，并有針對的提出相應的處于和預防措施。

在過去已經(jīng)生成的研究成果中，一般都鑒定在檢修周期內(nèi)對所有設(shè)備的健康狀態(tài)進行了普查，這些健康狀態(tài)處于不斷變化過程之中，這種假定忽略了設(shè)備狀態(tài)的發(fā)展，使得對電網(wǎng)和設(shè)備的風險估計偏低，，因此合理地預測未來一個檢修周期內(nèi)設(shè)備健康狀態(tài)的變化是十分必要的，尤其是考慮到以下幾個方面。

首先，電力設(shè)備的狀態(tài)評估不是實時的，它有一定的評估周期，一般一年到幾年不等，電力設(shè)備的狀態(tài)評估是一項非常復雜的工作，需要獲得大量的設(shè)備外觀和內(nèi)部各個部件的監(jiān)測和實驗數(shù)據(jù)，需要一段時間的觀測積累。

其次，配電網(wǎng)的長期檢修計劃時間跨度較長，例如3年滾動計劃和年度檢修計劃，忽略較長檢修周期內(nèi)設(shè)備健康狀態(tài)的變化使得評估誤差較大電力設(shè)備的故障率變化一般為浴盆曲線，進入耗損期的設(shè)備其故障率在短時間內(nèi)迅速上升，一個檢修周期內(nèi)的變化已經(jīng)不能忽視。

再次，為了更為合理地安排配電網(wǎng)設(shè)備的檢修計劃需要在進行檢修決策時考慮設(shè)備的健康狀態(tài)及其發(fā)展趨勢，使得檢修具有超前性和針對性。由于本文考慮配電網(wǎng)中同時存在計劃檢修和狀態(tài)檢修，2 種檢修方式，因此要分別計算這2 種檢修方式下設(shè)備的故障率及其狀態(tài)變化。

為了更為合理地安排配電網(wǎng)設(shè)備的檢修計劃需要在進行檢修決策時考慮設(shè)備的健康狀態(tài)及其發(fā)展趨勢，使得檢修具有超前性和針對性。由于本文考慮配電網(wǎng)中同時存在計劃檢修和狀態(tài)檢修2 種檢修方式，因此要分別計算這2 種檢修方式下設(shè)備的故障率及其狀態(tài)變化。

2.1.2 配電網(wǎng)設(shè)備檢修模型

在檢修計劃制定前，首先要根據(jù)各設(shè)備狀態(tài)，服役時間和檢修決策規(guī)則等確定待修設(shè)備及相應的檢修等級，不同的檢修等級對設(shè)備健康狀態(tài)的改善是不同的，本文針對國家電網(wǎng)公司采用的，5 類檢修等級和2 種檢修方式分別進行建模，合理地反映檢修的作用。

對于采用計劃檢修方式的設(shè)備，進行不同的檢修之后，設(shè)備的健康狀態(tài)發(fā)生改善，表現(xiàn)在等效役齡變小，本文采用等效役齡和役齡回退因子，來表征檢修的效果。

2.2 配電網(wǎng)檢修決策優(yōu)化模型

關(guān)于電網(wǎng)狀態(tài)檢修的概念分析，但所包含的具體內(nèi)容略有不同，從檢修角度而言電網(wǎng)在運行時面臨的總風險稱為電網(wǎng)運行風險，主要包含電網(wǎng)檢修風險和電網(wǎng)故障風險2 個部分，這2 個部分是相互矛盾的，解決這一矛盾的方法就是協(xié)調(diào)二者的關(guān)系找到一個平衡點，使得檢修后電網(wǎng)的運行風險最小，這個時候的檢修方案就可以認為是最恰當?shù)?，既沒有因為檢修過度使得電網(wǎng)檢修風險太大，也沒有因為檢修不足使得電網(wǎng)故障風險過高。

3 結(jié)束語

配電網(wǎng)檢修決策是一個涉及到電網(wǎng)、設(shè)備多個方面的復雜優(yōu)化問題，這也說明了準確的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)評估以及故障預測等對于設(shè)備檢修決策具有極其重要的意義。

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