輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)及可靠性分析

【摘要】本文結(jié)合當(dāng)前輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)和可靠性分析的實(shí)際情況，對(duì)電力系統(tǒng)輸變電設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)和可靠性分析的基本內(nèi)涵、基本方法和模型以及評(píng)價(jià)和分析要點(diǎn)進(jìn)行了研究。

【關(guān)鍵詞】輸變電設(shè)備；基本內(nèi)涵；基本方法和模型；評(píng)價(jià)和分析要點(diǎn)

1、前言

輸變電設(shè)備的可靠、安全、高效運(yùn)行對(duì)于提升現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量具有重要意義。隨著電力行業(yè)和科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，各種先進(jìn)的輸變電技術(shù)和設(shè)備被應(yīng)用到實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行中來(lái)，顯著的提升了電力系統(tǒng)功能和管理的水平，同時(shí)也增加了系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜性及設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)、可靠性分析的難度。這就要求現(xiàn)代電力企業(yè)重視基于各種設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)和可靠性分析系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作，提升電網(wǎng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行的能力。

2、輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)分析

2.1 輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的基本內(nèi)涵。隨著我國(guó)電力行業(yè)的日益發(fā)展，現(xiàn)代輸變電設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)不再采用過(guò)去的、狀態(tài)監(jiān)測(cè)參數(shù)較少的、評(píng)價(jià)過(guò)程及結(jié)果簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)模式，而多信息狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)方法憑借其應(yīng)對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)狀態(tài)的能力逐步得到應(yīng)用。該模式通過(guò)一般的狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及試驗(yàn)等方式得到輸變電設(shè)備的狀態(tài)特性指標(biāo)參數(shù)，借助相應(yīng)的量化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，最后以定性或者定量的方式對(duì)輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行區(qū)別性的表征。輸變電設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)，通常涉及設(shè)備設(shè)計(jì)、選型、安裝、運(yùn)行和維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，根據(jù)設(shè)備投運(yùn)時(shí)間不同，可以分為投運(yùn)前評(píng)價(jià)、運(yùn)行中評(píng)價(jià)和后期評(píng)價(jià)。實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備狀態(tài)的準(zhǔn)確掌握，對(duì)于提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的效率至關(guān)重要[1]。

2.2 狀態(tài)評(píng)價(jià)方法和模型分析。隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，狀態(tài)評(píng)價(jià)方法也日益進(jìn)步。一般的輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)方法涉及概率統(tǒng)計(jì)、專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及模糊評(píng)價(jià)等方面。上述方法憑借各自的特點(diǎn)，在不同的場(chǎng)合發(fā)揮著重要作用。在現(xiàn)代輸變電設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)中，權(quán)重是一個(gè)反映不同指標(biāo)屬性的重要參數(shù)，對(duì)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)評(píng)價(jià)的差異性具有重要作用。實(shí)際中，按照評(píng)價(jià)信息以及各指標(biāo)權(quán)重的不同處理方法，輸變電設(shè)備的狀態(tài)評(píng)價(jià)模型通常包括常權(quán)評(píng)價(jià)、變權(quán)評(píng)價(jià)、模糊綜合評(píng)價(jià)、變權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)以及考慮信息融合的評(píng)價(jià)等眾多模型。各種輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)模型的特點(diǎn)如表1所示。

表1 各種輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)模型的特點(diǎn)

名稱主要特點(diǎn)

輸變電設(shè)備的常權(quán)評(píng)價(jià)模型1）模型涉及的各參數(shù)權(quán)重指標(biāo)不隨樣本參數(shù)以及動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)時(shí)間的變動(dòng)而出現(xiàn)差異；2）對(duì)于某重要狀態(tài)參數(shù)出現(xiàn)嚴(yán)重偏離正常范圍、某些重要部件出現(xiàn)明顯故障的情況，該模型不能得到合理的評(píng)價(jià)結(jié)果。

輸變電設(shè)備的變權(quán)評(píng)價(jià)模型1）該模型充分考慮了不同評(píng)價(jià)因素的均衡性問(wèn)題；2）該模型結(jié)果不能實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的直觀反映。

輸變電設(shè)備的模糊綜合評(píng)價(jià)1）通過(guò)該模型能夠獲得輸變電設(shè)備狀態(tài)的直觀反映結(jié)果；

輸變電設(shè)備的變權(quán)模糊綜合評(píng)價(jià)1）同時(shí)具備變權(quán)評(píng)價(jià)模型和模糊評(píng)價(jià)模型的特點(diǎn)；

考慮信息融合的評(píng)價(jià)模型1）該模型能夠有效應(yīng)對(duì)隨機(jī)性、模糊性引發(fā)的不確定性；

2.3 輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)要點(diǎn)。在實(shí)際的輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)過(guò)程中，應(yīng)該把握以下要點(diǎn)：1）突出評(píng)價(jià)工作重點(diǎn)。根據(jù)相關(guān)輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)要求，對(duì)于新投運(yùn)的設(shè)備，應(yīng)當(dāng)預(yù)先進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理安全隱患，在此過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)考慮實(shí)際的設(shè)備運(yùn)行需求、有針對(duì)性對(duì)評(píng)價(jià)方法和對(duì)象進(jìn)行選擇；2）將信息化手段運(yùn)入狀態(tài)評(píng)價(jià)過(guò)程。信息化技術(shù)對(duì)于現(xiàn)代輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)具有重要作用，除了能夠利于管理人員提升工作效率，還利于設(shè)備維護(hù)人員對(duì)輸變電設(shè)備現(xiàn)狀的及時(shí)掌握；3）強(qiáng)化輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)和人員管理。這就要求在實(shí)際的狀態(tài)評(píng)價(jià)過(guò)程中，高度重視相關(guān)資料的搜集和積累工作，為后期的狀態(tài)評(píng)價(jià)提供參考和依據(jù)。另外，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)人員專業(yè)技能的考核和培訓(xùn)工作，確保狀態(tài)評(píng)價(jià)工作的有效落實(shí)，提升評(píng)價(jià)工作的水平[2]。

3、輸變電設(shè)備的可靠性分析

3.1 輸變電設(shè)備可靠性分析的基本內(nèi)涵。通過(guò)對(duì)輸變電設(shè)備可靠性的準(zhǔn)確、全面分析，能夠幫助設(shè)備管理人員發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障以及生產(chǎn)過(guò)程中的問(wèn)題，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的變化趨勢(shì)進(jìn)行掌握，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備管理過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)。現(xiàn)代輸變電設(shè)備的可靠性分析充分結(jié)合電力生產(chǎn)實(shí)際，一定程度上代表了電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、電力設(shè)備等的管理水平，是體現(xiàn)輸變電設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的重要量化指標(biāo)[3]。

3.2 輸變電設(shè)備可靠性分析的方法分析。鑒于不同系統(tǒng)和設(shè)備間的差異，輸變電設(shè)備可靠性分析的方法種類繁多。常見(jiàn)的輸變電設(shè)備可靠性分析方法涉及解析分析法、模擬分析法和混合分析法。其中：1）解析法包括網(wǎng)絡(luò)法、故障樹法以及狀態(tài)空間法。以網(wǎng)絡(luò)解析法為例，該分析方法以實(shí)際的復(fù)雜輸變電設(shè)備的邏輯框圖為基礎(chǔ)，具有分析過(guò)程簡(jiǎn)單便捷、物理概念清晰明確等特點(diǎn)；2）模擬法包含蒙特卡羅模擬以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法為例，該方法旨在提高解析法的運(yùn)算速度，為此，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)算法對(duì)故障篩選過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)而實(shí)現(xiàn)，然而，雖然該方法能夠獲得較高的計(jì)算精度，但其計(jì)算的規(guī)模有一定的限制；3）混合分析方法?；旌戏ńY(jié)合了上述兩種分析方法的優(yōu)勢(shì)，為此，對(duì)于適宜采用解析法的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮解析法模型、概念明確的優(yōu)勢(shì)，而對(duì)于較大規(guī)模的求解場(chǎng)合，采用模擬法進(jìn)行。

3.3 輸變電設(shè)備可靠性指標(biāo)分析。輸變電設(shè)備的可靠性指標(biāo)一般包括設(shè)備的可用系數(shù)、計(jì)劃和非計(jì)劃停運(yùn)率等。對(duì)此，可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮；1）關(guān)于設(shè)備的可用系數(shù)指標(biāo)。該指標(biāo)反映了輸變電設(shè)備正常運(yùn)行的時(shí)間比例。為了切實(shí)提高設(shè)備的可用系數(shù)，降低檢修等非正常工作狀態(tài)的時(shí)間，一方面，應(yīng)當(dāng)做好設(shè)備日常檢修及維護(hù)的前期準(zhǔn)備，最大限度的減小前期準(zhǔn)備不當(dāng)引發(fā)的檢修延誤。這就要求相關(guān)單位根據(jù)實(shí)際的檢修任務(wù)和操作設(shè)備、物料、人員等的情況，制定高效的準(zhǔn)備工作流程；另一方面，應(yīng)當(dāng)做好施工天氣等客觀因素的預(yù)先調(diào)查工作，制定科學(xué)的檢修計(jì)劃。對(duì)于設(shè)備大修等對(duì)天氣因素要求較高的場(chǎng)合，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)做好和施工區(qū)域氣象部門的溝通工作，降低天氣因素對(duì)檢修工作的不良影響；2）關(guān)于輸變電設(shè)備的計(jì)劃停運(yùn)率。為了優(yōu)化該指標(biāo)，一方面，應(yīng)當(dāng)做好輸變電設(shè)備的綜合停電計(jì)劃，這就要求電力調(diào)度、檢修調(diào)試等各個(gè)單位加強(qiáng)溝通和協(xié)調(diào)，最大限度的避免同一設(shè)備重復(fù)停電現(xiàn)象的發(fā)生，另一方面，應(yīng)當(dāng)合理的安排設(shè)備預(yù)試。這就要求相關(guān)單位積極的引進(jìn)先進(jìn)的輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)和設(shè)備，由此，可以在一定程度上延長(zhǎng)性能穩(wěn)定輸變電設(shè)備的預(yù)試時(shí)間，進(jìn)而顯著提升設(shè)備的計(jì)劃停運(yùn)指標(biāo)。

4、總結(jié)

通過(guò)科學(xué)的輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)，能夠幫助設(shè)備管理人員對(duì)輸變電設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，為設(shè)備的日常檢修維護(hù)以及風(fēng)險(xiǎn)防范工作提供支持。而通過(guò)有效的輸變電設(shè)備可靠性分析，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備運(yùn)行和技術(shù)狀況的掌握，為設(shè)備的制造調(diào)試以及生產(chǎn)管理等提供參考。為此，相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)充分把握現(xiàn)代輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)和可靠性分析的發(fā)展情況，掌握各種不同評(píng)價(jià)和分析方法的差異，切實(shí)有效的提升現(xiàn)代輸變電設(shè)備的運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)

[1]柯春俊，彭發(fā)東.輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估在廣東電網(wǎng)的應(yīng)用.廣東電力，2012（11）.

[2]武學(xué)亮.基于輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)及可靠性研究.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（18）.

作者簡(jiǎn)介

張華（1972.9-），男，漢族，本科，江蘇淮安人，單位：金湖縣金尚電力實(shí)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司。