多個換流站備品最優(yōu)調(diào)配方案研究

王彥文　張貴德　陳文　付玉婷　何成龍

【摘 要】直流換流站備品備件不足，將影響直流設(shè)備消缺效率，影響跨區(qū)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。本文運用基于多專家群組決策改進層次分析法來計算換流站備品的站間調(diào)配方案。采用層次分析法與專家群組決策賦權(quán)方法，對權(quán)重進行科學合理分配。然后建立站間調(diào)配模型，根據(jù)需調(diào)配設(shè)備的實際情況給出隸屬函數(shù)具體形式以及模型的各項參數(shù)的具體數(shù)據(jù)，最終根據(jù)模型算法得出換流站備品最優(yōu)調(diào)配方案。優(yōu)化了傳統(tǒng)的備品管理模式，使得備品站間調(diào)配更科學、更經(jīng)濟、更有理可依。

【關(guān)鍵詞】換流站；備品；最優(yōu)調(diào)配；層次分析法

中圖分類號： TM77 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）17-0233-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.17.116

【Abstract】The shortage of spare parts in DC converter station will affect the efficiency of DC equipment and affect the safe and stable operation of the trans regional power grid. In this paper， based on the multi experts group decision making method， the analytic hierarchy process（AHP） is used to calculate the inter station allocation plan of the spare parts of the converter station.Using AHP and expert group decision making weighting method， weights are allocated scientifically and rationally.Then the model of inter station allocation is established. According to the actual situation of the equipment，the specific form of membership function and the specific data of the parameters of the model are given. Finally，the optimal allocation scheme for the spare parts of the converter station is obtained according to the model algorithm.The traditional spare parts management mode has been optimized，making the allocation of spare parts more scientific， more economical and more reasonable.

【Key words】Converter station；Spare parts；Optimal deployment；Analytic hierarchy process

0 引言

目前國內(nèi)換流站備品備件基本采用各自配備的備品庫獨立管理模式，這種傳統(tǒng)的備品備件管理模式存在備品重復配備、站間調(diào)配困難、定額與需求不匹配等問題。如果換流站內(nèi)備品儲備過多，會造成資源浪費。備品備件不足，又不能滿足設(shè)備消缺的需求，影響設(shè)備安全穩(wěn)定運行。備品重復配備，通用備品各站重復配置，資源浪費，經(jīng)濟性差；站間調(diào)配困難，在需要備品時，其他站無法迅速響應，增加故障處理時間，降低故障處缺效率；建立統(tǒng)籌備品管理具有迫切的現(xiàn)實需求和重要意義。

本文首創(chuàng)基于多專家群組決策改進層次分析法的換流站站間調(diào)配方案。通過對故障等級、調(diào)配時間、被調(diào)站備品庫存數(shù)量等因素進行分析、評估，得到調(diào)配方案中影響因子權(quán)重。當故障發(fā)生時，快速生成備品最優(yōu)的調(diào)配方案。

1 備品最優(yōu)調(diào)配方案

通過對故障等級、調(diào)配時間、被調(diào)站備品庫存數(shù)量等因素進行分析、評估，得到調(diào)配方案中影響因子權(quán)重。利用層次分析法判定各影響因素優(yōu)劣性并加以量化。當故障發(fā)生時，即可通過權(quán)重和量化得分快速尋找最優(yōu)解，生成備品最優(yōu)的調(diào)配方案。

1.1 判定是否可進行調(diào)配

首先判斷所需備品與其他站是否通用，并確定庫存情況，若無通用性且無庫存，則立即進行采購。判斷流程如圖1所示。

1.2 制定評價指標的階梯模型

構(gòu)建階梯型層級結(jié)構(gòu)，層級分為目標層（解決問題的總目標）、條件層（影響措施權(quán)重的條件）則層（影響目標實現(xiàn)的準則）、措施層（促使目標實現(xiàn)的措施）。統(tǒng)籌管理備品調(diào)配最優(yōu)解層級結(jié)構(gòu)如下圖所示。

1.3 確定措施層單指標得分

對措施層各單指標進行優(yōu)劣度排名并賦值，分值越高則表明指標越優(yōu)，最后得到單因素的得分。例如，針對實際存量這一因素，若A、B、C、D四個站的單因素最后優(yōu)劣排名為B、A、C、D。則對B、A、C、D分別進行4、3、2、1的賦值。

1.4 確定措施層單指標的權(quán)重的判定

利用基于多專家決策改進層次分析法得到措施層的指標權(quán)重。分析備品最優(yōu)解問題時，故障等級是判斷措施層重要程度的另一個重要因素，因為故障等級的不同，各元素的重要程度是不同的。本例中，根據(jù)設(shè)備的故障等級，再采取向多名專家反復詢問的方式，填寫判斷矩陣。針對判斷矩陣的準則，其中兩個元素兩兩比較哪個重要，重要多少，對重要性程度按1-9賦值。根據(jù)判斷矩陣計算得到措施層各單指標的綜合權(quán)重。如表1所示。

1.5 計算綜合評價得分與評級

根據(jù)單指標的得分和綜合權(quán)重即可求出目標層的最后得分，并根據(jù)最后得分確認其最優(yōu)調(diào)配方案。

2 實際應用

2.1 提高工作效率

由特高壓交直流運檢中心備品管理統(tǒng)計數(shù)據(jù)得知，在傳統(tǒng)的備品管理模式下，當需要備品調(diào)配時，五站分別進行查找耗時約5×30分鐘/次；統(tǒng)籌備品管理模式下，備品信息集中查找，可以節(jié)省約4×30分鐘/次，即節(jié)省約120分鐘/次。統(tǒng)籌備品管理還可以給出最優(yōu)調(diào)配方案，在調(diào)配過程中節(jié)省備品的運輸時間。以龍泉站更換備品為例，重新購置備品時間為2天左右，而統(tǒng)籌管理可通過最優(yōu)調(diào)配方案得知江陵站備品滿足要求，調(diào)配到龍泉站約需12小時，僅一次調(diào)配就可節(jié)省3/4個周期時間。

2.2 提升經(jīng)濟效益

統(tǒng)籌管理方法可實現(xiàn)五站備品的迅速調(diào)配，提高了備品更換效率，大大縮減了設(shè)備停電時間。以單極1500MW運行為例，1年少停電1小時即可避免92.55萬元經(jīng)濟損失。另外，根據(jù)2017年中心統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，備品備件實際費用高達1200萬元。通過統(tǒng)籌管理進行定額動態(tài)修訂后，可以大大優(yōu)化備品定額配比。以減少20%冗余備品配額為例，實際備品備件成本將減少為960萬元，創(chuàng)造經(jīng)濟價值240萬元。本方法具有極高的經(jīng)濟價值。

3 應用前景

目前，直流換流站主要設(shè)備廠家為南瑞、許繼等，國內(nèi)各換流站備品均存在一定的通用性，本方法不僅可以實現(xiàn)省內(nèi)換流站備品的統(tǒng)籌調(diào)配，還可以在國網(wǎng)公司范圍內(nèi)進行統(tǒng)籌調(diào)配，進一步節(jié)省資源，提高備品利用效率。同時，隨著直流工程的推廣，各省所轄換流站數(shù)量增多，多站統(tǒng)籌管理的必要性也將日趨凸顯。未來，換流站設(shè)備逐漸國產(chǎn)化、標準化后，各換流站之間備品通用性也將大幅增加，因此本方法具有廣闊的應用前景。