配電網(wǎng)運(yùn)行與檢修風(fēng)險(xiǎn)控制策略研究

［關(guān)鍵詞］配電網(wǎng)；運(yùn)行；檢修；風(fēng)險(xiǎn)控制

［中圖分類號(hào)］TM73 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A ［文章編號(hào)］2095–6487（2024）10–0099–03

1基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的配電網(wǎng)運(yùn)行檢修發(fā)展現(xiàn)狀

配電網(wǎng)的運(yùn)行檢修是維持設(shè)備良好性能、系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的根本保障，也是配電網(wǎng)運(yùn)行方式策劃中的關(guān)鍵。檢修風(fēng)險(xiǎn)的防控主要是維持配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵要素，能夠讓檢修方案的制訂具備針對(duì)性和有效性，及時(shí)檢測(cè)到配電網(wǎng)運(yùn)行期間存在的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素，在避免電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)無(wú)限制擴(kuò)大的同時(shí)，增強(qiáng)檢修的及時(shí)性和科學(xué)性，杜絕部分風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

目前，檢修風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估體系已經(jīng)較為成熟，不僅要考慮設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)的具體檢修計(jì)劃優(yōu)化方法，還要優(yōu)先考慮故障率較高且容易出現(xiàn)故障損失的設(shè)備，將其作為檢修的重點(diǎn)。但結(jié)合目前眾多的典型案例及文獻(xiàn)研究結(jié)果來(lái)看，大部分的研究?jī)?nèi)容都將重點(diǎn)放在了其中某一個(gè)層面的風(fēng)險(xiǎn)上，缺乏對(duì)綜合風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估和研究，導(dǎo)致檢修工作及檢修方案的制訂過(guò)于局限在某一領(lǐng)域，整體性和系統(tǒng)性有所下降。因此合理利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作為檢修方案制訂的主要依據(jù)，進(jìn)一步規(guī)避運(yùn)行檢修風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)酵，對(duì)于維持配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行有積極促進(jìn)作用。

文章綜合風(fēng)險(xiǎn)，分析了配電網(wǎng)設(shè)備檢修優(yōu)化的模型，并系統(tǒng)性地明確了配電網(wǎng)設(shè)備的故障及常見(jiàn)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，建立了綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系及虛擬模型，以此來(lái)定位配電網(wǎng)運(yùn)行檢修的時(shí)間、資源投入量、檢修方案及基礎(chǔ)模式，能夠?yàn)殡娋W(wǎng)運(yùn)行體系的管理體系的升級(jí)提供技術(shù)和方法支撐。

2配電網(wǎng)檢修綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系的建設(shè)

2.1設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)通常表現(xiàn)為設(shè)備損壞、性能下降、壽命縮減等。目前配電網(wǎng)的設(shè)備均存在著較大的故障損壞概率，可以結(jié)合配電網(wǎng)日常運(yùn)行的故障維修費(fèi)用、故障損失、故障設(shè)備概率進(jìn)行分析。

隨著配電網(wǎng)的不斷升級(jí)，服務(wù)體系和覆蓋范圍不斷增加，設(shè)備的數(shù)量也隨之提升，龐大的設(shè)備集群所面臨的故障風(fēng)險(xiǎn)概率不斷提升，若不加以明確的區(qū)分和管理，在設(shè)備檢修和日常運(yùn)維的過(guò)程中，必然會(huì)面臨著諸多的故障風(fēng)險(xiǎn)。而現(xiàn)有的設(shè)備運(yùn)行情況又導(dǎo)致了設(shè)備優(yōu)化檢修模型的建立有著較強(qiáng)的復(fù)雜性，進(jìn)而影響了計(jì)算的效率。

從技術(shù)升級(jí)的角度來(lái)看，故障預(yù)測(cè)模型的調(diào)整通常需要結(jié)合故障率的變化情況進(jìn)行調(diào)整，如基于設(shè)備故障率的時(shí)變模型，可結(jié)合“浴盆曲線”對(duì)設(shè)備故障率的時(shí)變特性進(jìn)行評(píng)估。這種研究方法能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)配電設(shè)備運(yùn)行期間因自身性能下降導(dǎo)致的故障率，而預(yù)測(cè)的主要依據(jù)是設(shè)備投入使用的時(shí)間。結(jié)合設(shè)備投入使用的時(shí)間制訂設(shè)備的檢修計(jì)劃和運(yùn)維方案，可以在故障率提升的重點(diǎn)階段，加大檢修的力度和效率，減少因自身性能下降導(dǎo)致的故障發(fā)生概率。

另外結(jié)合日常的設(shè)備檢修結(jié)論和經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在檢修計(jì)劃優(yōu)化的過(guò)程中，設(shè)備的故障風(fēng)險(xiǎn)不僅與故障損失數(shù)值有一定的關(guān)聯(lián)，與檢修計(jì)劃的起始時(shí)間也有一定的關(guān)系。若檢修計(jì)劃安排得早，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行期間存在的隱藏性故障，可以縮短設(shè)備故障的持續(xù)時(shí)間，進(jìn)而增強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

由此可見(jiàn)，通過(guò)合理調(diào)整檢修的時(shí)間、精準(zhǔn)計(jì)算設(shè)備投入使用的階段，能夠準(zhǔn)確判定設(shè)備故障率最高的區(qū)間，從而消除必要的故障和風(fēng)險(xiǎn)，讓檢修工作的落實(shí)具備科學(xué)性和合理性。

2.2電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)為直接影響用戶用電體驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)來(lái)源于日常的斷電，表現(xiàn)為設(shè)備檢修期間停電及設(shè)備故障跳閘引起的停電，從而造成用電用戶出現(xiàn)停電損失。

在規(guī)避電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的過(guò)程中，通常會(huì)采取調(diào)整電網(wǎng)檢修時(shí)間段、合理預(yù)留停電窗口期，以降低對(duì)用戶產(chǎn)生的影響，同時(shí)配合合理的宣發(fā)和提醒，降低對(duì)用戶產(chǎn)生的影響。文章著重從電網(wǎng)運(yùn)行期間，因故障意外跳閘產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)層面進(jìn)行分析，這種風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于用戶產(chǎn)生的影響較大，且具備一定的不可預(yù)見(jiàn)性，從而造成用戶出現(xiàn)較大的停電損失。

為此，此次重點(diǎn)考慮設(shè)備故障停電期間其他設(shè)備故障跳閘所造成的供電，結(jié)合相關(guān)的研究結(jié)果及學(xué)術(shù)案例來(lái)看，絕大部分的電力體系會(huì)將預(yù)期損失風(fēng)險(xiǎn)，作為設(shè)備檢修期間的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)，這一指標(biāo)的形成通常會(huì)考慮預(yù)期最大損失負(fù)荷及設(shè)備的故障概率，二者的乘積則代表了具體的預(yù)期損失風(fēng)險(xiǎn)。

在配電網(wǎng)設(shè)備檢修的過(guò)程中，設(shè)備的性能、故障概率可以分為等待檢修設(shè)備及非等待檢修設(shè)備兩種。其中，非等待檢修設(shè)備的故障概率需要作為重點(diǎn)的考慮要素，并且要分為自身性能故障概率及隨機(jī)故障概率兩種類型，即考慮性能問(wèn)題和不可抗力因素影響導(dǎo)致的隨機(jī)問(wèn)題，從而提升故障評(píng)估的科學(xué)性和合理性。

2.3綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

綜合風(fēng)險(xiǎn)主要指設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)和電網(wǎng)運(yùn)行期間的風(fēng)險(xiǎn)，二者相加便是綜合風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生概率。

3基于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的配電網(wǎng)運(yùn)行檢修優(yōu)化模型

3.2模型求解方式

結(jié)合上述模型的具體運(yùn)算邏輯和細(xì)節(jié)，文章在研究的過(guò)程中，提出了以綜合風(fēng)險(xiǎn)縫隙為主要防控方法的設(shè)備檢修計(jì)劃，其本質(zhì)在于定位配電網(wǎng)運(yùn)行期間存在的各項(xiàng)細(xì)節(jié)問(wèn)題，構(gòu)建整體規(guī)劃方案。求解流程如圖1所示。

4配電網(wǎng)運(yùn)行檢修風(fēng)險(xiǎn)仿真測(cè)試過(guò)程及結(jié)論

為了判定上述模型的應(yīng)用可行性和有效性，借助當(dāng)前的人工智能技術(shù)及數(shù)字化技術(shù)完成仿真計(jì)算，所采用的仿真測(cè)試平臺(tái)為Matlab2019A仿真系統(tǒng)，可以模擬配電網(wǎng)的具體運(yùn)行情況及各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行性能，綜合不同設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的常見(jiàn)風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行定位，代入上文所論述的運(yùn)行檢修優(yōu)化模型，完成可行性檢測(cè)。

4.1基礎(chǔ)仿真數(shù)據(jù)

建立配電網(wǎng)仿真模型共涉及30個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)、42條配電線路、6項(xiàng)等待檢修的設(shè)備。具體的檢修條件及相關(guān)信息見(jiàn)表1。

4.2仿真結(jié)果

結(jié)合上文所論述的運(yùn)行維修優(yōu)化模型和求解流程，將一系列的參數(shù)代入仿真系統(tǒng)進(jìn)行迭代收斂計(jì)算，最終得到仿真求解結(jié)果，詳細(xì)內(nèi)容如圖2所示。

從中可以判定等待檢修設(shè)備的檢修計(jì)劃，滿足檢修資源投入約束及各項(xiàng)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的要求，其中也體現(xiàn)出了需要優(yōu)先安排的重大風(fēng)險(xiǎn)檢修設(shè)備，從而降低因設(shè)備性能故障風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生的額外影響，進(jìn)一步減少系統(tǒng)運(yùn)行期間存在的不可抗力因素。另外針對(duì)其中的具體檢修線路進(jìn)行了調(diào)整，結(jié)合檢修的日期可以發(fā)現(xiàn)，選擇了錯(cuò)峰檢修、無(wú)重疊檢修日期的方法，有效降低了線路檢修期間對(duì)于供電用戶產(chǎn)生的停電影響。

5結(jié)束語(yǔ)

從風(fēng)險(xiǎn)防控的角度出發(fā)，建立在設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)、電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)的防控，并通過(guò)優(yōu)化模型完成初始檢修方案可行性的判定，增強(qiáng)了檢修的精準(zhǔn)性、合理性及科學(xué)性，對(duì)檢修工作的開(kāi)展提供了良好保障，也可以及時(shí)解決電網(wǎng)運(yùn)行期間存在于系統(tǒng)和設(shè)備方面的多方問(wèn)題，能夠?yàn)橛脩籼峁M意的用電服務(wù)。