多级检修模式下电网计划检修周期协调优化

王鹏

摘 要：在电网计划检修过程中，采用多级检修模式，参考数据主要是有效役龄与故障函数，对所得成本与效益进行数据统计，获得多级检修模式下电网计划检修周期协调优化方案。在数据的整理过程中，参考检修等级，针对故障率建立电力设备模型，分为A级与C级，分别代表完全检修与不完全检修的情况，获得随时间变化故障率的增长效应。由此建立系统中的其它数据，比如：可靠指标、检修和停电成本、C级检修周期等。在本文中，以检修停电成本和最小化为目的，进行非线性规划，提出与电网多级检修周期协调优化相关的计算方法，研究在电网规划检修周期协调优化过程中的影响因素，比如：检修恢复因子等，通过系统进行有效验证。

关键词：电网计划；多级检修模式；周期；不完全检修；影响因素

中图分类号： TM73 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-184-2

0 引言

随着社会科技化不断发展，要求逐步完善与提高电网计划中的相关设备与检修模式，相关部门人员逐渐优化多级检修模式下的电网计划检修周期协调方案。在检修的过程中，结合多级检修模式下的电网情况与影响因素，例如：设备运行情况、电网周围环境等，综合分析影响要素，最终确定检修的模式以及时间等。在检修电网过程中，以规范的检修制度为标准，科学管理检修中的每一个环节，面对突发情况，比如：停电等，需要制定合理应对方法，以保证电网的正常运行，保障用户的电力使用。在此过程中，仍需要维护电力正常运行，避免出现大面积长时间停电现象。健全的电网检修周期协调优化方案需要用户与检修单位的共同努力，从而高效处理电网计划中出现的问题。

1 电网计划检修模型

在电网计划检修过程中，采用多级检修模式，参考数据主要是有效役龄与故障函数，其中，电网计划中的故障率随着时间有所变化，对其数据进行整理发现，其变化在完整的寿命周期中呈现出浴盆式曲线趋势。根据相关的文献信息，从理论的角度来看，浴盆式曲线趋势下的电网相对比较稳定，其故障率比较恒定，但在实际应用中，电网受到零部件自身因素的影响，比如：老化、部件问题故障或者磨损等，因此导致故障率随着时间的推移而上升，使电网系统面临风险。面对这样的实际情况，进行电网检修成为了电网计划中的必要环节，它有助于保护电力设备、减少故障中的检修费用等。从某种意义上讲，它是维护电网系统的重要方法与措施[1]。设计电网计划检修模型时，考虑其检修方式，分为可完全检修和最小检修两种方式，这两种检修方式所对应的检修后效果分别为“恢复如新”与“恢复如旧”。电网应用的实际过程中，对于电网检修的强度与检修恢复的真正效果有很大关联，通常情况下在“恢复如新”与“恢复如旧”之间，而这个范围成为不完全检修。构建不完全检修模型，存在以下三种类型。首先，以有效役龄为基础的模型，此种模型的优点是可以快速得出检修电网后的瞬时故障率值；其次，以故障率为基础的模型，此种模型可以呈现出检修电网对故障率变化速率方面的影响；最后，混合模型，此种模型结合了以上两种模型的优势，在目前的检修中已被广泛应用。

在电力检修设备中分为四个等级，依次为A、B、C、D。A级检修是对设备进行整体性地检修，相对时间较长且彻底；B级检修是针对个别出现故障的设备进行检修；C级检修是对存在磨损或者老化问题的零部件进行检修，并且及时更换，其周期为每一年一次；D级检修是在正常健康的电网设备运行条件下，对附属系统进行消缺检修。电网中的四个检修等级具有较固定的检修周期，没有了解电网设备基本情况，比如：设备类型、设备自身变化与容量等，将会导致设备出现“检修过度”或者“检修缺乏”的现象。综合而言，A级检修较为全面且彻底，C级检修较为可靠具体，综合来看，A、C级别的检修都十分重要，因此，需要优化多级检修规模下电网计划检修周期协调方案。

2 多级检修模式的相关计算

在实际应用中，电网受到零部件自身因素的影响，比如：老化、部件问题故障或者磨损等，因此导致故障率随着时间的推移而上升，使电网系统面临风险。针对这种情况，采用相关计算，整理多级检修模式下的相关数据。

第一，多级检修故障率。在此模式下通过威布尔函数描述部件或设备老化对于故障率的影响，表明随时间变化电力设备的增长效应。C等级下的检修为不完全检修，A等级下的检修是完全检修[2]。如果电力设备A/C的检修周期比为N，即：C级检修次数为（N-1）次时A级检修次数为1次，并且C级检修先于A级检修，在检修过程中，有效役龄因子与C等级检修次数相关，随着检修次数的增多，设备的改善效果下降。

第二，电网系统指标。主要针对系统中可靠性与经济性指标进行计算。一方面，电网计划中的多级检修模式的系统可靠性指标，系统中存在着失荷率，它与电量不足期望存在着关系，通过获得相关的解析式，获得使系统恢复到静止状态下所对应的最小削弱负荷量；另一方面，电网计划中的多级检修模式的系统经济性指标，在电网计划的系统总成本计算中，包括检修与停电方面的成本，其中检修成本有检修材料与施工过程两方面的成本运算。

第三，多级检修模式下检修优化启发式迭代算法。从灵敏度的角度来看，启发式迭代算法可以连续地获得决策变量，此变量变化会直接影响到决策目标，即使是在给定值附近浮动。离散型决策变量对于决策目标有一定影响，所涉及的指标为差分指标。在电网规划中，将灵敏度公式与系统总体成本结合起来，比如：对C级检修中的元件进行周期调整，通过改变A/C等级检修周期比率N，得到其对于系统成本方面的影响数据，最后，得到协调优化方案。将灵敏度与差分的思想运用到计算中，以求实现系统停电损失与检修成本和最小化的目的。

3 多级检修模式下电网计划检修周期协调优化方案

研究在电网规划检修周期协调优化过程中的影响因素，比如：检修恢复因子等，通过系统对于A/C级计划进行检修协调优化研究。

首先，RETS系统。存在两种检修方法，第一种是A/C级检修模型，第二种是检修与停电成本最小化的A/C级协调优化模型。在RETS系统中，A、C等级的检修时间分别为故障发生后检修时间的1.2倍与1.0倍，而A/C级检修时间是故障发生后检修时间的1.5倍/1.2倍。第二种方法具有可靠性的指标参数，并且检修与停电成本也有所降低。

其次，IEEE-RTS79系统。在IEEE-RTS79系统中，A/C级检修时间是故障发生后检修时间的1.6倍/1.4倍，进行协调优化后的系统成本有所减少，可靠性指标参数有所提高[3]。在优化过程中，重点关注充裕度对于电网计划中检修成本的影响。

最后，检修恢复因子影响着多级检修协调优化规律。检修恢复因子影响着电网计划中的可靠性指标。检修恢复因子增大，说明电网计划中检修之后的元件可靠性的恢复效果越不好，在调整检修恢复因子的过程中，研究其对于电网计划的检修协调优化方面的规律影响。随着检修恢复因子的增大，优化C级检修的周期呈上升趋势，A等级检修周期减小，所以A/C检修周期比值呈下降趋势。原因在于检修恢复因子增加，说明C等级检修的效率下降，会使C等级检修过程时间过长，需要减少C等级过程中的检修次数，从而实现节约检修成本，将其使用到重要的A等级检修过程中，最终获得较高的经济效益。

4 结束语

综上所述，以检修停电成本和最小化为目的，进行非线性规划，提出与电网多级检修周期协调优化相关的计算方法，参考检修等级，针对故障率建立电力设备模型，分为A级与C级，分别代表完全检修与不完全检修的情况，获得随时间变化故障率的增长效应。由此建立系统中的其它数据，比如：可靠指标、检修和停电成本、C级检修周期等。研究在电网规划检修周期协调优化过程中的影响因素，比如：C级检修恢复因子等，通过系统进行有效验证，最终得出相关结论。第一，启发式迭代优化具有较高的搜索效率与计算速度；第二，电网受到很多方面的影响，比如：电网设备的类型、容量等；第三，研究电网规划检修周期协调优化过程中的影响因子，即：C级检修恢复因子，从而提高检修效益。

参 考 文 献

[1] 赵渊，张煦，王洁，等.多级检修模式下电网计划检修周期协调优化[J].电力自动化设备，2015，35（6）：71-81.

[2] 张煦.基于可靠性成本/效益分析的电网计划检修优化

研究[D].重庆大学，2014.

[3] 国宗，韦钢，郭运城，等.面向供电能力提升的配电网储能功率动态优化[J].电力系统保护与控制，2015，43（19）：1-8.