多个换流站备品最优调配方案研究

王彦文　张贵德　陈文　付玉婷　何成龙

【摘 要】直流换流站备品备件不足，将影响直流设备消缺效率，影响跨区电网安全稳定运行。本文运用基于多专家群组决策改进层次分析法来计算换流站备品的站间调配方案。采用层次分析法与专家群组决策赋权方法，对权重进行科学合理分配。然后建立站间调配模型，根据需调配设备的实际情况给出隶属函数具体形式以及模型的各项参数的具体数据，最终根据模型算法得出换流站备品最优调配方案。优化了传统的备品管理模式，使得备品站间调配更科学、更经济、更有理可依。

【关键词】换流站；备品；最优调配；层次分析法

中图分类号： TM77 文献标识码： A 文章编号： 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

目前国内换流站备品备件基本采用各自配备的备品库独立管理模式，这种传统的备品备件管理模式存在备品重复配备、站间调配困难、定额与需求不匹配等问题。如果换流站内备品储备过多，会造成资源浪费。备品备件不足，又不能满足设备消缺的需求，影响设备安全稳定运行。备品重复配备，通用备品各站重复配置，资源浪费，经济性差；站间调配困难，在需要备品时，其他站无法迅速响应，增加故障处理时间，降低故障处缺效率；建立统筹备品管理具有迫切的现实需求和重要意义。

本文首创基于多专家群组决策改进层次分析法的换流站站间调配方案。通过对故障等级、调配时间、被调站备品库存数量等因素进行分析、评估，得到调配方案中影响因子权重。当故障发生时，快速生成备品最优的调配方案。

1 备品最优调配方案

通过对故障等级、调配时间、被调站备品库存数量等因素进行分析、评估，得到调配方案中影响因子权重。利用层次分析法判定各影响因素优劣性并加以量化。当故障发生时，即可通过权重和量化得分快速寻找最优解，生成备品最优的调配方案。

1.1 判定是否可进行调配

首先判断所需备品与其他站是否通用，并确定库存情况，若无通用性且无库存，则立即进行采购。判断流程如图1所示。

1.2 制定评价指标的阶梯模型

构建阶梯型层级结构，层级分为目标层（解决问题的总目标）、条件层（影响措施权重的条件）则层（影响目标实现的准则）、措施层（促使目标实现的措施）。统筹管理备品调配最优解层级结构如下图所示。

1.3 确定措施层单指标得分

对措施层各单指标进行优劣度排名并赋值，分值越高则表明指标越优，最后得到单因素的得分。例如，针对实际存量这一因素，若A、B、C、D四个站的单因素最后优劣排名为B、A、C、D。则对B、A、C、D分别进行4、3、2、1的赋值。

1.4 确定措施层单指标的权重的判定

利用基于多专家决策改进层次分析法得到措施层的指标权重。分析备品最优解问题时，故障等级是判断措施层重要程度的另一个重要因素，因为故障等级的不同，各元素的重要程度是不同的。本例中，根据设备的故障等级，再采取向多名专家反复询问的方式，填写判断矩阵。针对判断矩阵的准则，其中两个元素两两比较哪个重要，重要多少，对重要性程度按1-9赋值。根据判断矩阵计算得到措施层各单指标的综合权重。如表1所示。

1.5 计算综合评价得分与评级

根据单指标的得分和综合权重即可求出目标层的最后得分，并根据最后得分确认其最优调配方案。

2 实际应用

2.1 提高工作效率

由特高压交直流运检中心备品管理统计数据得知，在传统的备品管理模式下，当需要备品调配时，五站分别进行查找耗时约5×30分钟/次；统筹备品管理模式下，备品信息集中查找，可以节省约4×30分钟/次，即节省約120分钟/次。统筹备品管理还可以给出最优调配方案，在调配过程中节省备品的运输时间。以龙泉站更换备品为例，重新购置备品时间为2天左右，而统筹管理可通过最优调配方案得知江陵站备品满足要求，调配到龙泉站约需12小时，仅一次调配就可节省3/4个周期时间。

2.2 提升经济效益

统筹管理方法可实现五站备品的迅速调配，提高了备品更换效率，大大缩减了设备停电时间。以单极1500MW运行为例，1年少停电1小时即可避免92.55万元经济损失。另外，根据2017年中心统计数据显示，备品备件实际费用高达1200万元。通过统筹管理进行定额动态修订后，可以大大优化备品定额配比。以减少20%冗余备品配额为例，实际备品备件成本将减少为960万元，创造经济价值240万元。本方法具有极高的经济价值。

3 应用前景

目前，直流换流站主要设备厂家为南瑞、许继等，国内各换流站备品均存在一定的通用性，本方法不仅可以实现省内换流站备品的统筹调配，还可以在国网公司范围内进行统筹调配，进一步节省资源，提高备品利用效率。同时，随着直流工程的推广，各省所辖换流站数量增多，多站统筹管理的必要性也将日趋凸显。未来，换流站设备逐渐国产化、标准化后，各换流站之间备品通用性也将大幅增加，因此本方法具有广阔的应用前景。