基于故障率研究的数字保护最优检修周期

从保证智能变电站数字保护系统可靠性的角度建模,采用威布尔分布模拟数字保护装置故障率模型,通过L-M算法对保护装置故障率函数进行拟合。针对保护装置修复非新的特性,分析数字保护装置不同检修类型对故障率的影响,利用检修役龄递减因子和故障递增因子对保护装置检修前后故障率进行预测,推导得出数字保护装置故障检修模型。通过此模型计算得出的保护装置非定期检修周期,可保证数字保护装置经济可靠运行。该方法是一种具有实际意义的数字保护系统可靠性评估方法。     

一种优化可靠性与经济性的变压器检修决策方法

为了在制定变压器预防性检修周期时考虑变压器自身可靠性的变化,提出了一种优化可靠性与经济性的变压器检修决策方法。利用二参数威布尔分布描述变压器的故障率及可靠度变化规律,通过役龄回退因子建立考虑预防性检修的故障率函数和可靠度函数,以变压器平均剩余无故障工作时间为检修计划期,以检修计划期内的预防性检修费用、故障检修费用和停电损失之和最小为目标函数,建立了变压器检修周期优化模型。通过对变压器内部部件故障模式的定性定量分析,计算变压器部件检修优先度,确定变压器部件检修方式。算例分析验证了该方法的可行性。     

基于可靠度约束的风电机组机会检修模型

对风电机组进行预防性检修,能够有效提高机组的可靠性。首先以风电机组单个部件的可靠度作为约束条件,以单部件单位时间检修成本最小作为目标函数,求得单部件的最佳检修周期和检修次数。在此基础上,对符合一定条件的部件进行机会检修,构建了风电机组的机会检修模型。最后,以机会检修策略下总的检修费用最小作为目标函数,以机组整体的可靠度作为约束条件,利用遗传算法对该模型进行求解以得到最佳的机会检修阈值和最小的检修总费用。通过算例分析表明,该机会检修模型能够有效节约总的检修成本。该研究对检修部门制定检修计划具有一定的参考意义。     

继电保护装置可靠性及其最佳检修周期的研究

针对继电保护装置可靠性（即其误动和拒动的概率）的研究,建立了评价继电保护装置可靠性的马尔科夫模型;运用状态空间法计算了电保护装置的状态概率和可靠性指标;分析了自检周期对保护装置故障率的影响。研究了保护装置最佳检修周期的确定和带自检的微机保护装置和不带自检的传统保护装置在最佳检修周期上的差异;为确定保护装置的最佳检修周期提供了理论依据。     

电气设备检修后的故障率演化算法研究

介绍了电气设备检修后的故障率演化规则,分析了检修、不良工况对设备故障率的影响。在状态评价的技术背景下,通过引入役龄回退因子和故障率递增因子,提出了一种新的混合式故障率模型来客观反映设备当前状态下检修后的故障率演化过程,并与传统故障率演化算法作比较说明。算例结果表明了新模型的有效性。     

多级检修模式下电网计划检修周期协调优化

基于有效役龄和故障率函数对电力设备的多级检修方式进行建模,并从可靠性成本/效益角度对发输电系统多级计划检修周期进行协调优化研究。计及故障率随时间的增长效应,以电力设备检修导则中的计划检修等级定义为参照,建立考虑A级完全检修、C级不完全检修条件下的电力设备故障率模型;在此基础上建立系统可靠性指标、系统检修成本、停电成本、C级计划检修周期、A/C级检修周期比率之间的解析表达式。针对以系统检修成本与系统停电成本之和最小为目标的大规模混合整数非线性规划问题,提出融合灵敏度分析和前向/后向差分思想的电网多级计划检修协调优化启发式迭代算法。探讨检修恢复因子变化对电网计划检修优化的影响。RBTS、IEEE-RTS79系统验证了所提算法的有效性。     

继电保护装置的一种新型评估方法

保护装置寿命的评估可为二次设备状态检修及变电站规划提供重要的决策依据,提高企业的竞争优势。以全生命周期管理为理论依据,提出了一种新型保护装置评估模型。首先引入健康指数的概念计算出装置的实际故障率,采用Weibull分布函数拟合出装置的故障率曲线;其次分析其其他要素,包括装置投资、运行维护、退役处置、检修和故障风险,以日平均消耗最低为判据建立了更为贴近实际运行情况的寿命评估模型。最后以某110 k V变电站保护装置作为实际算例,所得出的最佳退出运行时间与与厂家给出的役龄相比较为提前,考虑到实际运行环境及故障因素,预测结果较为合理,对保护等二次设备的状态检修策略制定及变电站规划改造具有实际意义。     

基于风险和检修收益的继电保护设备检修决策方法

针对如何合理制订继电保护设备检修策略的问题,提出基于风险和检修收益的继电保护检修决策方法,从检修顺序和检修等级方面对保护设备实现差异化维修.首先采用一次、二次系统综合风险评估模型,以基于保护状态评价得到的实际故障率为风险发生可能性,保护设备故障对一次系统运行的影响作为风险后果,计算出风险值作为确定检修顺序的依据.然后分析了不同检修方式下的检修成本和对继保设备故障率的影响,利用检修风险收益模型确定了保护设备的检修方式.使检修决策不仅保证设备的可靠性,还在一定程度上兼顾检修的经济性.最后利用IEEE 9节点系统进行了仿真计算,结果证明了所提方法的合理性.     

基于参数模型法的输变电设备检修成本估算研究北大核心

目前输变电设备的检修成本是按照定额来测算的,无法反映检修条件及地域经济差异对检修成本的影响。提出了运用参数模型法建立输变电设备检修成本估算数学模型的新思路,以状态检修决策中的检修成本估算为应用目标,对检修成本的构成进行了分析,挖掘出影响检修成本的主要因素,以这些因素为自变量因子建立起估算模型。分析了参数模型中各因子的取值方法以及可行性。研究结果表明,该方法是以定额为基础,通过对自变量因子的调整,能有效反映检修条件及地域经济对检修成本的影响,使估算结果更加科学。     

基于等风险度的输电系统检修计划

随着国内电网的快速发展,输电系统检修的重要性得到越来越多的重视。从整个输电系统角度出发,研究了输电系统短期检修策略的制定。首先利用设备状态监测技术选出待检修的设备,由于对输电网进行断线分析来获取输电元件对系统可靠性的灵敏度存在一定的困难,文中提出了以影响电量作为评价设备重要度的指标,可以有效提高计算效率,并以此形成设备的检修优化序列。然后借鉴发电机组检修策略,基于等风险思想建立了输电系统优化检修模型,其目标函数为检修期内系统切负荷风险削减量最大。该模型以检修周期内可靠性指标作为核心优化量,考虑了检修前后设备故障率的动态变化以及人力资源和检修费用等约束。最后,利用启发式算法对该模型进行了求解。通过实际算例验证了所提出模型和算法的可行性和有效性。     

基于可靠性成本/效益分析的电网计划检修周期优化

电力系统元件在运行中受老化、磨损和隐藏故障的影响,故障率随时间呈增长趋势。综合考虑发电机、变压器和输电线路的主要停运因素,建立相应的故障率增长模型,推导了考虑计划检修后的元件平均无效度公式。基于可靠性成本效益分析,以平均无效度为纽带建立系统期望失负荷概率、系统电量不足期望以及系统总成本与计划检修率的函数关系。提出了以系统总成本对元件计划检修率的灵敏度排序进行计划检修周期优化的启发式迭代算法。采用该算法对RBTS和IEEE-RTS79可靠性测试系统进行了优化计算,并与传统C级检修方式的结果进行对比分析,研究表明不同容量、地点、类型和可靠性的元件,其最优计划检修周期存在较大差异,同时也探讨了元件老化因子和单位停电成本对电网计划检修优化的影响。     

变电站继电保护设备状态检修可靠性分析方法研究

为进一步提高保护系统的可靠性,节约供电企业检修成本,需要对变电站继电保护设备状态检修的可靠性进行评估。首先,根据失效模式与影响分析法,分析设备的失效风险因素及影响,选取设备失效的可检度、发生度、严重度三项指标,以变电站线路保护装置本体为例进行风险评估,并提出风险应对策略,以提高继电保护设备的可靠性。其次,引入了状态空间法,分别建立变电站继电保护设备定期检修、状态检修马尔科夫模型,应用220 kV线路保护实例数据验证模型合理性,得出状态检修可提高保护设备可用度的结论。最后,通过仿真对设备可靠性进行综合分析,验证定期检修效率、状态评价系数及定期检修周期对保护设备可靠性的影响。     

Effects of preventive maintenance on circuit breakers and protection systems upon substation reliability

This paper considers the effects that preventive maintenance on circuits breakers and protection systems inside substations can have on the reliability of electricity supply. By performing preventive maintenance, the probability of a failure to operate of the circuit breaker (unrevealed fault) can be reduced, provided that the preventive maintenance process is carefully carried out. On the other hand, the probability and frequency of an overlapping failure event increases when the frequency of performing preventive maintenance on circuit breakers and protection systems increases. This article shows that an optimal preventive maintenance frequency can be deduced dependent on the substation topology, provided that the maintenance process is carefully carried out. The paper demonstrates also that carelessly performed preventive maintenance can even lead to a decrease in reliability of electricity supply.     

计及设备老化与计划检修的智能变电站保护系统可靠性评估方法

为了实现对智能变电站保护系统进行可靠性评估的目的,建立精确的保护系统可靠性评估模型至关重要。采用威布尔分布来表征设备老化时设备故障率随时间的变化情况。结合保护系统的计划检修行为,用改善因子来表征计划检修对设备故障率的降低作用,建立了计及设备老化与不完全计划检修的智能变电站保护系统可靠性评估模型。以线路保护系统为例,通过绘制线路保护系统可靠性时变曲线,计算线路保护系统的平均无故障工作时间和计划检修成本等指标对线路保护系统进行可靠性评估。结果表明所提方法能较为准确地反映设备老化与实际检修效果。     

继电保护装置最佳检修周期的研究

针对继电保护装置检修最佳周期难以确定的问题,阐述了继电保护的失效分布模型,分析了模型参数与故障过程的关系,提出了经济性和可靠性约束条件,并根据历年故障数据和经验数据进行Matlab仿真分析。计算结果表明,这种基于非齐次泊松过程的计算方法,可以简单有效地计算出继电保护装置最佳检修周期,为继电保护检修计划制定和状态检修应用提供了理论指导依据。     

基于数据拟合的继保设备失效率调整因子模型

分析继保设备检修行为对其失效率的影响,有助于继保设备检修计划制定和实现电网长期稳定可靠运行。基于某地区继电保护设备故障数据,采用Matlab工具箱对分段数据进行失效率函数拟合,然后利用遗传算法对失效率调整因子进行计算,建立基于数据拟合的失效率调整因子模型,并使用多地区的设备故障数据对该模型和德尔菲法的模型进行评估。研究结果表明：基于德尔菲法的失效率调整因子模型低估了检修行为对设备失效率的下调能力,文中模型较基于德尔菲法模型累计残差更小,能够更为准确地反映检修行为对继保设备失效率的影响。