计及全寿命周期成本和设备利用率的配电变压器规划优选

以往配电变压器容量与型号的规划方案主要关注投资的经济成本,往往忽略对配电变压器利用效率的考虑,针对此问题,提出了一种计及全寿命周期成本和设备利用率的配电变压器多目标规划优选方法。首先,构建贯穿初始投资、运行、维护、故障和退役的配电变压器全寿命周期成本指标;然后,采用最大负载率和平均负载率评价配电变压器的利用水平,由此提出配电变压器利用率指标,并用年电能损耗率最小的负载率来衡量最佳利用率;最后建立有关全寿命周期成本和利用率的多目标规划模型,并采用基于熵权的TOPSIS法对不同方案进行优化排序,求得规划的最优解。通过具体算例的分析与比较,结果表明所提方法能够得到兼顾投资成本和利用效益的综合最优方案,有利于提高配电变压器规划的精细化水平。     

计及全寿命周期效益的超导故障限流器全局协同配置方法研究

超导型故障限流器(superconductingfaultcurrent limiter,SFCL)因其具有良好的应用前景,已经进入实际工程投用研究阶段。在其昂贵的成本限制下如何通过有限配置对全网短路电流超标进行治理应成为后续研究的重点。在故障限流器全局配置研究的基础上,为了进一步优化SFCL配置的经济性,该文提出一种计及全寿命周期效益的SFCL全局协同配置方法。首先提出短路电流校核的修正模型以避免过度校核的问题;其次,在构建SFCL运行寿命损耗模型的基础上,重点讨论全寿命周期意义下的SFCL全局配置总成本经济性最优问题:通过建立Pareto最优解函数利用NSGA-II多目标遗传算法求解得到基本配置方案的最优解集;构建基于蒙特卡洛的故障模拟模型以评估基本配置方案的全寿命周期运行维护成本;最终得到综合获得总等年值最低的最优配置方案。该文以IEEE30节点系统为算例,通过仿真,验证了所提配置方案的可行性与优越性。该文所提配置方法综合考虑了SFCL初配成本与后期维护运行成本,为SFCL的实际工程应用提供了新的经济性配置思路。     

基于配网重构的在役低压配电变压器寿命优化

针对目前低压配电变压器寿命优化目标单一等问题,提出了基于配网重构的在役低压配电变压器寿命优化策略。分析负载率对配电变压器寿命损失的影响;用综合运行成本评估电网可靠性和经济性,用负载均衡度评估变压器负载均衡性;比较变压器实时负载率和上限阈值,建立配电网正常和越限状态下的优化目标函数;求解变压器的负载率情况,调节开关状态,使配电网中在役变压器寿命损失达到最小。某地10 kV配电网实例分析表明:采用文中模型优化该配电网运行方式后,在运行周期内,配电网的综合运行成本和负载均衡度均达到最优值;配电变压器相对寿命平均增加了27.233 5 d,延缓了配电网中在役变压器的绝缘老化,达到了在役低压配电变压器寿命优化的目的。     

基于全寿命周期理论的微电网优化配置

本文基于全寿命周期理论,提出了微电网项目全寿命周期框架下的优化配置模型。综合考虑微电网初始投资、运行维护及故障、折旧成本,以及供能、节能环保收益,建立了微电网全寿命周期内的净现值收入计算模型。以全寿命周期内的净现值收入为目标函数,计及分布式电源出力、储能充放电、运行电压和频率、供电可靠性、与主网交换功率等约束条件,建立优化配置模型,并采用粒子群算法进行求解。结果表明:与传统的优化配置方法相比,该方法得到的优化配置方案,能够实现微电网在全寿命周期内的净收益最优,确保投资的最佳经济性,为微电网工程规划和建设提供指导,促进其市场化、产业化发展。     

基于数据挖掘的配网设备故障智能检测研究

以准确和高效检测配网设备故障为研究核心,提出基于数据挖掘的配网设备故障智能检测方法。采用基于时间序列的配网设备运行数据预处理方法,预处理配网设备运行数据中的噪声点异常数据,提高数据质量;将预处理数据导入基于数据挖掘的配网设备故障智能检测模型中,计算配网设备运行故障的概率,定位存在故障的配网设备位置,实现配网设备故障智能检测。结果表明:配网设备故障检测精度高,可实时检测配网设备故障。     

配电网资产管理综合绩效评价体系研究

随着经济社会不断发展,传统的管理理念已不能适应新形势下电网发展的要求。资产全寿命周期管理着眼于延长电网资产的经济寿命,使电网资产全寿命周期的成本最低。以澳大利亚Powerlink公司和国家电网公司的管理为例,介绍了国内外配电网资产管理研究现状。介绍资产综合绩效评价体系的建立过程与评价方法,遵循系统性、实用性、独立性、定量性的原则选取评价指标,构建数学模型,计算全寿命周期效益和成本,以及效益成本比。介绍了基于全寿命周期综合绩效评价结果的导向型投资分配方法,根据综合配电网投资发展策略构建配网投资分配模型,对不同配网投资进行分配。以位于A市城区核心区的资产集合绩效评价为例,具体介绍绩效评价体系及投资分配方法的应用。     

投资开放模式下基于全寿命周期分析的离网型微网投资与优化

从离网型微网在多市场主体参与下可能存在的投资模式展开分析,通过考虑分布式电源全寿命周期内的初始投资、运行维护、设备替换等成本因素和综合收益情况,建立不同投资模式下的离网型微网的全寿命周期成本效益评估模型,并提出了一个基于非合作博弈的最优反应函数法,以求解在投资开放模式下多主体的最佳投资策略,并以一个实际的海岛微网示范项目为例进行了验证分析,以期对微网系统的投资及运营提供参考借鉴。     

基于全寿命周期成本的标准配送式智能配电台区建设方案优化

标准配送式智能配电台区以其建设工期短、安全系数高、检修维护方便等特征,将成为未来智能电网台区建设的重要发展方向。文章基于全寿命周期成本管理理念,提出了标准配送式智能配电台区全寿命周期成本方案优化模型,包括台区投资成本、报废成本、运行维护成本、损耗成本和故障成本等,并提出了相应的模型求解方法。在此基础上利用等年值法对配电台区的成本模型进行分析,以全寿命周期成本最小对台区设备进行优化配置,以提高配电台区的经济性。以某新建的400k VA智能配电台区进行了算例仿真和分析,分析结果表明了所提模型和算法的可行性和有效性。     

IEC61970/IEC61968信息模型拓展及在配网中应用

标准化是电力系统数据交换和共享的基础。目前没有针对配网项目数据的相关标准,导致配网规划和大修技改中存在重叠投资现象。为此,拓展了IEC61970/IEC61968信息标准化模型,提出标准化的配网项目数据结构,将配网设备全寿命周期管理拓展至规划环节;在此基础上提出配网项目关联度评估模型,评估不同项目的关联程度,辅助项目管理人员判断待立项目的可行性,避免重叠立项,提高投资效率。算例分析表明,提出的配网项目数据结构和关联度评估模型,可以提高配网管理水平。     

综合配网谐波及三相不平衡评价指标的治理设备优化配置策略

以有源电力滤波器为代表的电能质量治理设备多用于补偿本地负载产生的谐波及不平衡电流。随着配网中非线性负荷的大量接入,本地补偿的配置策略存在成本高、效率低的问题,出现了面向网络电能质量全局综合提升的关键点治理设备配置需求。首先,提出了一种基于层次分析法和模糊隶属度的电能质量数据全局评价方法,作为衡量治理设备配置效果的尺度;其次,以全局配置效果、总装机数量和装机容量为优化目标,以网络各节点谐波含量及不平衡度均满足标准为约束条件,通过多目标粒子群算法确定治理设备最优配置节点及容量的配置策略;最后,通过搭建含有分布式不平衡及谐波负荷的IEEE-18节点仿真模型,验证所提全局评价及设备配置策略对于网络电压谐波及不平衡综合优化的有效性和优越性。     

变电站全寿命周期设计的理论及应用

变电站全寿命周期设计的核心是运用全寿命周期理论和方法,将全部设计要素综合集成,进行专项设计和整体优化,实现变电站系统整体最优。设计价值体系由功能—经济价值、环境价值和可持续发展价值构成,并具体化为8个目标。建立了变电站全寿命周期成本分析的映射模型,设计基于工程系统分解结构和目标分解结构,通过子目标设计方案和子工程系统设计方案之间的整体优化和协调集成形成全寿命周期设计方案。该设计理念在某变电站工程中得到了成功应用。     

基于变权综合理论的输电线路防雷措施优选研究

针对输电线路防雷性能薄弱杆塔选择最优的防雷措施,是提高防雷改造技术经济性的关键环节,长期以来受到各级运行管理部门的高度重视。防雷措施的优选是典型的多目标优化问题,但考虑防雷改造工程实施的合理性,措施选择应充分遵循"均衡"原则。针对这一问题,综合考虑跳闸率降低效果、工程费用、改造难度、维护难度、运行寿命的影响及其相对重要程度建立了防雷措施层次评估模型;基于变权综合理论对常权模式的评估模型进行修正,优化原有评估算法;最后选择典型算例对变权模式下的评估算法有效性进行校验分析,并确定了变权模式中α的适宜值。     

基于LCC的城市配网网架优化方案比选

将全寿命周期成本理念引入城市配网网架优化规划中,结合西宁市城市网架优化案例,采用全寿命周期成本(LCC)最小的思路选择网架构建方式,以追求全寿命周期内系统成本最小值。     

用于衡量资产管理实效的综合评价指标体系

资产全寿命周期管理是电网企业的重要战略、它要求实现运营表现和成本投入的综合最优。为了有效衡量资产管理综合水平是否满足全寿命周期综合最优要求,提出了一套综合评价指标体系,包含结果性指标和过程性指标。其中结果性指标用于评价资产管理整体水平,而过程性指标可对主要流程的效率和效果进行衡量。结果性指标中设置了一个归一化、带量纲且具有鲜明行业特征的评估总指标,由若干分指标进行计算合成得到。通过此综合指标可评价电网公司资产管理在安全、可靠性、利用率以及全寿命周期成本方面的综合表现。并基于多家电网公司实际数据对该综合评价指标进行了数据试算和结果分析。     

考虑三相不平衡的低压用户业扩报装供电方案精准编制

业扩报装是供电企业营销和配网管理的一项重要工作,对形成并维持良好的配网结构、保证配网供电可靠性、提高配网资源利用效率等具有十分重要的意义。随着电力信息化、营销业务系统信息化的发展,业扩报装的流程也在逐步完善。为进一步提高当前低压用户业扩报装方案的精准化程度,提出了一种模糊多目标优化函数,采用目标函数对低压用户业扩报装接入方案进行综合评估,然后根据评估结果确定最优接入方案。该方法可降低台区三相不平衡度及线损率,提高配电网运行的经济性。     

基于等劣化理论和设备风险的检修策略优化

电力公司的重要任务是实现它的经济目标和社会责任。作为实现这些目标的最有前途的方法之一,资产管理受到了越来越多的重视。全寿命周期成本管理(LCCM)是资产评估中的一个非常有效的工具。为了使电力设备全寿命周期成本最优,针对目前关于设备检修策略的研究中存在着诸如忽略了设备检修对于设备故障率的影响以及设备在全寿命周期中可靠性在不断劣化的趋势等这类问题,本文将机械工程领域的设备等劣化理论引入到电力设备运行分析中,在此基础上,推导出了各检修周期内设备可靠度之间的关系,结合设备的风险定义以及役龄回退因子,建立了设备基于风险的检修策略优化模型。这种方法实质上是为了在设备自身价值和设备给系统带来的经济效益之间,在LCCM和设备检修之间,以及在电力系统的技术与管理之间寻求平衡点。最后文中结合一个具体算例,求得了最优检修间隔,并与传统的定期检修进行了简要的对比分析。     

配电网全寿命周期可靠性评估和管理问题研究

在配电网的规划过程中,因为缺乏统计数据只能进行理论可靠性的计算和评估,但现有的可靠性评估指标显得比较粗旷、且没有针对性,不能很好地体现不同业务范畴(规划、维护和运行)内的可靠性管理问题。文章基于理论可靠性评估的优化模型提出了全寿命周期可靠性的概念以及指标体系。基于全寿命周期可靠性概念,提出通过效益成本比来优选可靠性提升项目,并将可靠性目标分解到个业务范畴以精细化可靠性管理。以沿海某城市为例,演示了文中提出的全寿命周期可靠性管理方法的可行性,总结了该方法的优缺点。     

典型地区配网设备雷击故障特征与防雷措施分析

雷击是造成配网线路故障的重要原因,且由于配网设备绝缘水平较低、分布上点多面广,雷击故障的影响尤为严重;配网设备及线路的防雷涉及本体防雷措施、自动化水平及网架结构等多方面因素。文章重点针对设备本体的雷击故障及防雷措施进行探讨,在对典型地区配网设备雷击故障特征进行统计分析的基础上,对各种防雷措施的有效性、适用原则及参数要求进行了分析,为配网防雷改造提供参考。     

基于资产全寿命成本数据模型的配变更换策略的研究

在配电变压器改造调整的研究中,绝大部分都是围绕高耗能或老旧变压器的大修以延长寿命,针对单一备选配变时直接更换低损耗变压器以降低成本,通过这两个方面的对比来确定规划方案。当存在多种备选配变时,本文提出一种基于全寿命周期成本的高耗能配电变压器更换策略。通过基于设备级的全寿命周期成本构建规划方案的比选模型,对本文所提的更换策略进行评估,以兼顾最小化经济成本、满足节能减排需要、减少故障处置成本为目标,得出最合理的改造方式和最佳的更换时机,最终采用相关算例验证该策略的可行性和有效性,验证从全寿命周期成本角度、选择低能耗变压器和运用合理的检修方式降低LCC,提升经济性,降低电网的规划投资成本。     

基于模糊役龄回退的电力设备弹性检修决策优化模型

基于电力设备的检修维护工作是影响设备性能和供电可靠性的关键,也是影响电力系统稳定性和企业经济效益重要因素的问题,结合役龄回退理论和模糊理论构建电力设备检修的故障率预测模型,量化检修工作对可靠性因素的不确定影响效果。综合考虑可靠性与经济性,以设备全寿命周期中检修成本与故障成本之和最小为目标,对传统的检修模型进行修正和优化,建立了弹性周期定期检修模型和弹性状态检修决策优化模型,对检修决策进行优化提高理论保证。