电网设备状态检修的时变决策模型

为实现将成熟的设备状态评估技术有效地融入到传统的电网检修计划中,建立了电网设备状态检修时变决策模型,使决策根据设备状态变化进行调整.首先给出时变决策机制的定义和相应的表达,在此基础上推导设备运行风险和系统运行风险,进一步建立了考虑设备多次检修的电网状态检修决策模型,在计及相关检修约束前提下优化电网总运行风险.最后,通过多场景下的算例分析,表明该模型是可行且有效的,有工程应用的潜力.     

计及时变故障率的电网计划检修启发式优化模型研究

电力设备在运行中受老化、磨损等因素影响,故障率随时间具有增长效应,通常需要采用计划检修削弱或消除上述因素导致的故障率增长。本文采用二重威布尔函数描述元件故障率增长规律,推导了时变故障率下元件的平均无效度公式。通过状态枚举法和基于交流潮流最优削负荷模型对系统故障状态进行选取和最优削负荷计算,建立系统可靠性指标、系统停电成本、计划检修成本、矫正性成本与计划检修率之间的解析表达式,在此基础上推导了系统总成本对元件计划检修率的灵敏度公式,利用该灵敏度公式采用启发式迭代方式对电网各元件计划检修率进行优化。针对RBTS系统,从可靠性和经济性两个方面对优化计划检修方式和传统C级检修方式进行了对比分析,并重点研究了优化计划检修方式下电网各设备计划检修成本的优化调整规律。     

考虑大规模可再生能源接入的输电设备检修计划

随着可再生能源的快速发展,对于高电压等级(500 kV及以上和部分220/330 kV)的输电设备检修计划编制,必须考虑可再生能源输送能力的保障。为此,提出了一种大电网输电设备检修计划编制方法。利用等效负荷的概率密度函数和日最小开机出力计算弃风电量,作为检修计划的优化目标之一;针对光伏、水电的特性分别提出适合其外送通道设备检修的时段。考虑输电断面运行安全,建立了基于多约束条件的大电网检修计划模型,采用混合整数规划方法对该模型进行求解。以实际电网的年度检修计划编制作为算例进行了验证。     

农村配电网检修计划优化方法的研究及系统设计

电网设备检修是电力系统运行中一项十分重要的内容。科学、合理、实用的检修计划有利于提高电力系统运行的可靠性。结合实际电力调度计划工作中检修计划的制定原则和需考虑的各种因素,提出了适合配电网检修计划优化的数学模型。采用加权系数法,使用VB语言进行程序设计,编制了相应的应用软件,并已在辽阳县小北河变电所运行。运行结果表明,文中所提出的模型和设计的应用软件是有效的。     

计及时变故障率的电网计划检修启发式优化模型研究

电力设备在运行中受老化、磨损等因素影响,故障率随时间呈增长效应,通常需要采用计划检修削弱或消除上述因素导致的故障增长率。采用二重威布尔函数描述元件故障率增长规律,推导了时变故障率下元件的平均无效度公式。通过状态枚举法和基于交流潮流最优削负荷模型对系统故障状态进行选取和最优削负荷计算,建立系统可靠性指标、系统停电成本、计划检修成本、矫正性成本与计划检修率之间的解析表达式,在此基础上推导出系统总成本对元件计划检修率的灵敏度公式,利用该灵敏度公式采用启发式迭代方式对电网各元件计划检修率进行优化。针对RBTS系统,从可靠性和经济性两个方面对优化计划检修方式和传统C级检修方式进行了对比分析,并重点研究了优化计划检修方式下电网各设备计划检修成本的优化调整规律。     

基于设备时变故障率的海上油田电力系统可靠性评估

考虑海上油田电力系统与陆地电力系统的差异性,提出了一种适用于计算海上油田电网的设备时变故障率计算方法.首先基于知识图谱方法,分析了历史故障数据中各电气设备的故障原因和影响因素,并根据分析结果建立了计及设备及部件相互影响的电气设备基本失效模型;然后考虑设备组成元件的运行年限、检修策略等影响因素,对基本失效模型进行了修正,...     

基于风险综合评判的设备状态检修决策优化

针对目前在设备状态检修决策中尚未将设备状况与电网运行情况综合考虑的问题,提出一种计及设备故障风险及电网运行风险的输变电设备状态检修决策优化模型,以"综合风险费用最小"为优化目标,以同时检修、互斥检修、检修资源、电网安全等限制条件为约束。在充分考虑设备状态检修前后故障概率变化情况的基础上,采用禁忌搜索算法求解所建立的优化模型,通过风险经济性量化实现设备与电网运行风险的综合评判,得到技术经济综合最优的状态检修决策方案。对华东某地区电网的算例分析表明了所提出的优化模型及算法的有效性。     

基于综合风险的输变电设备月度检修计划协调优化方法

为了更加科学、有效地制定设备检修计划,提出了计及设备及电网安全运行综合风险的输变电设备月度检修计划协调优化方法。依据检修任务不列入月度计划的风险,对检修任务进行紧迫性分类。对紧急检修任务,按检修后降低的电网运行安全风险最大化,初步确定检修计划;按检修期间电网运行控制代价最小优化检修计划。对建议检修任务,按检修期间电网运行控制代价最小化,初步确定检修计划;按检修后降低的电网运行安全风险优化检修计划。通过按不同类别检修任务的特点和目标分别优化,实现了复杂离散优化问题的分解协调。最后基于IEEE算例系统的仿真结果验证了方法的有效性。     

基于设备在线监测的电网状态检修决策模型

日趋成熟的在线监测技术大幅提升了设备状态的观测频率。在此背景下,需要更加灵活的电网状态检修决策模型以适应高频率、可观测的设备状态变化。目前已有的电网状态检修决策模型主要优化是基于当前设备状态的系统级检修计划,并没有考虑对规划时间内新增状态信息的应对策略。这样无法利用可获得的规划时间内的状态信息,导致检修计划效能受限。因此,提出一种设备在线监测下电网状态检修的决策模型。具体实现方式是在已有模型中加入检修门槛,一旦设备状态在检修计划前越过该门槛,则将原计划提前执行以防止发生故障。同时将检修门槛应用于非待修设备,以应对可能发生的非待修/待修类别转换,由此形成完整的电网状态检修策略。进一步建立优化模型,以电网运行总风险为目标联合优化检修计划和检修门槛。最后通过算例分析表明该方法是可行有效的,对电网设备状态检修具有一定的工程价值。     

发输电设备检修优化决策系统设计与应用

为统筹优化电网生产运行中发输电设备检修计划安排,设计发输电设备检修优化决策系统。基于智能电网调度技术支持系统(D5000),并结合发输变电检修、负荷预测等多源信息自动生成计划方式。在此基础上,采用多类调度计划安全校核滚动计算方法来对计及电网安全稳定的发输变电检修进行优化,实现检修停电计划优化调整和电网供电能力评估,在满足电网安全可靠供电的基础上,优化发输变电检修日程,降低网损,提高电网运行经济性。系统自投入电网调度生产运行以来,实现了年/月发输变电检修计划的优化编制,提高了电网安全经济运行水平和生产效率。     

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。     

考虑检修计划的中长期水火电联合优化调度方法

在中长期水火发电调度中考虑检修计划的影响是目前中长期水火发电调度面临的难题。利用现代整数代数建模技术,建立发电计划和检修计划协调优化的多场景调度模型。在该模型中,鉴于设备检修计划的连续性,在预测场景树的基础上,将场景节点划分成不同的场景,通过节点和场景关联矩阵,实现多场景下设备检修模型的构建。同时,鉴于中长期调度计划中发电计划和检修计划对时段间隔要求的不同,分别设置电量相关节点和电力相关节点,实现中长期发电计划和检修计划的协调。上述模型是一个大规模混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)问题,采用商用MILP求解器进行求解。大规模实际水火电系统的实例分析结果表明,所提模型和方法是可行、有效的。     

基于状态检修的电网运行风险评估

设备故障率的计算是电网运行风险评估中的关键环节,将基于状态检修的设备故障率算法应用到电网运行风险评估中,在一定程度上提高了设备故障率的准确度、可信度。基于状态检修的电网运行风险评估方法充分考虑了电网运行中存在的不确定性,通过线路过载、变压器过载、过电压、低电压和失负荷五项风险指标较全面地描述电网运行风险水平,且应用了层次分析法计算电网综合风险指标,为对比电网不同运行方式下的风险大小提供了参考依据。通过实际算例分析,验证了基于状态检修的电网运行风险评估方法的有效性。     

考虑热惯性的热电联产系统两阶段优化调度方法

热电联产(CHP)系统具有环保、经济、运行方式灵活的突出优势,有较好的发展前景。文中基于电、热在传输和存储方式上的不同特性,提出一种考虑热惯性的CHP系统两阶段优化调度方法。第一阶段考虑供热网络结构和运行特性,建立基于模型预测控制(MPC)的CHP系统优化调度模型,优化日内可控设备出力及电网交互功率策略;第二阶段以CHP系统内各单元出力调整量最小为目标,综合考虑可再生能源及负荷的实时预测误差,动态调整第一阶段日内调度策略。算例表明,该两阶段优化调度模型可提高系统运行的经济性,弥补供需不平衡;结合系统热惯性,建筑物根据负荷需求和分时电价进行蓄热或放热可降低可再生能源及负荷不确定性对调度的影响,平抑功率波动,促进热电互补。     

基于检修方式下地区电网运行风险评估

检修状态下运行方式的制定对降低电力系统风险及确保电网的安全运行显得尤为重要,将风险理论应用于检修方式下的地区电网运行风险评估,根据地区电网运行特点,引入分层、分区评估的理念及可行运行方式集的生成方法;提出地区电网的运行风险指标,并计及备用电源自动投入装置对失负荷的影响的基础上,利用事件发生概率和后果形成风险矩阵,找到风险值最小的运行方式。最后实际电力系统检修时运行风险评估案例分析验证了该方法的有效性。     

考虑供需综合因素的电网检修计划最优决策模型

电网检修停电决策严重影响供电可靠性和用户满意度,实际电网检修计划主要以适合单一计划检修停电事件的主观经验决策为主导,但该方式难以实现多重检修计划停电事件的最优化决策问题,且现有方案仅考虑降低检修停电电量,仍需要兼顾检修侧与用户侧各方利益。为此提出了考虑供需综合因素的电网多重停电事件最优决策方法。首先,建立考虑多重停电事件的电网最优检修计划停电决策模型,该模型以最小化停电电量（电网侧）、最小化用户用电失望度（用户侧）和最大化设备停电时间差异度（检修侧）等构建多目标函数,以停电电量约束、特殊事件约束等为约束函数。其次,为提高优化效率,建立基于比例系数法的电网最优检修停电决策单目标函数优化模型;再次,构建基于惩罚函数的适应值优化模型,采用遗传算法对最优检修停电决策问题进行求解;最后,采用实际电网案例进行仿真分析,并验证所提模型和算法的正确性与有效性。     

基于MDP的半导体制造设备维护调度研究

为解决半导体制造设备的维护调度问题,提出基于马尔可夫决策过程(MDP)的制造设备两层维护优化模型。设备层利用马尔可夫决策过程(MDP)模型,同时考虑劣化故障和随机故障两种故障类型,制定针对单台设备的工件排序、清洗和维修的长期维护优化策略,系统层采用遗传算法解决有限维护资源下短期维修调度方案,尽可能降低由设备故障所导致的生产损失。最后以某半导体生产线为例利用eM-Plant软件进行仿真验证,结果表明,该维护策略能更好的提高系统性能。     

计及功率预测误差的交直流混合微电网多时间尺度优化运行方法

为了提高交直流混合微电网优化运行的适用性,针对交直流混合微电网特殊的网架结构和电气特性,基于两层时间尺度建立了计及功率预测误差的交直流混合微电网多时间尺度优化运行模型。首先,在h级时段,利用日前风光出力、负荷水平预测数据来制定日前经济调度方案。然后,在实时15 min级时段,检测在日前h级调度方案下的不平衡功率偏差,制定不平衡功率调整计划,该计划能够最大程度降低调整费用或者提高调整收益。最后通过算例验证所提方法的有效性。