基于设备状态评价和电网损失风险的配电网检修计划优化模型

为解决配网检修计划制定重视网架结构和负荷而忽视设备差异及实时状态的问题,提出了一种基于设备状态评价和电网损失风险计算的配电网检修计划优化模型。建立了设备健康指数与未来所分析时间内失效率矩阵的计算方法,并给出了关键参数。基于动态变化失效率和配电网网架拓扑,采用最小路法计算获得了正常运行及检修情况下整个配电网负荷点失效率和负荷点故障时间。建立了考虑正常及检修情况下配网缺供电量、负荷点重要性、设备价值及故障维修成本的故障电网、故障设备损失风险模型、检修电网损失风险模型和检修设备损失风险模型。结果表明:论文所提出的优化模型综合考虑上述风险模型的计算风险决策值,实现了检修计划的优化;同时,利用动态变化失效率代替传统检修计划制定过程中的历史平均失效率,克服了传统状态评价检修方案制定过程中未计及配电设备检修而导致网架结构薄弱所引发的配网缺供电损失风险。利用该模型对南京某配电网实际案例开展的计算获得了配网风险决策值,计算结果表明:设备多、负荷大、检修时间晚等单一风险因素不一定决定了配电网的风险值,该模型确定的检修方案整体费用低于其他方案,满足实际工程的需要。研究结果证明了基于设备状态评价的配电网检修计划优化的可行性,所提方法同样适用于更高电压等级网络的检修计划优化。     

基于模糊信息粒化算法的继电保护风险评估

继电保护设备是保障电网安全的第一道防线,因此评估继电保护风险对于保障电网可靠运行具有重要意义。为了解决继电保护系统数据统计带来的不确定性,采用软层次模型建立继电保护风险评估模型。首先从风险的定义出发,指出影响风险的因素,即继电保护设备发生故障的概率和发生故障后的损失;其次,采用状态评价模型计算设备故障率,采用赋分法计算继电保护设备发生故障带来的损失;再次采用模糊信息粒化算法即软算法处理事故发生概率以及事故损失的数据,计算风险并采用模糊排序方法对多个地区的风险进行排序,为风险管理者做出正确决策提供理论依据。最后结合某地区的实际数据表明采用模糊信息粒化算法做继电保护风险评估的正确性和有效性。     

计及风险损失的配电设备检修方式选择

针对目前在设备检修方式选择方面未将设备健康指数、检修成本和设备故障损失综合考虑的问题,提出了一种结合设备状态评价结果,计及检修成本和检修后设备风险损失的检修方式选择决策模型。定义设备风险损失为设备故障损失和设备故障概率的乘积,设备故障损失由设备资产损失和电网运行损失两部分组成,并给出了各部分的具体计算公式。分析了检修成本的组成和计算方法以及不同检修方式对设备故障率的影响。最后以检修成本和检修后设备风险损失之和最小为目标,用量化的方法对配网设备检修方式进行选择,并结合算例给出了某状态下两台变压器检修方式的选择过程,结果表明了所提模型的有效性。     

基于改进状态空间分割法的继电保护设备拒动风险评估

继电保护设备隐性故障已经成为导致电力系统连锁故障的重要因素.因此,在电力系统的风险分析中,需要突破传统N-1故障设置假设,考虑受继电保护设备隐性故障影响的N-k连锁故障.针对继电保护设备拒动引发连锁故障的问题,首先根据继电保护设备的功能模块建立继电保护设备拒动故障树模型;然后综合考虑元件固有失效率和运行信息,建立继电保护设备拒动概率动态评估模型.基于此,提出一种改进的状态空间分割法对电力系统面临的连锁故障风险进行分析,实现了在枚举空间和抽样空间中进行连锁故障搜索,可提高连锁故障搜索的完备性和风险分析的计算效率.最后,在仿真中验证了所提方法的有效性.     

考虑隐性故障的继电保护系统可靠性分析及评估

为了更好地评估继电保护系统的可靠性,搭建了考虑隐性故障和系统运行状态变化时单一保护系统的可靠性模型。而后基于所搭建的可靠性模型,计算得到了随潮流变化时隐性故障率的变化情况和隐性故障修复率对继电保护系统正常运行的影响,并给出了基于概率模型的方法对超高压线路继电保护系统的可靠性进行评估。基于概率模型的方法是对马尔可夫状态空间模型方法的一种简化,适合工程应用,为完善继电保护系统的可靠性评估提供了可行的数学方法。算例验证了所提方法的正确性。     

智能变电站继电保护状态监测的一种模糊评估算法

为了改变智能变电站继电保护定期检修的模式,根据继电保护装置故障情况选取了监测信息,提出了继电保护监测信息的采集方案和分析方法。引入模糊数学理论,基于模糊综合评判思想建立继电保护状态评估模型;将状态参量信息用隶属函数表示,对继电保护装置的在线监测信息和历史记录信息开展量化评估,并综合得出继电保护的运行状态。实例证明,该评判方法是合理和有效的。状态评估的应用将以往变电站定期检修策略转换为状态检修策略,可有效地减少继电保护检修费用,提高变电站系统运行的可靠性。     

考虑供能设备故障风险的电-气-热综合能源系统优化运行

为了应对综合能源系统(Integrated Energy System, IES)中供能设备存在的潜在故障风险,建立了基于运行状态的设备故障概率模型以及基于负载率的设备故障严重度模型,表征设备不同运行状态与系统安全风险关联关系。在此基础上,以运行成本和风险值为优化目标,综合考虑电力、天然气和热力管网以及机组出力等多种约束,建立了IES多目标优化运行模型。运用二阶锥松弛、分段线性化和宽容分层序列法将该模型处理为混合整数二阶锥规划模型,并用宽容度表征系统对风险的接受程度。算例分析结果表明该模型求取的运行策略可以较好地兼顾系统运行安全性与经济性,验证了所提模型和方法的合理性和有效性。     

一种适用于发电机组的机会维修模型

发电机组由多种设备有机构成,在机组正常运行中,某一设备发生故障,机组可能并未完全失效,而是过渡到部分出力运行状态,为研究这一现象对机组检修决策的影响,提出一种适用于机组的机会维修模型。该模型以机组为基本单位进行检修决策,在机组某一设备发生故障后,选择其他待检设备实施机会维修,同时,通过量化不同设备间经济关联,给出系统运行成本和系统风险成本的评估方法,并以系统总成本最小为优化目标,对机组机会维修策略进行了研究,实现了机组故障后检修与预防性检修的联合优化。算例分析表明所提模型的可行性和有效性。     

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.     

基于电网运维大数据背景下的继电保护故障定位分析

针对继电保护通信网络中的多个通信通道同时产生报警，导致继电保护通信系统故障定位较难的情况进行了探讨。首先针对继电保护故障定位需求展开研究，提出继电保护网络的通信故障定位方法；接着基于电网运行管理信息的改进贝叶斯方法，给出新的继电保护通信系统疑似故障定位方法；再通过信息综合管理RPMS、通信网管系统的报警信息及调度综合运行管理OBS所获取到的信息，对故障范围进行缩减，对原有电网运维大数据记录进行改良分析，通过贝叶斯模型来找出继电保护通信系统最可能出现故障的因素。     

电网一次设备状态检修风险评估方法改进

电网一次设备风险评估结论是状态检修辅助决策中的一个重要依据。传统风险评估方法对电气元件在电网中的位置重要性(系统枢纽变电站、地区重要变电站和一般变电站)进行粗略分类定级,没有基于电网潮流的定量计算分析,也未考虑元件检修对电网造成的损失影响,对电力系统元件检修决策难以定量指导。在弥补传统风险评估方法不足的基础上,提出了基于电网安全分析的电网一次设备风险定量评估方法,该方法主要对元件故障后电网稳定情况、减供负荷值等指标进行分析,根据各指标值对电网不同运行方式下一次设备故障的风险损失进行计算,风险损失以货币形式给出。该方法根据设备运行与检修存在风险的比值结果,指导设备状态检修工作。通过实例计算,结果表明改进算法能够更准确地反映设备在电网中的运行状态,弥补了传统评估方法的不足。     

配电自动化二次设备风险评估与检修决策研究

数量庞大的配电自动化二次设备是维护配电自动化系统安全稳定运行的关键对象,通过对配电自动化二次设备风险点的识别和持续关注建立风险评估流程,根据设备的状态评分推算平均故障概率,从而计算综合风险损失和量化风险值。以风险损失和检修成本之和最小为优化目标,构建检修决策优化模型,综合考虑风险和成本费用两方面后,文中对检修计划给出了科学合理的排序,大幅降低二次设备的检修成本和因不合理检修可能导致的故障风险,实现配电自动化二次设备的精益化运维管理。     

电力系统二次设备风险评估模型和方法

针对二次设备的风险评估中无量化评估方法和规范的问题,提出一种量化评估模型和方法,该模型将设备状态评价结果和平均故障概率统计数据进行关联拟合,确定二次设备平均故障概率的计算方法;针对二次设备自身的特点建立基于事件树的可能损失评估模型,并结合设备的平均故障概率和故障引起的等效可能损失计算出设备当前的风险值。实例证明,利用该方法开展风险评估可以合理地反映二次设备的运行风险,其评估结果为科学开展二次设备风险控制等工作提供依据。     

基于信息可达性的智能变电站继电保护系统风险评估方法

借助于有效的状态监测和故障诊断技术,智能变电站继电保护系统的各类故障可观,然而对于故障的风险尚缺乏有效的定量评估手段。构建智能变电站继电保护系统的网络拓扑,从信息在网络拓扑中传输的角度,用改进简化的可达矩阵算法分析信息在源宿之间的可达性。通过构建继电保护系统失效树,定性分析故障引起的不可达信息,判别其风险类型。最后综合考虑一次间隔重要度和继电保护故障严重度评估故障的风险。算例结果表明所提方法能有效分析继电保护故障带来的风险影响,并能合理区分不同故障的风险影响大小,验证了所提方法的有效性和必要性。     

牵引变电所二次设备故障预警系统的研究

通过对二次设备的状态进行监测、评估,利用系统的信息关联和隐藏故障的特征提取对二次设备的隐藏故障进行预警。在系统状态评估的基础上,综合考虑维修成本和系统可靠性对维修策略进行优化。应用故障预警系统,可以有效地提高系统运行可靠性,减少事故概率,降低维修成本,为高速列车的安全正点运行提供良好的动力保障。     

基于线路二次设备实时信息的保护定值风险评估研究

对继电保护设备风险程度进行评估,及时发现继电保护系统薄弱环节,对维持电力系统安全稳定运行具有重要作用。以故障发生概率和危害程度作为继电保护定值风险评估的量化指标,提出了一种基于线路二次设备实时信息的保护定值风险评估方法。基于继电保护拒动和误动两个方面对保护不正确动作的概率进行计算,并以相对负荷损失这一特征量来定量分析保护不正确动作的危害。从保护定值的配合关系和继电保护系统的硬件缺陷两个方面,对保护装置整体闭锁和主保护闭锁这两种闭锁情况下的保护定值在线校核策略进行研究,建立以单个保护装置为研究对象的保护定值风险评估模型。通过对某地区电网线路保护装置进行定值风险评估,验证了所提方法的合理性和可行性。该方法有利于发现继电保护系统的薄弱环节,提升电力系统的安全性和可靠性。研究成果对提升电网安全可靠运行具有指导意义。     

基于马尔可夫链模型的输电线路运行状态及其风险评估

综合考虑影响输电线路运行状态的内、外两方面因素,提出一种基于马尔可夫链模型的运行状态及其风险的评估方法。首先,利用马尔可夫链外推输电线路运行状态,量化外部条件下的线路初始故障概率,并进一步结合系统潮流水平,计算线路实际运行故障概率。其次,考虑系统运行约束,定义相关故障严重性指标及其基于层次分析权重的综合性指标,对线路故障下的系统"影响"进行量化。最后,利用风险评估思想,将线路故障概率与量化后的"影响"相结合,实现对线路运行风险的评估。仿真结果表明,由于综合考虑了内、外影响因子的作用,并涵盖了多类风险因子的评估指标,所提方法对系统中高风险运行的重要线路有较好的辨识能力,且有效回避了因为部分状态信息缺失造成状态评估实现困难的问题,为输电线路状态检修工作提供了参考。     

变压器在线监测装置配置优先级评估模型

如何合理配置在线监测装置,提高在线监测装置综合经济效益,是电力行业关注的新问题。针对这一问题,提出了一种变压器在线监测装置配置优先级综合评估模型。该评估模型包含设备层和系统层,设备层可分为设备属性评估和运行状态评估。其次,对各评估方法进行了描述,包括基于模糊层次分析法的变压器设备属性评估方法,基于状态评估技术的运行状态评估方法以及基于风险收益指标的系统层评估方法。最后,以实际电网算例对所提模型进行了验证,仿真计算结果证明所提评估模型能够对不同变压器在线监测装置的配置优先级进行较为合理的排序,并且综合考虑多方面因素,评估结果更具全面性。     

计及风险损失的配电设备差异化运维策略优化

针对定期检修运维模式存在的运维资源分配不合理问题，提出了一种计及风险损失的配电设备差异化运维策略优化模型。首先以多源信息为输入，采用分层加权综合方法计算配电设备健康指数；然后利用故障后果模式分析法分析设备故障损失，以设备故障率和故障损失的乘积量化设备的风险水平；最后以检修成本和检修后系统风险损失加权和最小为目标，考虑有限运维资源约束，采用遗传算法求解配电设备的差异化运维策略。结合算例验证了模型有效性。     

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。