基于全寿命周期成本的电力变压器检修决策

电力变压器作为电网系统中的枢纽设备,其运行的可靠性和经济性与电网的安全运行有着必不可分的关系。为统筹兼顾变压器可靠性与经济性,确定最佳检修策略,从全寿命周期成本的角度出发,考虑了大修方式下动态的役龄回退因子以及小修对役龄回退和故障率的影响,建立了大修和小修同时影响下的动态的役龄回退模型,并据此建立以全寿命周期成本最小为目标的电力变压器全寿命周期成本模型;同时将搜索步长的自适应和参数Pa的自适应策略相结合对布谷鸟搜索算法进行改进,然后应用改进的布谷鸟搜索算法对变压器检修成本模型进行了优化,得到变压器最优的大修时间以及对应的全寿命周期成本;最后将3次大修、2次大修以及等时间间距大修情况进行了对比,结果表明,在保证可靠性的前提下,3次大修的方案具有最优的经济性。     

一种基于变压器状态时间模拟的全寿命周期成本计算模型

随着人工智能技术的兴起,大数据技术与设备运维检修融合是电力行业的发展趋势。为了衡量基于大数据的状态检修策略在变压器运维检修中的经济性,本文针对状态检修和基于大数据状态检修的特征对分别对变压器全寿命周期的检修计划进行排布,并提出一种新的变压器全寿命周期成本模型——基于变压器状态模拟的全寿命周期费用分析模型。在该模型中,将变压器的运行状态划分为可用与不可用两种,并利用蒙特卡洛方法对变压器全寿命周期的可用状态和不可用状态的时间序列排布进行模拟。在此基础上,分别构建出不同状态下变压器的成本计算模型。最后,选取典型的变压器运检案例进行测算分析,分析表明:对于220k V变压器,应用基于大数据的状态检修策略相比状态检修策略在全寿命周期成本约节约500万元,经济性更为突出。     

电力变压器全寿命周期成本模型及灵敏度分析

以全寿命周期成本理论为基础,建立了考虑资金时间价值的电力变压器全寿命周期成本计算模型,给出了灵敏度分析方法。结合实际算例,对全寿命周期成本的各阶段成本进行了比例分析,并就成本因素开展了灵敏度分析,找出了影响变压器全寿命周期成本的关键成本因素。提出减少变压器全寿命周期成本的主要途径:在设备选型、运行及改造的过程中,保持变压器低能耗成本;同时以状态检修代替定期检修来优化变压器的检修方式。     

基于全寿命周期的变压器成本风险评估

根据变压器全寿命周期的周期划分,将变压器全寿命周期成本划分为初始、运行、检修、故障及报废5个部分成本并建立其对应的模型。通过分析建立初始成本与全寿命周期成本的关系并优化得到最优的初始投资成本。通过分析变压器全寿命周期成本中的风险因素,利用模糊层次分析法建立了变压器全寿命周期成本风险评估体系。     

基于系统动力学的电力变压器全寿命周期影响因素分析

为了实现电力变压器的维修方案、全寿命周期成本（LCC）和可靠性综合最优,针对传统研究中未考虑维修对LCC与可靠性的影响以及对其寿命周期内所产生的成本分析不够全面的问题,提出了基于系统动力学的电力变压器全寿命周期成本LCC模型,同时考虑到维修对役龄回退与故障率的影响,建立了一种线性定量衰减的电力变压器役龄回退模型。最后通过VENSIM软件对变压器LCC影响因素进行仿真分析,确定了各个电力变压器全寿命周期成本组成因素和不同检修方案对LCC的影响程度,并得出关键成本影响因素和最优检修方案,为LCC估算和管理控制电力变压器投资决策提供了重要的依据和基础。     

电网主设备运行维护策略辅助决策方法

提出了一种全新的综合考虑基于风险的检修和基于全寿命周期成本(LCC)的电网主设备运行维护(简称运维)策略辅助决策方法。该方法以深圳电网主设备运行风险评估结果为依据,对设备运维策略的多种约束条件进行了系统性分析,并依据LCC方法对设备的最佳寿命进行了评价,制定了设备科学运维决策流程图,最终给出运维策略的优化方案。实际应用表明,提出的方法具有科学性和实用性。     

电网主设备运行维护策略辅助决策方法

提出了一种全新的综合考虑基于风险的检修和基于全寿命周期成本(LCC)的电网主设备运行维护(简称运维)策略辅助决策方法.该方法以深圳电网主设备运行风险评估结果为依据,对设备运维策略的多种约束条件进行了系统性分析,并依据LCC方法对设备的最佳寿命进行了评价,制定了设备科学运维决策流程图,最终给出运维策略的优化方案.实际应用表明,提出的方法具有科学性和实用性.     

兼顾供电可靠性和LCC的变电站主设备检修策略优化方法

提出了一种能够同时兼顾变电站供电可靠性和设备全寿命周期成本(LCC)的设备检修决策优化方法。该方法选择变电站中的待检变压器和断路器,利用健康指数(HI)和役龄回退因子分别计算待检设备检修前后的故障率;通过变电站的预想事故分析和负荷削减状态的枚举,计算设备检修前后变电站电量不足期望(EENS)和设备LCC的变化量;最后,分别给出以可靠性优先、经济性优先和费效比优先作为评价指标的优化检修策略。某220kV变电站的检修决策实例表明,该方法能够综合考虑变电站的供电可靠性和设备的LCC,制定合理有效的检修策略。在有效降低变电站供电风险的前提下提高设备检修效率,减小检修维护成本。     

电力变压器全寿命周期成本建模及其灵敏度分析

为提高电力变压器设备经济寿命及运行可靠性,降低设备全寿命周期总成本,比较分析电力变压器全寿命周期各阶段的关键影响因素,对电力变压器全寿命周期成本(LCC)进行较精确的建模,提出灵敏度分析方法,并结合实际算例计算分析设备LCC及其影响因素,为降低总成本提供理论支撑,为设备运行管理提供决策支持。     

基于经济寿命与年费用最小的电网设备检修方案经济性分析

本文从设备全寿命周期出发,结合电网设备运行风险,提出基于经济寿命和年费用最小的电网设备检修方案的经济性分析模型。年费用是在考虑资金时间价值的情况下由设备运行风险转化为的资金损失、运行成本和投资成本等的年均费用构成。该模型既考虑了设备自身的风险,又考虑了设备故障对电网运行造成的风险,将设备检修从传统单一的设备层面扩展到设备与电网的综合层面。以深圳电网220kV变压器为例进行了分析计算。     

考虑时变故障率的架空输电线路最优巡检策略研究

目前输电线路的巡检周期多为固定性周期,不能根据线路的运行状态和环境状况进行及时调整,影响线路的供电可靠性和经济性运行。针对这一问题,给出了一种考虑时变故障率的架空输电线路最优巡检策略。以包括巡检成本、故障电量损失成本和维持可靠性的成本在内的综合目标效益函数最大作为指标,建立了基于遗传算法的线路巡检策略模型。为了得到更精确的效益函数,建立了非时齐马尔可夫时变停运模型,并结合蒙特卡罗可靠性仿真模型得到了可靠性指标,最后通过遗传算法求解出一个动态、周期可变的输电线路巡检计划。通过中部和东部两个故障率特征不同地区的实例计算,表明算法能根据输电线路的实际故障率大小进行巡检策略制定,并得到一个经济、合理、区域性、分季节性、动态可变的巡检周期计划。这避免了传统巡检过度和巡检不足的问题,能在获得较大经济效益的条件下,保证输电线路以较好的状态运行。     

电力变压器全寿命周期经济-物理综合寿命评估方法

针对电力变压器寿命定量评估问题,提出了电力变压器全寿命周期经济-物理综合寿命评估方法。首先建立电力变压器全寿命周期成本模型,分析了全寿命周期成本各组成部分与运行时间的关系,以全寿命周期成本最低原则得到电力变压器经济寿命。建立了电力变压器物理寿命评价指标体系,从电力变压器主绝缘老化程度、绝缘运行状态和部件缺陷风险三个方面进行综合评价,运用层次分析法确定了各评价指标的权重,得到电力变压器物理寿命。以电力变压器物理寿命作为基准,综合考虑经济寿命,建立全寿命周期经济-物理综合寿命模型。对某电力变压器进行实例分析,评估了该变压器的经济-物理综合寿命,验证了所提方法的合理性和实用性。     

基于犹豫模糊矩阵的变电站自动化设备检修优先级决策

检修条件有限的情况下,检修优先级决策是合理制定检修计划及最优化检修效果的基础。综合考虑检修经济性与运行可靠性,构建优先级决策指标集并提出各个指标的量化方法,以此对检修任务的检修成本及运行风险展开量化评估。在此基础上引入基于指标相关性等因素建立的指标权重确定模型,结合反映决策者模糊意见的犹豫模糊矩阵,解决权重确定的模糊性和实时性问题。最后,通过算例对比验证了所提方法的有效性,可为调度人员合理编排检修计划提供决策依据。     

考虑不确定性和安全效能成本的配电网低电压综合治理方法

随着电力负荷的高速增长,近年来我国低电压问题日益突出,研究一种能够保证其综合效益的低电压综合治理策略具有重要的理论和实际意义。针对该问题,提出了一种基于安全效能成本(Safety Efficiency Cost, SEC)和改进信息间隙决策理论(Information Gap Decision Theory, IGDT)的配电网低电压综合治理方法。首先,以线路改造、无功补偿、变压器调压以及新建变电站为治理措施,构建了安全效能成本指标的数学表达式。然后,考虑负荷预测误差的不确定性,提出一种改进的信息间隙决策理论。以全寿命周期成本最小为目标,在满足安全指标和电压偏差指标的预期目标以及投资预算限制的情况下,构建基于改进IGDT的低电压综合治理双层鲁棒模型。最后提出了一种针对该规划模型的求解算法。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

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。     

基于灰靶决策和多目标布谷鸟算法的微电网分布式电源鲁棒优化

风机、光伏等可再生能源出力和负荷需求的不确定性给微电网稳定运行带来挑战。首先,针对这一特性,构建约束条件的不确定集,综合考虑运行成本和环境成本,建立微电网多目标鲁棒调度模型,并引入鲁棒不确定预算调节不确定集合的保守度。其次,采用基于Pareto支配策略的改进的非线性多目标布谷鸟算法求出Pareto最优解集,并利用多目标灰靶决策从Pareto最优解集中选择出满意方案。最后,针对一个小型微电网系统建立优化模型并求解,对比分析仿真结果,验证了所提方法的可靠性和有效性。     

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。     

基于改进役龄模型和全生命周期成本的继电保护装置服役年限确定

继电保护装置是电力系统的第一道防线,其合理的定期检修和退役对电网安全稳定运行和保证经济效益至关重要.基于具有线性衰减特性的役龄模型,结合继电保护装置的缺陷率特性曲线,同时计及继电保护装置的缺陷率和年均运行成本,在保证可靠性的前提下,以全生命周期年均运行成本最低为目标,构建了继电保护装置最佳服役年限确定模型.基于现场运行数据,对该模型进行了验证,得到了继电保护装置的最佳服役年限.结果表明该模型在继电保护装置检修技术改进或检修计划变更时,对确定继电保护装置最佳服役年限具有一定参考意义.     

基于状态联动的在役设备最佳运行寿命评估模型

以设备实际运行状态为依据,以科学预测在役设备最佳使用年限、维护系统的供电可靠性和提高企业经济效益为目的,构建了基于状态联动的在役设备最佳运行寿命评估模型。基于在役设备的状态评价结果建立状态联动的故障概率预测模型,改进可靠性参数的预测,综合考虑了健康状态和运行环境等因素,反映了在役设备的个体差异性。兼顾可靠性和经济性的要求,结合模糊役龄回退机制,以设备年均全寿命周期成本最小为目标,构建电力设备最佳运行寿命评估模型。以变压器为例,从在运时间和当前健康指数两个维度对在役设备的最佳运行寿命进行了比较分析。算例结果表明,构建的最佳运行寿命评估模型可以合理设定设备的最佳运行寿命,能为在役设备的检修和退役安排提供理论参考。     

基于时间延迟理论的海上风电机组不定期检修策略

由于海上环境特殊,海上风电机组发生故障时适宜采取部件整体更换方式。实施状态检修选取合适的更换周期是降低运维成本的一个有效策略,但海上状态监测和健康诊断等技术还不够完善。针对此问题,以海上风电场运维日志为基础,借鉴状态检修中设备存在潜在故障—功能故障间隔的思想,将时间延迟理论引入海上风电机组维修中,对部件从潜在故障到功能故障的发展规律进行建模,并在此基础上提出一种适用于海上风电机组的不定期检修策略,优化部件更换周期。案例分析表明,所述方法能够确定一组最优的运维策略,使部件单位运行成本期望值处于一个较低水平,同时灵敏度分析结果能对优化出的策略进行运行风险评估。