基于深度学习的配电网故障风险及状态检修

针对当前配电网采用的检修方式没有综合考虑可靠性、安全性和经济性且采用的方法较传统的问题,提出了基于深度学习的配电网故障风险成本量化与状态检修方法.首先,对配电网中的变压器、架空线路、电缆线路及断路器等设备分别建立健康状态评估模型,并计算配电网综合故障概率;其次,分别提出了变压器、架空线路、电缆线路、断路器的故障风险成本...     

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。     

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。     

基于模糊数学的电缆线路风险评估模型研究

电缆线路作为配电网不可或缺的一部分,合理地对电缆线路实施状态检修具有非常重大的意义。通过对电缆线路健康水平进行风险评估,可以有效地对电缆线路实施状态检修。文中在对电缆线路风险因素分析的基础上,研究了电缆线路风险评估模型的建立和评判方法,根据电缆线路组件的不同风险状态量,建立电缆线路风险因素集和影响列表。针对不同检修人员的不同评估意见,不同类型数据所用的不同评估标准,将精确数学评判模糊化,提出了基于模糊数学的电缆线路多级模糊风险评判方法。各风险因素的向量和重要程度系数通过专家评议法确定。采用加权平均模型对多层次模糊算法进行了进一步的改进与完善,最后所建模型的有效性与合理性通过算例分析给予了充分验证。     

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。     

基于多重对应分析法的不同电缆群体故障特性研究

导致电缆故障的因素有很多,现有的文献通常针对某一特定的故障因素与故障行为进行关联分析,却无法获取差异性电缆群体的故障行为特性。为此,结合国内某市供电公司的中压电缆故障统计数据,基于多重对应分析法(MCA),对导致电缆故障的诸多因素进行了关联分析,并利用2维感知图直观显示了诸多因素对电缆故障行为的影响程度,随后根据故障电缆以往的运行表现得分对不同结构特点的电缆群体进行了分类,使同一小组内的电缆具有类似的电缆故障行为特性。研究结果表明:所提出的电缆群体分类方法以所有不同结构特点的电缆为对象,主观性较少;与电缆结构特点和故障特征相关的变量有6个;根据电缆本体的历史故障统计数据,可将所有不同结构特性的电缆线路分成3类;根据电缆中间接头的历史故障统计数据,可将所有不同结构特性的电缆线路分成4类,从而可探讨每一类电缆群体的故障发展趋势。每一类电缆群体的历史故障特性和未来发展趋势均不相同,因此,对于某一类相同结构特点的电缆线路,需制定针对性的检修策略和电缆更换计划。     

浙江电网电缆线路运行情况分析

从电缆线路故障率、故障位置和故障原因三方面,对2009-2011年浙江电网10 kV及以上电缆线路的运行情况进行统计和分析,总结了浙江电网电缆线路典型故障类型和特点。对浙江电网电缆线路状态检测技术应用情况及状态评价、状态检修工作开展情况进行总结分析,指出了在电缆线路状态检测及评价方面尚需进一步完善的工作,以期为全面推进电缆线路的智能化和状态检修提供参考。     

考虑线路故障概率的小电流系统接地故障选线策略

分析了基于运行经验的几种不同的小电流接地系统接地故障选线策略,采用内地长沙电网和沿海温州电网故障数据计算了不同策略中用以表征线路故障概率的指标与故障概率的相关性,并对不同策略进行了数值仿真。结果表明,以历史故障次数表征线路故障概率并结合线路负荷分析的选线策略是可靠的和可行的,可显著地降低非计划停运次数和电量损失。     

基于继电保护隐藏故障的系统连锁故障风险评估

针对电力系统隐藏故障造成的保护误动问题,提出基于熵权双基点法的电力系统连锁故障风险评估的新方法,在分析隐藏故障成因的基础上建立线路过负荷保护的隐藏故障模型来描述隐藏故障发生的概率。应用风险理论与效用风险函数对过负荷风险指标、失负荷风险指标、电压失稳风险指标和频率偏移风险指标等4个风险指标进行量化,得到风险指标值。结合熵权双基点法法计算出系统线路的风险贴近度。最后根据风险贴近度的计算结果对线路进行风险排序,找出系统中的脆弱线路,并据此提出了减小隐藏故障发生概率的改进措施。对IEEE 10机39节点系统仿真验证了该方法的可行性与正确性,为电力系统的检修维护和运行管理提供了参考和依据。     

基于PSO-GA混合算法的配电变压器检修优化

针对当前流行的状态检修的概念,通过分析比较,确定了基于风险的配电网检修优化方法;并根据配电变压器历史故障概率数据通过威布尔分布拟合配电变压器的故障概率,并采用等效役龄对故障概率进行修正;计及设备检修时的检修风险和故障风险后,建立了以电网运行风险最小为目标的配电变压器检修优化模型;最后提出了一种以粒子群优化算法为主、遗传算法为辅的混合优化算法求解模型。该模型既能够降低搜索到局部最优解的概率,又能保证全局最优解的精度。算例验证表明了该方法的有效性。     

基于风险评估的高压电缆巡检周期优化模型

高压电缆日常巡检与消缺工作能够及时发现并消除电缆故障隐患,是降低故障率的有效措施.但忽略风险差异的定期巡检方案会导致人力资源被浪费在不必要的检查与测试环节.为了保证电缆可靠运行且兼顾经济性要求,该文提出了基于风险评估的高压电缆巡检周期优化方法.首先针对历史故障数据,提出了一种高压电缆故障数据记录方法,计算电缆故障频率....     

基于故障风险水平的海上风电场机会维护策略

海上风电场的维修费用占发电总成本比例较高。为降低海上风电场的运维成本,在基于可靠度阈值的机会维护策略基础上,针对风电机组子系统间存在的故障相关性与子系统故障风险水平,文中提出一种包含故障风险水平、可靠度双阈值和维护矩阵的海上风电场机会维护策略。首先,采用故障链模型对风电机组子系统间的故障关系进行描述,并建立风电机组各子系统的可靠度模型。其次,引入多级维护的概念,提出考虑故障风险水平的风电场机会维护策略优化模型,采用粒子群算法对子系统机会维护的风险因子进行优化,进而确定单台机组的维护策略。然后,综合考虑海上可及性、备件库存等因素,提出一种基于维护矩阵的海上风电场维护策略优化模型,以单位时间维护成本最小为目标函数,根据子系统的备件库存和故障风险水平来对维护策略进行动态调整。最后,以某海上风电场中单台风电机组为例,分析可及率、多级维护等因素对风电场机会维护策略的影响。结果表明,考虑故障风险水平的机会维护策略相比传统机会维护策略费用率可降低27.34%,验证了所提机会维护策略在降低维护费用方面的有效性。     

计及保护失效的智能变电站二次系统综合风险评估研究

为了评估智能变电站二次系统的可靠性,针对现有研究未充分考虑保护失效带来的后果的问题,提出了计及保护失效的智能变电站二次系统的综合风险评估方法。首先利用Markov过程,计算各二次设备的稳态概率。按照IEC61850的功能分解,采用可靠性框图法,计算各保护系统的稳态可用度、稳态误动率、稳态拒动率。针对各保护系统的各失效情景,分析各保护失效事件的发生概率、受到影响的一次设备。采用"删去留下"法,获得保护失效情景下主接线的最小路集,获得主接线的可靠性指标。综合考虑保护系统失效带来的主接线可靠性指标变化与失负荷量,采用保护系统失效情景的发生概率、失负荷量、主接线故障频率相对值三个指标,构造保护系统的异常失效风险指标。以异常失效风险、停运失效风险及其在全站综合风险的占比,定量分析某保护系统失效对全站保护系统综合风险的影响程度。典型变电站的多个算例验证了所提方法的有效性。     

基于故障率分析的继电保护系统状态检修策略

为了准确计算继电保护系统状态检修的具体检修周期,方便运维人员安排检修计划,提出了一种基于故障率分析的继电保护系统状态检修策略。根据历史数据拟合其基础故障率模型,分别考虑中长期和短期等因素的影响,形成修正后的继电保护系统实际故障率模型。在此基础上,结合工程应用经验和相关导则,通过设立累积故障率门槛值,计算具体的检修周期。算例结果表明,所提出的状态检修策略可以为运维人员提供具体的检修周期,提高了检修的工程应用性。     

基于连锁故障事故链搜索的输电网风险评估研究

针对传统风险评估所使用方法的局限性并考虑到电网实际需求,提出了一种基于连锁故障事故链搜索的输电网风险评估方法。在事故链搜索模型方面,提出了一系列改进措施,计及了多种故障类型,引入了暂态稳定、电压稳定、频率稳定以及系统解列等判据并匹配了实际系统的安稳措施。在风险评估模型方面,结合电网历史数据提出故障相关性因子以增强事故链概率的合理性。此外,还基于国务院599号令的打分方法提出并设计了风险指标,并最终开发出了应用于实际电网的风险评估系统。通过对中国某省实际电网的仿真,验证了所提方法的有效性和可靠性,同时得到了一些有意义的结论。     

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。     

±160 kV直流XLPE海底电缆载流特性仿真及试验

南澳岛±160 k V多端柔性直流输电工程在我国首次采用了高电压、大长度的挤包绝缘直流电缆系统,而目前在国内尚无此电压等级直流电缆工程的运行及维护经验,因此亟需对交联聚乙烯(XLPE)直流电缆的载流特性展开研究,从而为直流电缆线路运行限值的控制以及在线监测系统的定制提供技术支持。通过研究不同敷设环境下直流电缆的散热原理,采用专业有限元软件COMSOL Multiphysics建立了带保护套管埋地敷设方式下±160 k V直流XLPE海底电缆的温度场模型,用以模拟其温度分布和计算其载流量;通过在试验场地开展静态载流试验,对仿真模型的可靠性进行了验证;对试验结果进行讨论,分析得出了直流海缆的载流特性。     

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.     

基于杜鹃算法的变压器全寿命周期成本优化研究

变压器运维方式影响其运行可靠性和检修费用,进而影响全寿命周期成本。因此,优化运维策略对降低全生命周期成本具有重要的意义。采用威布尔分布的故障概率模型,提出了寿命效率指数概念并建立寿命效率指数模型来定量衡量检修延长变压器运行寿命的作用。分析了变压器从设计、购置、维修直到退役的全寿命周期成本。以全寿命周期年均成本最低为目标函数,在运行可靠性、检修程度和寿命效率指数等约束条件下,将杜鹃算法用于运维策略中检修时间、检修程度和运行寿命参数寻优,并将优化结果与粒子群算法(PSO)、遗传算法(GA)进行比较。结果表明杜鹃算法得出的结果更好,能进一步降低年均费用和提高寿命效率指数,可以为变压器实际运行与维护提供一定的参考依据。