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。     

计及计划检修和强迫停运的变压器备用规划

设备计划检修可改善设备的健康状态,有利于提高设备和系统的可靠性,然而变电站变压器检修可能造成停电损失。本文综合考虑计划检修和强迫停运,采用序贯蒙特卡洛方法计算变压器组可靠性指标,以备用变压器的种类和数量为决策变量,以变压器组总费用最小为目标,建立变压器组备用规划模型,给出变压器最优备用配置方案的枚举方法。算例对两个不同的区域分别进行变压器备用规划,结果表明:配置MS可以提高系统的可靠性,在本文给定的可靠性和经济性参数下,当仅针对计划检修导致的停电损失时,是否需要配置MS的决策受区域变电站的构成类型影响;综合考虑计划检修和强迫停运下,经济性最优配置数量受区域变电站的构成类型影响。     

计及健康评估与风险量化的变压器检修策略

为量化检修对变压器健康状况与运行风险的影响,本文中作者提出了一种计及健康评估与风险量化的变压器检修策略制定方法。首先,建立变压器健康评估指标体系,基于健康评估构建表征变压器实时健康状况的可靠性模型;其次,采用恢复函数量化不同检修方式对变压器可靠性的影响,通过等效役龄法确定检修前后的变压器可靠性;然后,分析变压器的运行风险经济,构建合理的检修策略优化模型;最后,采用改进鸽群算法进行迭代寻优,从而确定最优检修方案及检修时间。通过对某变电站变压器的检修策略分析,验证了所提方法的可靠性与准确性。     

考虑供电可靠性约束的变电站主设备检修方法研究

介绍了变电站电量不足期望值(EENS)、全寿命周期成本(LCC)及故障率等指标的计算方法,并提出了一种考虑供电可靠性约束的变电站主设备检修的优化方法.基于变电站检修指标,并根据可靠性优先或费效比优先的标准,确定设备可选的最佳检修方案.通过实例分析验证了该检修方法的实用性,表明优先考虑费效比的检修方案既可保证变电站供电的可靠性,又大大节约了检修成本,是一种最佳的变电站主设备检修方法。     

一种优化可靠性与经济性的变压器检修决策方法

为了在制定变压器预防性检修周期时考虑变压器自身可靠性的变化,提出了一种优化可靠性与经济性的变压器检修决策方法。利用二参数威布尔分布描述变压器的故障率及可靠度变化规律,通过役龄回退因子建立考虑预防性检修的故障率函数和可靠度函数,以变压器平均剩余无故障工作时间为检修计划期,以检修计划期内的预防性检修费用、故障检修费用和停电损失之和最小为目标函数,建立了变压器检修周期优化模型。通过对变压器内部部件故障模式的定性定量分析,计算变压器部件检修优先度,确定变压器部件检修方式。算例分析验证了该方法的可行性。     

考虑网格化的35kV互馈线自愈系统优化配置

为提高供电可靠性并减少220 kV变电站在1台主变压器检修时的全站停电风险,对220 kV变电站35 kV母线间配置的35 kV互馈线自愈系统进行了研究,提出了优化配置策略。考虑用户对供电可靠性的不同需求,基于网格化概念评估了不同网格中用户停电的社会效益成本,并以此确定互馈线容量以及自愈系统动作时恢复供电的馈线。算例表明35 kV自愈系统在220 kV变电站检修状态的"N-1"运行方式下,可以快速恢复重要馈线和站用变压器的供电,为提高电网供电可靠性提供了解决方案。     

多因素约束的配电设备短期检修计划优化模型

电力设备在不同条件下可靠性不同,不同时间不同条件下进行维修使得电网风险也不同,科学有效的设备检修计划能够避免重复停电,减少电网损失并提高供电可靠性。笔者针对现有配电设备短期检修计划优化中只考虑检修损失而存在的不足,建立计及气象条件等多种约束的配电设备短期检修计划优化模型,该模型在满足多种检修约束条件的前提下,以均衡供电可靠性和检修停电损失为优化目标,制定最优的配电设备检修计划,从而保证检修周期内的供电可靠性。通过IEEE-RBTS BUS5算例测试,验证了所提模型的有效性。     

基于综合成本分析的电网设备检修决策方法

针对处于异常状态的电网设备,为提高检修经济性,提出基于综合成本分析的检修决策方法。该方法综合考虑设备运行中所涉及的固定检修成本、应急检修计划安排附加成本、设备状态恶化附加成本等检修成本,以及资产贬值成本、运行损失成本等故障成本,通过分析不同成本的时变特性,以检修总成本最小确定设备最终检修时间。以某变电站500 kV、250 MVA变压器发生低温过热现象后的检修为例,将该方法与应急检修策略、定期检修策略进行对比,对比结果显示在不违背检修原则的前提下,该方法检修总成本最小,具有明显的经济优势。     

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。     

基于动态决策系统的黑启动灾后恢复路径优化

为解决极端天气导致的电力系统停电问题,须制定合理的供电恢复策略以减小损失,因此文中建立一种考虑设备故障概率的黑启动恢复路径动态优化方法。首先,为精确衡量灾害条件下线路故障概率,建立考虑台风、降雨、滑坡时空耦合关系的线路失效模型;然后,结合电机特性的最优权重建立黑启动电源评价模型,进而提出在线恢复策略确定黑启动恢复方案,并通过改进后的蒙特卡洛树搜索算法与迪杰斯特拉算法对恢复方案进行求解;最后,以IEEE 30节点配电网系统为例进行仿真分析,验证动态决策系统在不同场景下的适用性。结果表明动态决策系统能够将恢复方案风险度降低22.5%,同时可保持供电恢复时间稳定,有效保障了供电方案的可靠性、快速性。     

变压器低压侧故障跳三侧开关及高压侧出线的原因分析

保护的整定计算直接影响着电网安全和供电可靠性.介绍了某110kV变压器低压侧故障造成变压器三侧开关及其高压侧进线线路跳闸,进而造成全站失压的事件,分析了故障前该变电站的运行方式和故障后保护装置的动作行为以及定值整定情况,并总结出此次事故的根本原因,进而提出了防止继电保护失配造成事故扩大和提高变电站供电可靠性的解决策略.     

浅谈三比值法在变压器故障诊断中的应用

变压器在电力系统中具有很重要的作用,同时因为变压器结构繁杂、运行时间长,变压器故障频发,所以电力变压器的故障诊断显得非常重要。分析了变压器不同故障类型产生的不同类型气体,运用基于溶于油中气体的三比值法来初步判断变压器的故障,便于电力运检人员有针对性地进行故障排查和检修,缩短变压器故障处理时间,提高维护检修的效率和系统供电可靠性。     

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。     

变压器油中溶解气体在线监测预警策略研究

针对目前变压器在线监测预警策略中存在无等级区分和分析指标单一的缺点,提出一种综合考虑变压器油中溶解气体体积分数和绝对产气速率的在线监测预警策略。该策略将预警分为正常、注意、异常和故障4个等级,并依据体积分数和绝对产气速率进行二维编码以区分变压器的故障程度。将该策略应用于某变电站3号变压器的在线监测分析,结果表明该预警策略可及早发现变压器故障并有效跟踪其发展状况,为设备检修提供参考依据。     

关于完善变电站标准设计和提高供电可靠性的研究

针对有些变电站存在主接线设计缺陷导致某种运行或检修方式下用户被迫中断供电的问题,分析了10 kV电压等级接线采用3台主变压器、单母四分段接线方式而影响供电的原因,提出了扩建第三台主变压器、断路器设置主变压器侧隔离开关、改变主变压器投产顺序等解决措施和提高供电可靠性的建议.     

输电网变压器负荷转移方案评价研究

变压器故障或者N-1检修情况下快速高效的负荷转移是保证供电的有效措施之一。一般凭经验获得的负荷转移方案是可行方案,如何快速求取最优方案是亟待解决的问题。文中针对电网故障下负荷转移的特点、问题以及系统安全运行的约束,提出基于快速性、经济性及稳定性因素的优化决策模型,并利用模糊层次分析法(FAHP)确定最优负荷转移方案,为现场的调度人员提供决策依据。最后以国内某电网为例进行仿真,结果表明本文提出的负荷转移优化决策方法具有可行性、快速性和有效性。     

计及故障供电恢复策略的主动配电网电源规划

主动配电网的核心在于主动管理,在规划阶段综合考虑运行管理策略的影响,有利于提高主动配电网规划结果的适用性。为此,考虑到主动配电网具有分层分布管理的特性,采用故障下游静态分区划分孤岛运行以实现故障供电恢复。同时提出了基于蒙特卡洛模拟计算停电损失费用的方法,以衡量主动配电网是否具有故障供电恢复能力对其可靠性的影响。考虑正常与故障状态下的两种控制策略,提出一种主动配电网电源规划双层优化模型。上层以综合成本净现值最小为目标,其中包含了停电损失计算,下层模拟正常运行状态下全局优化控制获得最优潮流。经仿真实例验证,引入停电损失费用并且考虑供电故障恢复策略的规划模型能保证规划后主动配电网的可靠性,进而整体地提升了主动配电网规划方案的经济性,具有较强的实用性及可推广性。     

CBR和RBR融合的牵引变压器运维策略

牵引变压器在运行中易受到高电压、大电流、机械应力及其他环境因素的影响而产生发热、放电、绝缘不良等故障,为了制定合理的运维检修策略从而提高运行中牵引变压器的故障处理水平,提出一种基于规则推理(RBR)和基于案例推理(CBR)融合的牵引变压器运维决策方法:利用RBR获取能反映牵引变压器状态的关键参数,并根据规则库的知识储备得到初步检修方案;设计案例检索算法在状态检修案例库中匹配相似案例,提取检修策略;根据RBR的初步方案对CBR结果进行修改与复用,综合得到最优运维策略,指导检修工作。收集了60例目标案例验证融合决策模型的准确性,结果表明平均决策准确率可达81.67%,且通过实验可判断源案例数量的增加与决策准确率之间呈正相关关系。     

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。     

考虑电网总风险和检修收益的设备状态检修计划优化

在状态检修背景下,由于处于某一状态的设备的检修等级有多种选择,不同检修等级对设备检修时间、设备检修费用以及设备状态的改善程度等因素都会产生不同的影响,从而影响设备检修时间的安排。因此,将检修方式和检修时间同时作为制定检修计划的决策变量。利用风险评估的方法,给出了电网运行总风险和设备检修收益的定义及求解。考虑到单一风险指标对最终决策的不全面性,并针对电网运行总风险、设备检修收益单个优化目标对检修后设备的可靠性及检修的经济性的不同影响程度,建立考虑电网运行总风险和设备检修收益联合优化模型,并与以电网运行总风险、设备检修收益为优化目标所得结果进行对比,分析各检修方案对检修的可靠性和经济性的不同影响。通过算例验证了该方法的合理性。