电网检修

电网检修（共11篇）

电网检修 篇1

1 电力设备计划检修模型

电力设备故障率变化在整个寿命周期内呈浴盆曲线特性[1,2]。传统文献认为, 电力设备在稳定运行期的故障率恒定, 但实际上受零部件老化、磨损和隐藏故障等因素影响, 故障率随时间呈升高趋势[3,4], 进而导致系统风险不断攀升。计划检修是延缓设备劣化过程、降低故障检修成本、使系统恢复到一定可靠性水平的有效措施和重要手段。

就计划检修模型而言, 通常假设设备经计划检修后以一定概率“修复如新”或“修复如旧”, 两者的概率之和为1[5], 对应检修方式分别称为完全检修和最小检修方式。但实际检修恢复效果与检修强度有关, 往往介于“修复如新”和“修复如旧”之间, 称该方式为不完全检修[6,7]。目前, 基于不完全计划检修建模可分为3类:基于设备有效役龄模型[8], 该模型便于快速计算检修后瞬时故障率函数值;基于故障率函数模型[9,10], 该模型便于反映检修对故障率增长速率的影响;混合模型[11,12], 该模型综合了上述2类模型的优点, 因而被广泛应用于计划检修决策研究中。3种模型如图1所示, 其中λ (k) (t) 为第k-1至k次计划检修间的故障率函数, a (k) 、b (k) 分别为第k次计划检修对故障率和有效役龄影响因子, T为计划检修周期。

电力设备检修导则[13,14,15]将计划检修划分为A、B、C、D 4个等级, 其中A级检修对设备进行全面解体检查和修理, 检修最为彻底, 但周期最长, 一般为4~6 a;B级检修针对设备存在的问题, 对其部分部件进行解体检查和修理, 周期为2~3 a;C级检修根据设备的磨损、老化规律, 有重点地对其进行检查、修理和少量零件的更换等, 通常每年检修1次;D级检修是在设备总体运行良好的情况下, 对其附属系统进行消缺检修。由于导则中各级检修周期相对固定, 未考虑设备类型、容量、自身可靠性变化规律以及设备在电网拓扑中的位置等因素, 极易导致“过检修”或“欠检修”现象。考虑到C级检修为目前电网进行的年度性常规检修, 对系统可靠性影响显著, 而A级检修最为全面和彻底, 显著影响系统经济性, 因此选取A、C 2个重要检修等级, 并计入设备故障率变化规律及网络拓扑等因素, 从系统层面开展多级检修模式下电网计划检修周期协调优化。

电力设备进行一定次数C级检修后会施行A级检修, 设A/C级检修周期比率为N (整数) , 则电网A/C级计划检修周期优化问题变为包含C级检修周期和N的混合整数非线性规划 (MINLP) 问题。目前求解MINLP通常采用动态规划、遗传算法等方法, 但这些方法均存在计算量大、效率低等问题。本文考虑到灵敏度指标能够反映连续型决策变量在给定值附近微小调整对决策目标的影响大小, 而差分指标能够反映调节整数型决策变量对决策目标的影响程度, 基于此, 提出融合灵敏度和差分思想的电网多级计划检修协调优化启发式迭代算法。最后, 针对RBTS和IEEE-RTS79系统开展A/C级计划检修协调优化研究, 并探讨C级检修恢复因子变化对A/C级计划检修优化的影响规律。

2 计及多级检修的故障率模型

受老化、磨损等因素影响, 电力设备故障率随时间呈升高趋势, 部分文献对故障率增长效应进行了描述, 如文献[2, 16]采用阶梯函数, 文献[17]采用指数分布函数, 文献[18]采用威布尔函数来描述老化等因素对故障率的影响规律。本文采用β1=1的二重威布尔函数[19]描述电力设备随时间的增长效应, 如式 (1) 所示, 其中αi≥0、βi≥0 (i=1, 2) 为i重威布尔分布的尺度参数和形状参数。

本文视C级检修为不完全检修方式, A级检修为使设备“恢复如新”的完全检修方式, 事后检修为使设备“修复如旧”的最小检修方式, 则A/C级计划检修下设备故障率曲线如图2所示。

假设电力设备A/C级检修周期比率为N, 即每进行N-1次C级检修后进行1次A级检修。设电力设备C级检修周期为T, 第i次C级检修前的有效役龄为y (i) , 第i-1至i次C级检修间的故障率函数为λ (i) (t) , 故障率恢复因子为a (i-1) , 役龄回退因子为b (i-1) , a (i-1) 和b (i-1) 受设备C级检修次数等因素影响, 随着检修次数的增大, 改善效果逐渐变差, 即:1=a (0) ≤a (1) ≤…≤a (N-1) , 0=b (0) ≤b (1) ≤…≤b (N-1) ≤1。则有:

其中, i=1, 2, …, N。

式 (3) 建立了元件故障率函数与C级检修周期和A/C级检修周期比率N的函数关系。

3 计及多级检修的系统可靠性、经济性指标

由第2节可知, 元件每进行N-1次C级检修后进行1次A级检修, 则元件A级检修周期内平均停运时间TD为:

其中, r″pA为平均A级计划检修时间;r″pC为平均C级计划检修时间;r为平均事后检修时间。T、TD、r″p A、r″pC、r的单位均为h, λ (i) (t) 单位为次/h。

根据平均无效度概念, 其定义为给定时间TT内平均不可用时间TD与TT的比值, 结合式 (2) 、 (3) , 可得元件平均无效度U为:

U=TTTD=r″p A+ (N-1) r″p C+ri=N鄱1NT0乙TA (i) λ (B (i) T+t) dt (5)

设M个元件组成的系统, 元件状态相互独立, 分别为S1、S2、S3、…、SM, Sk=0表示元件k处于正常状态, Sk=1表示其处于故障状态, 则该系统状态x的概率可表示为:

则多级检修模式下系统可靠性指标:系统失负荷概率δLOLP、电量不足期望δEENS的解析表达式分别如式 (7) 、 (8) 所示。

其中, Uk为元件k的平均无效度;X为系统状态集合;If (x) =0表示系统正常状态, If (x) =1表示系统故障状态;LC (x) 为系统故障状态x下为使系统恢复到静态安全运行所需要的最小削负荷量。

系统总成本包括检修成本和停电成本, 设单位停电成本为CL (万元/ (MW·h) ) , 则系统停电成本Closs可表示为:

检修成本包括两部分, 即检修材料费和施工费。设单位施工费为CW (万元/h) ;1 a内元件k (k=1, 2, …, M) 的期望事后检修次数为NCk, 单次事后检修成本为CCk, 其中事后检修材料费CCMk;A级检修次数为Np Ak, 单次A级检修成本为Cp Ak, 其中A级检修材料费为Cp AMk;C级检修次数为Np Ck, 单次C级检修成本为Cp Ck, C级检修材料费为Cp CMk;单位停电成本为CL (万元/ (MW·h) ) , 系统总成本为Ctotal。则有:

设备计划检修成本包括1次A级检修、N-1次C级检修, 故系统A级检修成本CAplan、C级检修成本CCplan、系统总检修成本Cplan表示为:

系统事后检修成本Ccor为:

综上可得系统总成本Ctotal为:

4 基于灵敏度和差分思想的电网多级计划检修优化启发式迭代算法

4.1 基本思想

鉴于灵敏度指标能够反映出连续型决策变量在给定值附近微小变化对决策目标的影响大小, 而差分指标反映的是调整离散型决策变量对决策目标的影响程度, 本文分别推导了系统总成本相对于C级计划检修周期的灵敏度公式和系统总成本相对于A/C级检修周期比率N的前向/后向差分公式, 以分别反映各元件C级计划检修周期调整、A/C级检修周期比率N调整对系统总成本的影响大小, 从而指示2类决策变量的最优调整方向, 最终寻求两者的协调优化。

设系统总成本相对于各元件C级计划检修周期灵敏度为βse= (βse1, βse2, …, βse M) , 系统总成本相对于各元件A/C级检修周期比率N的前向差分ΔDe= (ΔDe1, ΔDe2, …, ΔDe M) 和后向差分。其中灵敏度指标正值/负值最大分别表示缩短/延长对应元件C级计划检修周期对降低系统总成本最有效, 从而确定了C级计划检修周期的最优调整方向。前向差分ΔDe、后向差分分别反映的是各元件增大或降低A/C级检修周期比率N对系统总成本的影响。有以下几种情况:

(1) 当ΔDei>0、时, 表示增大元件i的A/C级检修周期比率Ni会增大系统总成本;

(2) 当ΔDei<0、时, 表示增大元件i的A/C级检修周期比率Ni会降低系统总成本;Δ

(3) 当ΔDei>0、时, 表示增大或降低元件i的A/C级检修周期比率Ni都会增大系统总成本, 这种情况表明Ni是给定情形下元件i的最优A/C级检修周期比率;

(4) 当ΔDei<0、时, 这种情况不存在, 原因在于系统总成本是关于元件A/C级检修周期比率Ni的凹函数。

由于情况 (4) 不存在, 情况 (3) 本身处于最优状态, 因此只需考虑情况 (1) 和 (2) 下的A/C级检修周期比率调整方式。对于情况 (1) , 寻找中的最大值, 降低对应元件A/C级检修周期比率对减小系统总成本最有效;对于情况 (2) , 寻找ΔDe中的最小值, 增大对应元件A/C级检修周期比率对降低系统总成本最有效。

通过上述灵敏度和差分方式探寻C级计划检修周期和A/C级检修周期比率N的最优调整方向, 能有效确保每次迭代过程的最优搜索方向, 最终实现2类决策变量的快速协调优化, 如图3所示。

4.2 计及多级检修的灵敏度公式

元件状态概率相对于其C级检修周期的灵敏度详细推导过程如下。

由于:

所以:

由于元件状态相互独立, 则元件i的事后检修费用和计划检修费用只与元件i的计划检修周期有关, 而与元件j (i≠j) 的计划检修周期无关, 则可得式 (18) :

的详细推导过程如下。

由于:

与式 (16) 推导过程相同, 可得:

则系统停电成本对C级检修周期的灵敏度:

系统计划检修成本对C级检修周期的灵敏度:

系统事后检修成本对C级检修周期灵敏度:

则系统总成本对C级检修周期的灵敏度:

4.3计及多级检修的差分公式

定义Δ (k) F (N1, N2, …, NM) 、分别表示对F (N1, N2, …, NM) 关于元件k的A/C级检修周期比率Nk进行前向差分、后向差分计算。

元件k状态概率P (Sk) 相对于其A/C级检修周期比率Nk的前向差分、后向差分公式见式 (25) 、 (26) 。

由此可推得停电成本Closs前向差分、后向差分公式如式 (27) 、 (28) 所示。

计划检修成本Cplan前向差分、后向差分公式:

事后检修成本Ccor前向差分、后向差分公式:

则系统总成本Ctotal前向差分、后向差分公式如式 (33) 、 (34) 所示。

4.4 基于灵敏度和差分思想的电网多级计划检修优化启发式迭代算法

以系统停电损失和检修成本之和最小为目标, 基于系统总成本相对于C级检修周期的灵敏度分析及系统总成本相对于A/C级检修周期比率N的前向差分和后向差分指标, 对系统各设备的A/C级检修周期进行启发式协调优化。具体算法流程如下。

a.采用状态枚举法枚举电力系统故障状态, 并基于直流潮流最优削负荷模型[20], 计算各枚举状态下的系统最小削负荷量, 若削负荷量大于0, 则记录该系统状态及对应的削负荷量, 最终得到一组系统故障状态 (X1, X2, …, Xm) 以及对应的削负荷量 (Lc1, Lc2, …, Lcm) , 其中m为枚举到的故障状态数。

b.输入系统中各设备故障率模型参数和各设备修复时间、初始C级检修周期 (T1, T2, …, TM) 和A/C级检修周期比率 (N1, N2, …, NM) , 其中M为电力系统元件数目。

c.根据元件故障率函数和C级检修周期、A/C级检修周期比率, 按式 (5) 求取各元件平均无效度, 结合步骤a得到的m个削负荷状态及对应削负荷量, 按式 (7) 、 (8) 求得系统可靠性指标δLOLP、δEENS, 按式 (9) 计算系统停电成本, 按式 (11) — (15) 计算A、C级计划检修成本、事后检修成本及系统总成本。

d.按式 (24) 计算系统总成本相对于各元件C级计划检修周期的灵敏度βse= (βse1, βse2, …, βse M) 。

e.若所有元件的灵敏度绝对值都不大于预设门槛值kesp, 则转入步骤f。否则选出βse中最大和最小值所对应的元件序号分别计为h1、l1, 做如下处理:若满足灵敏度, 令;若, 令, 转入步骤c。

f.按式 (30) 、 (31) 计算系统总成本相对于各元件A/C级检修周期比率N的前向差分ΔDe= (ΔDe1, ΔDe2, …, ΔDe M) 和后向差分。设, 其中“·”表示进行点乘运算。若满足SDE中所有元素都小于0, 则迭代算法结束。否则, 做如下处理:找出SDE中大于0的元素对应的元件序号集合记为向量p, 寻找ΔDe (p) 中最小值和最大值对应元件序号, 分别计为l2、h2。若, 则令;若ΔDeh2>0, 则令Nh2=Nh2-1。处理完毕后转步骤c。A/C级计划检修协调优化程序流程图如图4所示。

5 算例分析

本文针对RBTS、IEEE-RTS79系统开展A/C级计划检修优化研究。

5.1 参数设置

设发电机C级检修材料费用与其类型和容量有关, 如表1所示 (1) 。输电线路进行1次C级检修的材料费设为0.1万元/km。同时设α1、α2分别取原有故障率的60%和30%数值, β2取值为3。设施工费CW=0.012万元/h, 单位停电成本CL=0.05万元/ (MW·h) , 事后检修材料费取为C级检修材料费的1/3, A级检修材料费取为C级检修材料费的2.5倍。设C级检修的故障率恢复因子、役龄回退因子分别为a (i) =1+i/ (8i+6) , b (i) =i/ (8i+6) 。

5.2 计划检修优化结果

5.2.1 RBTS系统计划检修优化

RBTS系统拓扑图如图5所示, 其发电机位置如表2所示。

首先定义2种检修方式:方式Ⅰ为传统A/C级检修模式, 即每年进行1次C级检修, 5 a进行1次A级检修;方式Ⅱ为以检修成本和停电成本之和最小的A/C级优化检修方式。假设RBTS系统[21]发电机A和C级检修时间分别为事后检修时间的1.2倍和1.0倍, 输电线路的A/C级检修时间为事后检修时间的1.5倍/1.2倍。计划检修优化结果如表3、图6—9所示。

从图6—9、表3可以得到以下几点结论。

a.从表3可以看出, 方式Ⅱ相对方式Ⅰ总成本有所降低, 而系统可靠性水平则大幅提升。其主要原因是方式Ⅱ下合理调整了A、C级计划检修成本, 特别是A级检修成本的增加, 显著提高了系统可靠性, 事后检修成本和停电成本大幅降低, 系统可靠性收益的增加大于计划检修成本的增大, 使得系统总成本降低。

b.从图6、7可看出, 除少数发电机、输电线路外, 检修优化后各元件C级检修周期有所延长, A/C级检修周期比率则有所降低;从图8、9可看出, C级检修成本普遍降低, 除线路L4—L8外, A级检修成本均有所增加。表明RBTS系统计划检修优化后更侧重于A级检修, 以获得更大的检修效益。其中L4、L5本身可靠性较高, 而L6—L8除本身可靠性较高外, 其停运对系统充裕度影响也较小, 因而L4—L8都降低了A级检修投入, 以节约检修成本。

c.图8、9中部分设备 (如G1、G3、G4) C级检修周期缩短, 而C级检修成本反而降低, 原因在于C级检修成本由C级检修周期和A/C级检修周期比率N共同决定 (如式 (12) 所示) , 虽然C级检修周期变短, 但N降低导致平均每年分摊到的C级检修成本减少。

d.不同类型、容量和可靠性的电力设备对电网充裕度影响程度不同, 优化后其最优C级检修周期和A/C级检修周期比率也不同, 相应的A/C级计划检修投入也不一样。方式Ⅱ根据电力设备对电网充裕度贡献的大小对其A/C级检修周期进行了优化调整, 加大了对电网充裕度贡献大的设备计划检修投入。如G1、G4为系统内大机组, 其停运与否显著影响系统电源充裕度, 因而优化后缩短了其A、C级检修周期, 以换取更优的可靠性收益。

e.即使是完全相同的设备, 其所在电网拓扑中位置不同, 最优C级检修周期和A/C级检修周期比率也不一致, 原因在于最优负荷削减模型中计入了网络拓扑信息, 不同位置元件停运对电网充裕度影响不一致, 优化将加大对系统内处于重要拓扑位置的设备计划检修投入。如线路L6—L9具有相同的电气和可靠性参数, 但由于L9为负荷节点6单供线路, 其停运直接导致节点6停电, 因而优化后L9的C级检修周期和A/C级检修周期比率较L6—L8显著降低以提高其可靠性, 降低失负荷风险。

5.2.2 IEEE-RTS79系统计划检修优化

IEEE-RTS79系统拓扑图如图10所示, 其发电机位置如表4所示。

设IEEE-RTS79系统[22]发电机的A/C级检修时间为事后检修时间的1.6倍/1.4倍, 输电线路的A/C级检修时间为事后检修时间的1.2倍/1.0倍, 变压器A/C级检修时间为事后检修时间的80%/60%, 其他假设和方式Ⅰ、Ⅱ定义与RBTS系统相同。

从表5和图11—13可以得到以下结论。

a.从表5可见, IEEE-RTS79系统计划检修优化后, 系统总成本显著降低, 降幅达13.34%;可靠性显著提高, 其中δEENS减少59 019.82 MW·h, 减少停电成本达2 950.99万元。其原因在于优化后合理调整了A/C级检修成本, 特别是大幅增加了A级检修投入, 使得系统可靠性显著提高, 从而系统事后检修成本、系统停电成本显著降低。

b.从图11—13可以看出, IEEE-RTS79系统经过计划检修优化后, 发电系统大部分发电机C级检修周期有所缩短, A/C级检修周期比率普遍降低, 尤其是对电源充裕度影响较大的系统内大容量机组G1、G2、G31表现最为显著, 其A/C级检修交替进行;而输电系统中变压器和输电线路C级检修周期均有较大幅度的增大, 除少数线路外A/C级检修比率保持不变或有所增加。原因在于IEEE-RTS79输电系统强大, 少数输电元件故障对系统充裕度影响微小, 且输电设备自身可靠性较高, 因而优化后重点增加对系统充裕度影响较大的发电系统的计划检修投入以获得较高的可靠性收益。

5.3 恢复因子变化对多级计划检修优化的影响规律

故障率恢复因子a (i) 和役龄回退因子b (i) 反映了电力设备进行第i次C级计划检修后的可靠性恢复效果, 这里将 (a (i) , b (i) ) 统称为恢复因子。恢复因子越大, 表明计划检修后元件可靠性恢复效果越差。本节通过逐步增大恢复因子, 探索其对电网计划检修优化的影响规律。图14—16为恢复因子从初始值增大到初始值的1.8倍时, RBTS发电系统A/C级检修周期变化规律。

从图14—16看出, 随着恢复因子的提高, 优化后各发电机组C级检修周期大致呈增大趋势, 而A级检修周期呈减小趋势, A/C级检修周期比率逐渐减小。原因在于, 恢复因子越高, 表明C级计划检修效率降低, 故延长C级计划检修时间、减少C级检修次数以节约检修成本, 而把资源投入到更有效的A级计划检修中, 以获得最优的检修效益。此外, 图16中G5、G6在恢复因子增大到1.2倍时A级检修周期相对于1.0倍时增大, 原因在于G5、G6属于系统内最小容量机组, 其停运与否对系统充裕度影响微小, 在恢复因子处于1.0~1.2时, 其对系统总成本影响的主导因素是机组本身的检修成本的变化, 因而延长了其A/C级计划检修周期, 以节约检修成本。

6 结论

本文计及电力设备故障率的时间增长效益, 基于故障率函数和有效役龄建立了电力设备多级计划检修模型;建立了系统可靠性/经济性指标关于C级计划检修周期和A/C级检修周期比率的解析表达式;提出了融合灵敏度和差分思想的电网A/C级计划检修优化启发式迭代算法;通过RBTS、IEEE-RTS79系统验证了该算法的有效性, 并对比分析了传统计划检修模式, 探讨了C级检修恢复因子对计划检修优化的影响。分析得出以下结论。

a.基于灵敏度和差分思想的电网A/C级计划检修优化启发式迭代算法充分利用了灵敏度指标指示C级计划检修周期 (连续型决策变量) 最优调整方向, 利用前向/后向差分指标指示A/C级检修周期比率N (整数型决策变量) 最优调整方向, 协调2类决策变量进行启发式迭代优化;此外, 在整个优化过程只需进行1次最优削负荷计算, 迭代过程直接通过解析表达式计算C级检修周期或A/C级检修周期比率调整后的系统可靠性指标, 节省了大量计算时间。因此, 该算法具有搜索效率高、计算速度快的特点。

b.不同类型、容量和可靠性的电力设备对电网充裕度影响程度不同, 优化后其最优C级检修周期和A/C级检修周期比率也不同。即使是相同的设备, 其所在电网拓扑中位置不同, 由于最优负荷削减模型中计入了网络拓扑信息, 最优C级检修周期和A/C级检修周期比率也不一致, 优化将加大对系统内处于重要拓扑位置的设备计划检修投入。

c.探讨了C级检修恢复因子变化对A/C级计划检修优化结果的影响规律, 结果表明C级检修恢复因子越高 (C级检修效率越低) , 导致优化后更侧重于对元件可靠性恢复更有效的A级计划检修投入, 以提高计划检修效益。

摘要：基于有效役龄和故障率函数对电力设备的多级检修方式进行建模, 并从可靠性成本/效益角度对发输电系统多级计划检修周期进行协调优化研究。计及故障率随时间的增长效应, 以电力设备检修导则中的计划检修等级定义为参照, 建立考虑A级完全检修、C级不完全检修条件下的电力设备故障率模型;在此基础上建立系统可靠性指标、系统检修成本、停电成本、C级计划检修周期、A/C级检修周期比率之间的解析表达式。针对以系统检修成本与系统停电成本之和最小为目标的大规模混合整数非线性规划问题, 提出融合灵敏度分析和前向/后向差分思想的电网多级计划检修协调优化启发式迭代算法。探讨检修恢复因子变化对电网计划检修优化的影响。RBTS、IEEE-RTS79系统验证了所提算法的有效性。

关键词：不完全检修方式,计划检修,检修周期,模型,灵敏度,差分,优化,检修,可靠性,成本

电网检修 篇2

各位领导，同志们：

一年一度的春季电网检修战役即将打响。目前，全队干部职工精神饱满、斗志昂扬，只待上级的命令，我们有信心、有能力打好这一仗，保证优质高效地完成检修任务。

我队决心做好以下几方面工作：

一是全力以赴抓好检修安全工作。牢固树立“安全重于泰山”的思想，认真执行HSE作业指导书、作业指导卡、HSE检查表，杜绝各种习惯性违章。认真执行监护制度，坚决做到一人登杆，一人监护。强化对危险点的控制，严格执行组织措施和技术措施，推行检修安全质量检查表，细化检修安全工作程序，落实现场“三核对”，切实把好安全关，实现安全工作程序化、制度化和规范化，坚决杜绝各类责任事故的发生。

二是精益求精严把检修质量关。以公司“精细检修”理念为指导，增设质量监督员，加大了监察力度，将每一处缺陷的消除落实到人头，保证检修质量不打折扣。充分发挥线路队攻坚啃硬、迎难而上的光荣传统，不放过一个隐患，不遗留一处缺陷，切实把“安全第一、质量至上”的方针始终贯穿到整个电网检修工作中。

三是踏踏实实开展好各项立功竞赛活动。做好检修期间的宣传发动工作，及时宣传报道电网检修中涌现出来的好人好事。充分发挥青年突击队的作用，将“三争联动”活动贯穿于检修始终，激励职工发扬顽强拼搏、乐于奉献、勇于创新的精神，优质高效地完成检修任务。

同志们，春检战斗的号角已经吹响，线路队参检将士正以饱满的热情整装待发。我相信，我们的努力一定会为本次春季检修工作增添一份佳绩。

最后，预祝公司春季电网检修工作安全顺利、优质高效地完成！

电网统筹检修的策划与实施 篇3

关键词：电网；统筹检修；策划实施

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）14-0126-02

1 电网建设过程中面临的问题

随着电网发展建设进程的加快，各类改扩建、技术改造、大修项目逐年增多，大量项目的实施在增强电网供电能力和提升电网装备水平的同时，也带来了一些不容忽视的问题：

①实施各类工程需要将运行中的设备配合停电，将增加电网停电的次数，延长停电时间，降低电网运行的可靠度。

②工程往往涉及输、变、配多个专业，涵盖一次、二次、高压试验等多个工种，专业之间分阶段轮流开展工作，虽然界面清晰，但作业时间长，安全管理战线长，现场管理难度大。

2 解决电网建设过程中相关问题的思路

对各类基建、技改等工程和修试校工作进行统筹，实施统筹检修，不仅能有效缩短作业时间、减少停电次数、提高供电可靠性，也在一定程度提高生产效率、降低作业成本。不容忽视的是，统筹检修既不同于常规检修，也有别于大型基建施工，它作业项目众多、专业配合复杂，而且涉及不同时段对电网的不同影响，风险高度集中，是对生产协调、方式安排、施工组织等各方各面能力的巨大考验，需要提前进行周密策划，并严格开展现场管控。

3 统筹检修的策划与实施

3.1 前期策划与准备

3.1.1 检修范围确定

确定统筹检修范围时需要综合考虑作业能力和作业难度，同时要兼顾作业风险和电网运行风险。比如：某枢纽变电站的母线、两条联络线及主变开展统筹检修，虽然在作业能力上可行，但此种情况下若另一条联络线故障时可能导致该区域电网失去稳定，运行方式调整仍不能解决这个问题时，则应避免将上述内容的检修集中开展，而需将其中某一项内容挑出独立开展，适当减小电网风险。

3.1.2 停电方案确定

①停电范围优化。停电方案初编时应先根据检修内容逐项列出每项检修所需的停电范围，然后对方案进行优化。在方案优化中重点考虑将哪些检修内容放到一起开展，先后配合的次序。同样的检修内容，由于作业面、作业队伍能力、作业手段等方面的差异，停电方案也会存在差别。因此组织者应熟悉检修现场实际情况，清楚本单位的作业能力与手段，选择最适合的停电方案，必要时组织调度、检修等专业人员进行现场勘察。停电方案与施工方案必须同步编制，同步调整。

②电网风险分析。统筹检修多数情况下停电时间和范围并不单一，因此电网操作和运行风险都比较大，需要针对开展专项风险分析，细化运行方式，并明确不同时段的风险和控制措施。为方便检修组织者直观地掌握检修的过程分段和对电网的影响，可编制电网风险控制表。并在作业内容栏应列出相对具体的作业项目，便于电网发生紧急情况需要临时恢复运行时，调度人员能够准确地判断允许恢复的设备范围。对于其中电网运行方式复杂、风险集中的阶段，应制订专门的电网运行和事故预案。

3.1.3 施工方案编制

①方案内容。施工方案由检修总负责人组织相关参与单位根据统筹检修内容提前编制，并履行审批手续。施工方案中必须包括作业时间、进度与作业人员安排、作业流程、主要施工机械及工器具材料、关键控制工序、组织与技术措施、危险点及控制措施等，必要时绘制现场情况示意图。

②专业协调。与普通单项施工方案不同的是，统筹检修的施工方案不能仅由各个专业班组单独编制，而是需要在专业间进行统筹，特别是在方案中要求能直观看出不同专业、不同工序之间的配合关系。

3.1.4 工前准备

①作业方准备。作业前准备工作是否充分，将直接影响作业的质量与进度，通常包括人员组织、机械和工器具调配、物资材料准备三个方面。开展统筹检修，通过在一定（如在全省或全地市公司）范围内调配作业人员和作业机械、工器具，能充分利用专业化检修队伍的优势，使作业能力明显提升。当然，作业人员并非多多益善，人员和作业机具的使用还受到作业面大小、地形条件、周边环境等因素的制约。对于需从厂家运送的物资材料或设备，应提前联系，确保作业前到达现场。

②其它相关准备。作业前应提前关注天气和负荷状况，统筹检修通常持续时间较长，应选择适宜工作的时间办理相关手续，尽量避开恶劣天气和负荷高峰等时段。当检修可能影响到正常供电（比如，要求检修某一时段部分大工业用户限负荷）时，应提前与客户进行充分沟通，争取理解与支持。

3.2 现场组织与实施

①现场划分。统筹检修的对象是已运行的设备，为保证作业安全和现场工作秩序，现场区域应至少包括运行区域、工器具材料区和作业区域三个部分。在作业区内，根据实际需要，还可细分“预装区”、“油务区”、“动火区”等特殊功能区域。区域分隔应以保障安全、方便作业和管理为原则。运行区域与作业区域的划分采用硬遮栏进行隔离，其它区域的划分可采用划线或临时遮栏的方式。

②现场标识。统筹检修现场需提前进行作业环境策划，设置四牌一图，即项目名称牌、项目管理目标牌、项目进度与任务分解牌、作业风险与控制措施牌、作业总平面布置图，使相关人员进入现场后能立即对检修工程有一个总体认识，同时也方便检修中进行质量、进度、风险控制的自我检查与对比。

4 实践过程的思考和对效果的评价

近年来，十堰电网结合基建、技改、大修和修试校项目需求，已陆续开展过220 kV近区优化、柏林110 kV刀闸更换、红卫智能化改造等多次统筹检修。大大提高了工作效率，进而全面提升了十堰公司设备的管理与维护水平。主要表现在以下几个方面：

①流程优化，避免了重复停电。统筹检修前，各工程及检修实施主体各自提交申请，履行两票手續，方式人员和运行人员针对涉及同一停电范围的事项，需要反复确认和操作，存在重复作业问题。统筹检修开展后，将作业和停电范围存在交集的工作同步实施，有效降低了停电次数，缩短了停电时间。

②集中管控，降低了现场风险。统筹检修前，由于作业分散，不同工程实施主体之间缺少统筹的考虑和必要的配合，容易留下隐患；此外，作业时间长，内容零散，管理人员很难保证有足够精力全面管控到位。统筹检修后，各工程实施主体职责清晰，根据预定的方案共同分析风险，共同配合完成各自的工作，风险分析和控制将更完善，同时整体作业时间将大幅缩减，使管理人员能有精力做好协调、重要节点管控工作，现场风险控制能力明显提高。

综上所述，统筹检修是化解电网发展建设过程中项目繁多、停电频繁、生产资源紧张和安全风险高的有效途径，如何更好地开展好统筹检修，值得每一位生产管理人员不断探索和改进。

参考文献：

[1] 张建强.全面推进农村供电营业窗口规范化建设[J].云南电业，2006，（4）.

电网状态检修决策研究 篇4

关键词：电网,状态检修,决策指标,D-S证据理论

0引言

设备状态检修决策是基于设备当前状态评价结果进行的检修方案优选[1,2],通常包括检修方式和检修时段的确定,这方面已经取得了不少研究成果[3,4,5,6,7]。然而电网中的设备并不是孤立存在的,设备之间有着不可分割的物理结构联系、经济联系和随机联系[8,9],这将导致单个设备在分别实施状态检修时,可能出现降低电网整体运行效能的情况。此外,不断增加的电网设备数量与检修所需资源有限的矛盾也日益突出。因此,从电网角度看,单个设备的最优检修决策并不一定是真正的最优。如何协调设备状态检修与电网安全运行之间的关系,在合理使用检修资源提前下做好电网中多个设备的协调检修决策是今后研究的重点。

目前,状态检修决策研究多集中在设备层面,涉及设备联合检修的研究还较少。文献[10]将发输电设备联合检修计划问题分为多目标整数规划和随机规划两大问题进行分散协调,将考虑到发电、输电设备之间联系的问题作为主问题,考虑到设备与系统之间联系的问题作为子问题,分别采用改进的隐枚举法和基于直流潮流的发输电组合系统可靠性评估模型求解,得到设备的检修时段; 文献[11]通过同时检修、互斥检修、资源、电网安全等限制条件约束相互关联的设备,综合考虑设备状况与电网运行情况,采用禁忌搜索算法优化了整个电网中输变电设备的检修起始时段; 文献[12]提出了电网状态检修的概念,通过概率的引导来相互牵制设备检修、运行及电网整体性能,建立了电网状态检修的风险模型,得出设备的检修时段。上述研究主要集中在对检修时段的决策上,还没有对设备检修方式进行决策研究。

本研究在考虑输变电设备个体之间、设备与电网之间关系的基础上,明确电网状态检修概念,研究电网状态检修过程,提出电网检修决策指导原则和决策指标; 然后基于单个设备检修决策结果,建立检修方式和检修时段同时决策的多设备检修决策模型,实现个体设备检修与电网整体运行效能的综合最优决策。

1电网状态检修

1. 1 电网状态检修概念

设备是否检修、何时检修、采用何种方式检修不仅与设备自身健康状态有关,还受电网结构、运行方式等影响,由此形成了电网状态检修的概念。电网状态检修是以设备个体状态检修决策结果为基础,综合考虑设备个体性能、设备个体之间的关联性、设备个体与电网整体运行之间的关系,根据一定的评价指标,协调所有设备的检修方案,以实现设备个体与电网整体运行的综合最优。

1. 2 电网状态检修决策过程

电网状态检修决策过程如图1 所示。

电网状态检修决策包括检修基础层和检修决策层。在检修基础层,研究者根据设备与设备之间、设备与电网之间的关系建立电网状态检修决策的指导原则。从前述电网状态检修概念可知,电网状态检修是一个多目标多约束的决策问题。综合检修过程中涉及到的目标和约束,可建立能够全面反映电网安全、可靠、经济运行的指标集合。在检修决策层,研究者根据检修基础层的指导原则,将已知的待检修设备方案进行组合和筛选,得到电网可能的检修方案集合; 然后采用D-S证据理论建立决策模型,得到电网检修的最终决策结果。

2电网状态检修决策模型

2.1电网状态检修决策指导原则

(1)同时检修原则。

该原则包含2 个方面的含义: ①处于同一检修间隔或检修范围内的设备应该尽量安排同时检修以避免重复停电; ②上、下级电网统一检修,即上级电网检修时,下级电网的检修工作需要积极配合,以减少停电时间和停电范围。

( 2) 互斥检修原则。

为避免在检修实施过程中造成大量负荷缺失,甚至形成电气孤岛,尽量不安排处于同一供电节点的设备同时检修。

( 3) 检修时间约束原则。

检修时间约束主要有3 个方面的含义: ①检修时间的分布。为了尽量减少设备检修引起的电网供电不足,应该尽可能将检修工作安排在负荷低谷时段,同时,保证设备检修不超过期望检修时限[13]; ②检修时间的连续性。设备一旦停电检修,不允许中途将设备投入运行,之后再安排检修; ③检修时间的合理性,尽量避免调整上月延续到本月的检修和故障检修的起始时间。

2. 2 电网状态检修决策指标

本研究对各设备的可能检修方案进行组合得到电网初始检修方案,依据上述3 个检修指导原则,删除违反原则的方案,得到电网可能的检修方案集合。如何在上述可能方案中决策出使电网安全可靠经济运行的最优解,还需要建立可以全面反映电网运行安全性和检修经济性的指标来进行决策。通过分析和综合,本研究拟采用电网健康状态、电网运行损失、电网检修资源3 个指标全面反映电网状态检修的安全性、可靠性和经济性。

( 1) 电网健康状态c1。目前,健康状态的评价对象主要集中在设备层面,通过在线监测装置对设备的电气量实时在线监测,结合设备的各种运行、巡视、带电测试、预试记录等基础数据对设备进行状态评价,得出设备当前健康状态。由于电网是由各种设备构成的一个综合的复杂拓扑,设备是电网的基本组成元件,电网的健康状态也是由各个设备的健康状态耦合得来。由于状态良好的设备对电网健康状态不会产生不良影响,本研究的电网健康状态评价将只考虑处于不良状态的设备。按照设备健康状态评价思路,可将设备看成组成电网的各个“部件”,考虑到设备存在重要性差异,给每个设备按照其重要性赋予相应的权重系数,得到电网的健康状态分值为:

式中: N—电网中处于不良运行状态的设备数,ωk—设备k的权重系数,Sk—设备k的健康状态分值。

根据文献[14],可以预测设备在经历不同检修方案后的状态,将其代入公式( 1) 则可预测电网检修后的健康状态。电网健康状态是电网运行安全性和可靠性的内在表现,有效反映了不同检修方案在电网运行性能方面恢复的优劣程度。

( 2) 电网运行损失c2。由于电网的复杂性,其可靠性本质上是一个取决于网络拓扑、运行方式、系统负荷和元件随机停运以及随机修复等诸多相关因素[15]的指标变量。本研究为简化分析,将电网运行损失限定在电网供电不足引起的失负荷量上,侧重反映电网运行安全性和可靠性的外在表现。状态检修作为一种在设备故障前实施的预测性检修,引起的负荷缺失主要是计划失负荷量,可以采用如下直流潮流模型求解:

约束条件:

①发电与负荷平衡约束:

②输变电设备有功传输约束:

③机组输出有功功率限制约束:

④失负荷量限制约束:

式中: Pg,Pc,Pd—机组有功输出、节点负荷、失负荷向量; Ng,Nc—机组节点集合、负荷节点集合; i,j—机组节点、负荷节点编号; L,Lmax—输变电设备的有功传输、最大允许有功传输向量; A—输变电设备的有功功率和节点注入的有功功率间的关联矩阵; Pg,max,Pg,min—机组的有功出力上、下限向量。

( 3) 电网状态检修资源c3。电网状态检修作为资产全寿命周期管理的重要组成部分,所要达到的目标已经不仅仅是提高电网的安全性和可靠性,检修经济性也同样需要得到保证。特别在当前不断增加的电网设备数量与检修所需资源有限的矛盾日益突出情况下,检修资源应该作为电网状态检修决策的一个重要指标。检修资源主要包括检修过程中所有设备所需人力资源和物力资源。

为计算方便,本研究将两种资源折合成经济指标,统一到同一量纲上加以衡量。

①人力资源。即检修过程中所需工作人员的检修力量。将其折合成经济指标,可以表示为检修人员人工成本和辅助工人工成本的和。人工成本为工日单价和检修所需工日的乘积。

②物力资源。综合起来看主要涉及到检修所需的材料储备和机械力量。可以表示为材料成本r3和机械成本r4的和。

因此,检修资源可表示为:

式中:rk1,rk2,rk3,rk4—设备k检修所需检修人员、辅助工每工日人工成本、材料成本、机械成本;τm1k,τm2k—设备k检修所需检修人员、辅助工工日,与检修方式有关。

2. 3 基于D-S证据理论的电网状态检修决策

2. 3. 1 识别框架和证据源确定

D-S证据理论由于能够通过证据的积累和合成法则,不断缩小假设集,常常作为一种决策方法应用于多目标决策中。

假设设备检修方案用D = ( w,t) 表示( 其中: w—检修方式,t—检修时段) 。参考国家电网设备状态检修导则和状态检修的实际开展情况,设备状态检修方式可分为以下5 类: w =1 为整体性检修; w =2 为局部性检修; w =3 为一般性检修; w =4 为更换性检修; w =5 为不停电检修。检修时段采用双周检修模式,设定检修初始时刻t = 0,以每两周为单位划分研究周期。若t =2,表示从检修初始时刻算起的第3 ~4 周,依此类推。若D = ( 1,3) ,表示设备在第3 个检修时段采用整体性检修方式。

假设检修决策初始时刻有m台设备需要安排检修,根据已有的设备个体检修决策方法,可以得到第k个设备可能采取的检修方案集合为{ D1k,D2k,…,DkLk} ,( k =1,2,…,m) 。其中,Lk为第k个设备可选检修方案的个数。将m台设备检修方案进行组合后,按照2. 1节所述的检修指导原则对这些方案进行筛选,得到所有可能的方案集合为A1,A2,…,AN,其中第i个可能方案Ai= { D1l1,…,Dklk,…,Dmlm} ,lk可取1 ~ Lk中任意一个正整数,N为电网状态检修可能方案的个数。该集合为证据理论的识别框架 Θ,即 Θ ={ A1,A2,…,AN} 。

从2. 2 节决策指标定量化公式可以看出,各指标不仅能全面表征电网的安全性、可靠性和经济性,而且还与电网中每个设备的检修方式、检修时段相关。因此,可将这些相互独立的决策指标( c1,c2,c3) 作为证据理论的证据源。

2. 3. 2 BPA分配

指标cj( j =1 ~3) 对应任意一个方案Ai都有一个具体量化值,反映了方案Ai作用于该指标的程度。笔者将方案Ai下指标cj的值标准化得到 λij。λij为指标cj实际值与理想值的贴近程度,标准化值越大,表示对该方案的采纳意愿越强烈,信任程度越高。因此笔者将λij定义为对方案Ai的决策偏好程度,客观反映在指标cj下选取该方案的可能性大小,并将其作为D-S证据理论的BPA。则证据源cj对各个命题的可信度分配函数为:

式中: mj( Ai) —指标下方案Ai的信任度分配函数;mj( Θ) —指标下没有指定到任何一个方案的信任度分配函数,表示对不确定的信任度分配。

2. 3. 3 证据合成与检修决策

本研究将所有证据源的信任度函数用D-S合成规则合成,得到3 个证据源联合作用下对识别框架中方案Ai的信任度m( Ai) 。根据证据理论中信任度函数和似真度函数的定义,计算每个方案Ai的信度区间[Bel( Ai) ,Pls( Ai) ]和不确定的信任度分配m( Θ) ,然后根据下述决策规则得出最后结果。

本研究选取信任度最大规则[16]: ①目标方案有最大的信任度分配,即Bel( X1) = max{ Bel( Xi) ,XiΘ} ;②目标方案与其他方案的信任度差异足够大时,才能确认选择该方案,即Bel( X1) - Bel( X2) > ε1,Bel( X2)= max{ Bel( Xi) ,XiΘ,Xi≠X1} ; ③不确定的信任度应该小于一定的阈值 ε2,即Bel( Θ) < ε2。根据本研究实际情况,分别选取阈值 ε1和 ε2为0. 03 和0. 2。同时满足以上规则才能得到最终的决策结果。

3算例分析

以如图2 所示的某局部电网为例。假设在本次检修决策初始时刻,变电所Ⅱ和发电厂A的变压器运行状态良好; 变电所Ⅰ的两变压器状态劣化明显,并且在本次检修之前,经历过小修和消缺维护,但尚未大修。变压器T1、T2分别于1998 年、2006 年投运,至今已分别在线运行16 年、8 年。进线L1的可靠度假设为99% ,负荷节点LP1、LP2的负荷曲线通过负荷预测得到。

本研究通过由运行人员巡视检查和变电所状态监测提供的一系列基础数据,从设备个体检修决策的角度得到变压器T1的检修方案从优到劣的排序为( 1,2) ,( 2,3) ,( 3,3) ,变压器T2为( 5,2) ,( 3,6) ,( 2,8) 。若进行检修方案组合,可以得到9 种电网状态检修初始决策方案。

本研究依据2. 1 节所述电网状态检修指导原则对上述方案进行筛选。待检修的两变压器符合互斥检修原则,不能将其安排在同一时段进行检修,假定第3 个原则都满足,筛选后的电网状态检修决策可能方案有8 种,即识别框架 Θ ={ ( ( 1,2) ,( 3,6) ) ,( ( 1,2) ,( 2,8) ) ,( ( 2,3) ,( 5,2) ) ,( ( 2,3) ,( 3,6) ) ,( ( 2,3) ,( 2,8) ) ,( ( 3,3) ,( 5,2) ) ,( ( 3,3) ,( 3,6) ) ,( ( 3,3) ,( 2,8) ) } 。

按照本研究建立的D-S证据理论多目标决策模型,笔者首先计算各可行方案下电网状态检修决策指标值并标准化。然后在决策指标的指导下对方案进行识别并分配基本可信度BPA,将3 个证据源下的可信度函数用D-S合成法则合成后,计算各个可能方案的信任度区间,其结果如表1 所示。最后根据本研究的决策规则进行判断,得出最后的决策结果。

从表1 中可得,电网状态检修的决策结果为方案A5= ( ( 2,3) ,( 2,8) ) ,即变压器T1在第3 时段采取局部性检修,变压器T2在第8 时段采取局部性检修。该方案下对应的电网指标标准化值为( 0. 675 4,1. 000 0,0. 938 2) ,是所有方案中使3 个指标达到整体最优的解,特别是使第2 个指标电网运行损失最小。

若按单个设备检修决策最优来讲,变压器T1的检修方案为( 1,2) ,变压器T2的检修方案为( 5,2) ,在同一个检修时段进行检修。本研究在该情况下计算相应的电网各个指标,可以得到标准化后的值为( 0. 558 4,0. 000 0,0. 798 9) ,电网健康状态和电网检修资源处于较低水平的同时,电网运行损失严重超出规定范围。可见在考虑到设备与设备之间关系、设备与电网之间关系时的电网状态检修决策时,达到单个设备层面的最优决策方案不一定是电网层面的最优检修方案,而需要综合考虑设备个体与电网整体运行。

4结束语

在设备个体状态检修决策的基础上,本研究综合考虑待检修设备之间、设备与电网之间的关系,提出了电网状态检修的概念和指导原则,对电网中需要检修的设备个体决策方案进行组合与筛选; 并提出了整个电网层面的检修决策指标,通过建立基于D-S证据理论的电网状态检修决策模型对可能的检修方案进行决策,实现了设备个体与电网整体运行的综合最优检修决策方案。

电网设备停役检修管理规定 篇5

为规范电网设备的停役检修程序，确保电网设备停役安全，特制定《电网设备停役检修管理规定》，本规定适用于供电有限公司调度所（简称市调）直接管辖设备和市调许可设备的停役检修管理，现随文下发，请各相关单位人员认真学习并遵照执行。本规定自发文之日起执行。

一、检修计划管理：

调度管辖范围内的供电设备的计划停役检修应服从市调统一安排，按公司下达的月度检修停电计划和批准的设备停役时间进行。

1、调度管辖设备的检修，凡改变系统运行方式涉及到对用户停电，都必须纳入设备检修计划。

2、各单位月度停电检修计划应于上月20日前报公司调度所，由调度所汇总并召集检修会议进行平衡确定后，于月底前下达各单位。

二、停电申请时间管理：

设备检修或试验在月度检修计划中虽有安排，各设备运行单位仍须按下列规定时间由相应停电申请人向市调值班调度员提出申请（遇有节假日应相应提前），调度所在接到停役申请单24小时内给予批复。

1、提出申请时间为规定日的8：00—16：30。

2、不涉及用户停电的设备，可以于停役前两天提出停役申请，但星期一检修的设备应在上星期四提出申请。

3、凡涉及用户停电的设备应于停役前7天提出申请。

4、超过以上规定的停役申请时间调度员可以不予接受。

三、停电“申请人”管理：

市调管辖的电网设备检修申请可由以下人员向当值调度员提出。

1、变电站设备检修申请可由变电部的负责人、运行专责、生计部的变电专责、变电运行人员提出，对于无人值班站的检修申请可由相应巡检站值班长提出。

2、对于10KV线路及以上线路主干线及支线的停电申请可由生计部的负责人或线路专责、工区值班员提出。

四、停电申请人在向市调办理设备停役申请时，应简单、明了，术语规范，当全站停电检修需市调安排倒供线路站用电时，应在办理停役申请时特别说明，以便调度安排。

五、按计划的线路停电工作，其工作票应在停役前两天送交调度所。但星期一的停电工作票应在上星期五11：00前送交调度所。值班调度员按规定根据第一种工作票的要求，做好停电措施，发布许可工作指令以及恢复送电指令。凡工作票未按规定时间内送达调度的，调度人员可以拒绝接收，由此产生的后果由相关单位负责，并按公司有关管理规定处罚。

六、月度停电检修计划下达后各单位不得任意更改。凡停役检修后将影响系统结线、设备参数或改变有关相序、相位的检修工作，均应在办理停役申请手续时附上异动前后的图纸和说明。

七、与一个设备的计划检修相配合而不影响运行方式的其他设备检修可随时向值班调度员提出申请，但配合进行的设备检修时间不应超过计划检修设备的时间，值班调度员有权批准这类检修。这类检修不作为临时检修统计。

八、在运行中发现设备缺陷必须立即停电检修时，可随时向当值调度员说明情况并提出申请。凡影响用户用电者应向调度所申请，并通知有关主要用户后予以批准。但对影响面大的临时性检修，应报公司分管生产的领导批准。但如果设备缺陷严重，不能坚持运行到调度批准检修的开始时间，现场值班人员应根据现场事故处理规程处理，并立即向值班调度员报告。

九、设备运行单位应按批准的检修时间开始检修，如不能按时开工，应该取消该设备的检修计划。由于客观原因确实无法按时开工者，且在原批准时间内可以完成检修的，说明原因后原申请仍可继续使用；否则应另行申请或提出申请时间顺延，但必须重新得到批准。

十、属各供电所代维的用户管辖的线路要求停电检修时，由各供电所向调度办理停电申请手续；属用户管辖的线路要求停电检修时，用户应持单位介绍信到相关供电所，由供电所向调度所办理申请停电手续，但对已建立有调度关系的用户，可由用户值班长随时电话联系停送电事宜；属用户管辖的线路要求在我公司变电站内进行工作时，用户除按以上程序向调度办理停电手续外，还应向运行设备所属运行维护单位办理进入变电站工作的工作票手续。

十一、外单位因基建施工等原因需要我公司线路设备停电时，应由申请单位持单位介绍信向设备所属设备运行维护单位提出；设备运行维护单位应负责审查停电的必要性，再确定停电范围，并向调度办理停电申请手续以及将批准的停电日期通知申请单位；调度所只根据设备运行维护单位确定的停电范围和停电申请单按规定办理停电安全措施。

十二、设备检修虽已批准或已开工，但如系统特殊需要，市调调度员可以根据现场情况，经协商后正式指令其不要开工或停止检修，将该检修申请作废并恢复设备的运行。

电网检修 篇6

关键词：电网；变电运维；风险；技术检修

一、变电运维风险概述

（一）变电运维。变电运维主要有两个组成部分，即人数不多或者没有人值班的电站电力运行管理工作与基站巡视检修队伍。变电运维主要基于电网企业大检修而对变电运行及其检修进行双向渗透，从而提高供电企业的生产效率，并且为其创造理想的效益。

（二）变电运维风险点。在变电运维过程中，由于工作人员操作不标准、习惯性违章、安全意识薄弱、没有根据要求进行检修和维护等行为，有可能会带来一定的伤害，包括电力设备的损害与工作人员的人身伤害等，而这种工作行为就是电网变电运维风险点。

二、变电运维中的风险分析

（一）外部环境因素引起的运维风险。引起变电运维风险的外部环境因素主要表现为自然因素，比如天气。寒冷的天气温度很低，极易使得充油导线出现紧缩现象和油面低问题，甚至由于风的作用而使得引线上出现不少杂物。当气温高时，充油导线会比较松，油面高。所以这一外部环境因素带来的运维风险在预测上存在一定困难。

（二）内部环境因素引起的运维风险。引起变电运维风险的内部环境因素比较多，比如变电器操作、倒闸操作、母线倒闸操作以及直流回路操作等。这些操作一旦存在问题，就会带来相应的变电运维风险。

在变电器操作方面，任何环节的差错都会影响到变电的正常运行，严重时可能会使得电网瘫痪。工作人员很多时候在进行空载变压器切合这个操作时，常常出现电压过剩而引起变压器绝缘性能损坏的问题，或者电压连续加大引起变压器稳定性破坏的问题，最终导致电压出现偏差。

在倒闸操作方面，工作人员一旦没有正确填写倒闸操作票，包括设备运行状况和检修状况等，就会对电网的正常安全运行以及管理人员安全造成一定影响。

在母线倒闸操作方面，如果工作人员的操作工序不标准，前期准备工作不足，就会带来一定的运维风险。比如继电保护设备与自动装置的切换中出现误动现象；带负荷状态下出现拉闸问题；空载母线充电过程中，有开关的断口电容和电感式电压互感器存在串联谐振现象等。

在直流回路操作方面，如果出现操作失误或者不满足标准，哪怕将自动保护装置安装在电网回路中，也无法使其发挥作用，最终对变电运行造成影响。

三、运维风险的技术检修探讨

通过技术手段对变电运维风险进行排除，就是运维风险的技术检修。要降低风险带来的损失，为人员安全提供保障，首先需要做好装设前的准备工作，即验电。确定需要检修的电气设备与线路，并对其进行停电，在需要装设接地线的进出线设备及其两端进行验电操作。操作人员必须穿戴绝缘手套，如果没有专业验电器，或者电压负荷太高，则可以采用绝缘棒来验电。主要根据绝缘棒的火花和放电声音来判断危险点，并将其标在预控卡上，根据要求对预控方案进行正确填写，并且实现操作票和预控卡的统一管理。其次，在接地线的装设过程中，卸放停电设备剩余的电荷与静电感应电压，并将停电设备设置在可能来电或产生感应电压的相关部位，避免突然来电危及人员安全。要注意穿戴绝缘手套，也可以采用绝缘棒，由两人来完成装设工作，做好接地隔离开关的接地监护工作。然后，检查出现线路跳闸的原因。如果是误跳闸，则应该重点检查自动保护装置。如果是线路故障所致，则应该检查是否存在CT断线问题，对线路CT至线路出口的内在连接进行检测。再者，对主变低压侧开关跳闸进行检测，确认其故障原因是越级跳闸，还是开关误动或者母线故障等。因此，需要对二次侧与一次设备检查进行准确的分析与判断。对主变低压侧的过流保护动作进行检查，确认其是否运行正常，做出初步判断。在对保护进行检查时，需要包括主变保护和线路保护等两个方面的检查。最后，对变压器瓦斯保护和差动保护动作进行检查。在变压器瓦斯保护的检验方面，一般是对变压器自身的火情与形状进行检查，以准确判断变压器的故障、二次回路和二次回路的接地情况与短路情况、呼吸器和压力释放阀的喷油情况及其动作情况等等。在差动保护方面，主要对套管、油位、油色和瓦斯继电器等主变进行认真检查，在没有异样的情况下，可以认为故障为保护误动所致。

结束语：在变电运维中，首先要考虑的就是安全保障。一些缺乏规范化的操作会对电网的正常安全运行造成影响，甚至威胁人员人身安全，也带来经济效益的损失。因此，变电运维人员必须增强安全意识，提高专业知识水平，严格根据相关规范来进行操作，更多地借鉴有效的检修经验，降低变电运维中出现的风险，保障电网变电的安全运行。

参考文献：

[1] 刘洋.基于变电运维一体化实施过程分析[J].中国高新技术企业，2013，20：125-126.

电网检修 篇7

当面对一台设备进行检修决策时, 首先需要针对该台设备所有单个状态量情况进行决策, 然后才对设备整体情况进行综合决策。当面对一批设备进行检修决策时, 检修决策应综合考虑检修资金、检修力量、电网运行方式安排及风险等情况, 保证检修决策科学、可操作、成效好。

1 检修决策时的基本原则

(1) 坚持“安全第一”原则。检修决策必须在保证安全的前提下, 综合考虑设备状态、运行工况、环境影响以及风险等因素, 确保人身和设备安全。

(2) 坚持“应修必修”原则。检修决策应根据设备状态评价和风险评估结果, 全面进行设备诊断分析, 确定设备具体检修维护策略, 适时开展必要的试验、维修和检查工作, 真正做到“应修必修, 修必修好”, 避免出现失修或过修情况。

(3) 坚持“依法依章”原则。检修决策应按照国家、行业、企业有关标准执行, 真正做到“有章可循、有法可依”。

(4) 坚持“成本最优”原则。检修决策应从企业整体目标出发, 统筹考虑资产的规划设计、采购建设、运行检修、技改报废全过程, 在满足安全、效能的前提下追求资产全寿命成本最优。

(5) 坚持“协同检修”原则。输电设备与变电设备、一次设备与二次设备、同一停电范围的设备等应进行协同检修, 设备检修与电网建设、市政工程、反措实施等应协同进行。

2 设备单个状态量的检修决策

首先规范设备单个状态量的检修决策, 以隔离开关为例说明, 见表1。

单个状态量检修决策的检修时间按照轻重缓急可分以下情况:

(1) 立即:检修时间为“A类”检修项目。运行中发现的设备缺陷, 定性为危急缺陷的, 根据设备缺陷管理制度, 一般应于24h内实施检修;若属于停电检修时发现的设备问题或异常, 则应在设备重新投运前实施检修。

(2) 尽快:检修时间为“B类”检修项目。运行中发现的设备缺陷, 定性为严重缺陷的, 根据设备缺陷管理制度, 一般应于7天内实施检修。

(3) 1个月内、3个月内、6个月内、1年内, 属“C类”检修项目。指从检修决策时间开始至检修实施时间止的时间段, 应于规定时间内实施检修。

(4) 适时:检修时间为“D类”检修项目。若需停电处理, 宜在1年至C类检修最长周期内实施检修;若不需停电处理, 宜在1个月内实施检修。

3 设备整体的检修决策

设备整体的检修决策应综合各部件及各个状态量情况, 确定设备整体检修类别、内容及时间。一般情况下整体检修类别指针对需停电检修, 只选择A类检修、B类检修、C类检修, 如设备存在问题需要加强D类检修, 可在检修内容中明确D类检修的具体项目。

各类检修类别的决策可规范如下:

对设备本体进行的整体性检查、维修、更换和试验, 属A类检修。检修内容的决策按“设备解体检修”、“修理 (或更换) 本体××部件、更换设备”等模式进行, 必要时须说明在实施A类检修前应采取的措施。A类检修后一般要求按照出厂或交接试验标准规定的项目完成相关试验。

对设备本体或机构局部性的检修, 外部部件的解体检查、维修、更换和试验, 属B类检修。检修内容的决策按“更换××部件”、“处理××缺陷”或“加装××部件, 并进行××试验”等模式进行。B类检修后根据不同情况开展部分或全部例行试验项目及诊断性试验项目。

对设备常规性检查、维修和试验等, 属C类检修。决策时按“进行设备例行试验、检查、维护和清扫”等模式进行;如果有缺陷存在, 检修内容的决策按“处理××缺陷, 并进行设备例行试验、检查、维护和清扫”等模式进行。

对设备在不停电状态下进行的带电测试、外观检查和维修, 属D类检修。检修内容的决策按“进行××处理”、“进行××检测”等模式进行。

4 检修决策应用

以1台断路器的检修决策为例进行检修决策实际应用说明。

(1) 断路器整体情况。某220kV变电站604断路器, 型号:LW11-220/3150-40, 2000年1月出厂, 2000年10月投运。2008年5月进行了C类检修。

(2) 状态量描述。2010年3月10日, 检查发现断路器空压机润滑油乳化;2010年4月8日, 检查发现气动机构24小时内打压10次, 超过技术文件要求, 其它状态量未见异常。

(3) 状态评价时间及结果。2010年4月8日进行动态评价, 根据SF6高压断路器缺陷分类标准及状态评价导则, 断路器空压机润滑油乳化缺陷属一般缺陷;“气动机构24小时内打压次数超过技术文件要求”缺陷属严重缺陷, 断路器整体状态评价结果为严重状态。

(4) 诊断分析:诊断分析发现:汽水分离装置分离效能不足, 高湿度空气中产生的水份无法有效分离及排出, 产生大量积水, 导致断路器空压机润滑油乳化;空气系统泄漏导致打压频繁。

(5) 检修决策。查阅设备单个状态量的检修决策规范, 拟分3种情况处理。

(1) “空气系统泄漏”的检修决策为:

检修时间:尽快;

检修类别:B类检修;

检修内容:查明泄漏原因并处理。

(2) “空压机润滑油乳化”的检修决策为:

检修时间:尽快;

检修类别:D类检修;

检修内容:更换润滑油。

(3) 断路器整体决策:

浅议大庆油田电网设备检修 篇8

在线路设备的管理工作中, 电网设备检修是重要的组成部分, 它在油田电力的生产活动中有着重要的作用。对于油田来说, 高效的供电是保证油田正常生产和运行的重要前提, 而为了保证高效供电, 就有必要加强对油田电网设备的检修, 为油田的正常运行提供相应的保障。文章主要探讨分析了大庆油田电网设备检修的相关问题, 希望能够引起人们对电网设备检修进一步关注, 能够对实践发挥指导作用。

2 大庆油田电网设备检修的必要性

设备检修是保证电网优质供电不可缺少的重要的工作, 在工作实践中, 首先应该根据各单位的实际情况, 制定相应的检修标准, 然后根据这些标准对设备进行一一检修, 发现其中的问题, 积极采取相应的措施, 保证各项设备正常运行, 为油田正常供电, 保证油田正常运行。以大庆油田为例, 整个大庆油田的配电线路达到几千米, 此外, 还有众多的真空开关、跌落式熔断器、配电变压器。由于经过多年的使用, 配电线路出现不同程度的问题, 比如设备发热、变色、变形等等, 这些问题严重影响了配电线路的正常运行, 也有可能引发安全问题, 进而影响整个油田的供电和生产。为了解决这些问题, 保证配电线路正常和安全运行, 保证优质供电, 曾经对所有的设备接头进行了拆、卸、打磨、涂敷凡士林、导电膏等等, 这些措施取得了一定的效果, 在一定程度上有利于线路的正常供电。但是, 到了负荷的高峰期, 接头的发热率不但没有降低, 与以前相比, 反而升高了很多。经过反复的总结, 我们认为是以下几个方面的原因:设备检修工作没有量化的标准, 在接头处理的过程中, 只是凭经验和感觉进行, 并将经验和感觉作为工作中的标准。同样是接头处理, 每个人的做法都不一样, 没有相关的标准可以参考和借鉴, 配电线路工作缺乏仪器的检测和指导。这就使得检测犹如在黑暗中摸索, 当然也就难以保证检测质量。因此, 配电线路设备难以健康的运行, 常常会出现各种故障, 严重影响了油田配电网的安全运行。

3 大庆油田电网设备检修的意义

大庆油田电网设备检修中存在着很多的不足, 这些不足影响了配电网的安全运行, 因此, 为了提高供电质量, 保证配电网完全运行, 有必要对电网设备进行检修。事实上, 大庆油田电网设备检修具有重要的意义, 主要表现在以下几个方面。

(1) 大幅降低配电设备接头过热量。在电网设备检修中, 利用仪器指导检测工作, 当检测完成后, 用仪器对检修工作的质量进行检测。制定相应的连接头处理工艺程序, 对每个人的检修方式进行规范, 保证每个人按照相关的规定进行检测。为了消除经验检修的弊端, 在检修的时候, 可以参照变电站连接头检修标准, 制定相应的完善的检修标准, 在检修过程中按照相应的标准进行, 使检修工作逐渐向标准化转变。经过对电网设备的检修, 大幅降低配电设备接头过热量, 在负荷高峰的时候, 接头发热率也满足相关要求, 收到良好的效果。

(2) 保证线路设备的检修质量。电网设备检修按照相关的检修程序进行, 并根据相关工艺要求, 制定科学与完善的检修标准, 当检修完成后, 并对检修后的设备进行检测, 这就使得电网设备检修在相关仪器和仪表的监测之下, 从而保证了线路设备的检修质量。

(3) 培养和造就高素质的检修队伍。电网设备检修需要运行相关的知识和技能, 按照相关的标准和规范进行, 这样无疑会提高检修队伍的综合素质, 造就一支高素质的检修队伍。

4 大庆油田电网设备检修程序

在进行检修之前, 需要做好相关的准备工作, 包括技术、材料、工器具、备用设备等。在技术准备的时候, 需要仔细了解设备的现状, 包括质量特点和存在的问题, 对检修工艺规范要进行学习, 以便在检修过程中能够熟练的运用, 熟悉检修规程, 了解相关的图纸。物质准备是多方面的, 包括材料、备用设备等, 最好对这些材料进行清单化, 以便更好的整理, 防止遗漏。为了提高检修效率, 有必要进行标准化线路检修, 在电网设备检修之前, 就要对整个检修进行合理的安排, 明确各项工作的先后顺序, 并明确哪些工序需要做好配合, 这样能够使整个检修工作顺利的进行。在检修工艺的运用上, 有必要运用标准化和统一的工艺, 对每一程序中的每一项工作都做合理的安排, 明确使用的工具和次序。此外, 全体检修人员在检修的过程中, 需要严格遵守各项规定, 按照工艺规定进行电网设备检修工作, 落实各项工艺规范, 保证检修的质量。

5 大庆油田电网设备检修前后的效果对比

大庆油田电网设备经过检修之后, 收到了良好的效果, 我们将通过对比来对此进行解释说明。

(1) 弛度调整。配电网的弛度需要控制在合理的范围之内, 如果弛度过大, 就会引发线路跳闸;但是如果弛度过小, 容易导致线路断线现象的发生。经过对电网设备进行检修之后, 按照制定的标准, 对线路弛度进行相应的调整, 收到了良好的效果, 有效的减少了线路跳闸、断线事故的发生。

(2) 开关检修。在电网设备检修之前, 对于开关进行检修是凭经验进行, 其效果不太明显, 开关内部结构会发生故障, 常常会引发线路越级跳闸现象, 难以保证油田线路的安全运行。而经过电网设备检修之后, 开关可以通过传动试验、摇测试验、红外线测量等多项标准检测, 大大减少了跳闸事故的发生, 有利于保证线路的安全运行。

(3) 触电事故。在终端杆拉线, 如果居民发生触摸, 容易引发拉线触电事故, 这样会给油田造成相应的经济损失。在对电网设备进行检修之后, 在拉线上面增加了绝缘子, 这样就杜绝了行人触摸拉线的行为, 从而避免了触电事故的发生。

(4) 设备事故。在检修之前, 由于受到人员技术等方面的限制, 往往会发生变压器台烧毁事故。而对电网设备检修之后, 按照相关的标准进行线路工频耐压试验, 对变压器控制设备进行测试, 从而避免了设备事故的发生。

6 结束语

总而言之, 大庆油田电网设备检修收到了良好的效果, 能够保证配电网平稳的运行, 有利于油田获得稳定和优质的供电, 同时也提高了供电部门的服务水平, 有利于油田的增产和发展。

摘要：油田电网设备检修是一项十分重要的工作, 它是保证油井持续稳产的基础和前提。文章以大庆油田电网设备检修为中心话题, 主要探讨分析了大庆油田电网设备检修的必要性、意义、程序等问题, 最后文章还对比了检修前后的效果, 通过对比表明, 电网设备检修取得了良好的效果, 有利于油井的正常供电油田的稳产与发展, 同时还提高了电力部门的服务水平。

关键词：大庆油田,电网设备,检修,接头过热,检修效果

参考文献

[1]李东辉.大庆油田电网继电保护整定系统研究[D].天津大学硕士学位论文, 2009[1]李东辉.大庆油田电网继电保护整定系统研究[D].天津大学硕士学位论文, 2009

[2]吕勇.浅议大庆油田工业配套项目规划内容及方法[J].消费导刊, 2010 (4) [2]吕勇.浅议大庆油田工业配套项目规划内容及方法[J].消费导刊, 2010 (4)

[3]王维俭.电气主设备继电保护与应用[M].北京:中国电力出版社, 1996[3]王维俭.电气主设备继电保护与应用[M].北京:中国电力出版社, 1996

[4]李凤莲.对规程规定电气设备检修周期的思考[J].石油工业技术监督, 2003 (7) [4]李凤莲.对规程规定电气设备检修周期的思考[J].石油工业技术监督, 2003 (7)

电网检修 篇9

随着建设智能电网战略目标的提出,我国将发展壮大遍布各个用户终端的电力智能网络。智能电网建设目标的实现,要求电网的安全性、可靠性水平在目前基础上有更大程度的提高,要求电网能够在发生大规模事故的情况下具有一定的自愈性,这从某种意义上对设备检修管理水平提出了更高的要求。而在我国传统的以定期检修为主的检修模式下,电网设备数量与检修所需资源有限之间的矛盾日益突出,检修工作难以按规程规定的检修周期和项目进行,总体检修质量难以提高[1,2,3]。在智能电网条件下,面对电力系统不断增加的复杂性、不确定性以及各种不可预见的突发事件所导致日益复杂的检修工作[4],如何制定合理有效的输电检修策略,优化配置检修资源,减少检修的盲目性,保障电力系统稳定、高效运行,具有重要的意义。

目前,以设备状况为依据的检修方式取代定期检修已成为国内外检修工作发展的必然趋势。文献[5,6]提出了利用模糊决策理论分析输电系统状态检修决策的方法。文献[7]针对设备的老化过程,建立了马尔可夫过程描述的设备老化模型,将设备的可靠度用设备的故障损失定量表示,讨论了综合考虑经济性和可靠性最优的检修决策。文献[8]以全部待修输电线路检修启动时段的组合为决策变量,以系统在整个规划周期内因输电线路检修引起的供电不足风险增加量最小为目标,提出了1种输电线路检修计划模型。文献[9]考虑了电力系统现场存在的随机模糊双重不确定性,以检修费用与停电费用之和的随机模糊期望值最小为目标,建立了短期检修计划的优化模型。文献[10]根据电力市场环境中检修计划的特点,综合考虑了发电机组检修和输电设备检修之间的相互关联关系,建立了协调市场各方利益的发输电一体化检修计划优化的数学模型。文献[11]利用模糊综合评价方法,提出了量化超高压输电线路运行状态的评估方法和步骤。文献[12]以智能电网建设为背景,建立了输电线路状态检修智能决策系统。文献[13]针对目前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,以综合风险费用最小为优化目标,提出了1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。

本文统筹考虑智能电网建设对输电检修工作的新要求,根据设备发生故障的概率及设备使用寿命的变化情况,提出基于智能电网的输电检修优化决策指标,建立基于智能电网的输电检修优化决策模型,利用禁忌搜索算法求解模型,并通过IEEE24节点系统验证模型及算法的可行性。

1 基于智能电网的输电检修优化决策指标

1.1 智能电网条件下的输电检修

国家电网提出加快建设以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展,以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网。为了实现上述特征,需要在电网中引入大量的新型元件和设备,包括分布式电源、大型可再生能源电源、智能电表,以及为了控制潮流而引入的先进电力电子技术,如FACTS设备等。这些新型元件及设备的接入,将改变电网的结构,增加电网的运行风险,对电网的稳定性及可靠性带来了挑战。此时,输电检修工作日益复杂,需要制定1套高效的检修策略,使输电系统故障风险最小化,确保电网的稳定运行。

此外,国家电网公司在《国家电网智能化规划总报告(修订稿)》中明确指出输电环节智能化需要实现状态评估、故障诊断、状态检修和风险预警,需要实现对线路运行状态的可控、能控和在控。在技术手段方面,国家电网公司则倡导开展分析评估诊断与决策技术研究,实现输电线路状态评估的智能化;加强输电线路状态检修技术的研究应用,实现输电线路智能化技术的高级应用。这些技术的发展将为以设备运行状态为依据的输电检修模式提供技术支持[14]。

因此,在智能电网建设背景下,输电检修工作将逐步向以设备状态为依据的检修模式过渡。

1.2 基于智能电网的输电检修优化指标

根据智能电网建设条件下输电检修工作的特点,选取设备故障风险降低值及设备使用寿命延长所节约的成本作为输电检修优化决策指标。以设备故障风险及设备寿命变化情况作为输电检修决策指标,一方面,能够及时发现并安排高风险的设备进行检修,最大限度地降低系统故障风险,确保电网的安全可靠;另一方面,能够有效减少盲目检修,提高检修资源的利用效率。

(1)设备故障风险降低值

定义设备故障风险值等于设备发生故障的概率与发生故障造成的后果(故障后果)的乘积。

假设在检修前后设备的故障后果保持不变,则在时刻t完成检修任务a后,设备m降低的故障风险可表示为:

式中:ΔR(m,a,t)为t时刻输电检修任务a完成后降低的设备故障风险值;ΔR0(m,a,t)为检修任务进行过程中设备故障风险的降低值;ΔR1(m,a,t)为检修结束后设备故障风险的降低值。

在检修过程中,设备故障风险的降低值ΔR0(m,a,t)可通过式(2)计算得到:

式中:T为输电检修完成时刻;D为输电检修消耗的时间;p(m)为参与检修的设备m发生故障的概率;p(e)为不参与检修的设备e(e=1,2,…Ne)发生故障的概率;S(e|0,t)为设备m检修前设备e的故障后果;S(e|a,t)为设备m执行检修任务a后设备e的故障后果。

在检修完成后,设备故障风险降低值ΔR1(m,a,t)可通过式(3)计算得到:

式中:Δp(m,a)为第m台设备第a项检修任务结束后设备故障风险率的变化值;S(m|0,t)为检修前设备m的故障后果;f(0,m,t)表示t时刻检修设备m的风险值即故障概率与故障后果的乘积。

综上可得,输电检修任务a完成后,设备故障风险降低值可通过式(4)计算得到:

式(4)中,在检修期间设备m退出运行,因此检修期间设备m导致的系统风险值为零,即。为了简化计算,假设输电检修前后设备e的故障后果保持不变,即:

因此,设备故障风险降低值可简化为:

(2)设备使用寿命延长节约的成本

设输电检修完成后,设备m的使用寿命延长了Δθ,则节约的成本为,

式中:AL(m,a,t)为由于设备使用寿命延长而节约的成本;C(m)为设备的检修成本;θ0为设备平均发生故障的时间;Δθ为输电检修延长的设备使用寿命;σ为通胀率。

因此,t时刻设备m的检修任务a的输电检修优化决策指标可表示为:

式中:M(m,a,t)为输电检修优化决策指标;ΔR(m,a,t)为设备故障风险降低值;AL(m,a,t)为检修后设备寿命延长而节约的成本;γ为权重值,反映用户对提高设备短期可靠性或者延长远期寿命的重视程度。

2 基于智能电网的输电检修优化决策模型

2.1 模型建立

以输电检修优化决策指标W(m,a,t)为依据,分析输电检修优化决策模型。在输电检修中,设t时刻设备m的第a项检修任务开始启动,则g(m,a,t)=1,否则为0;若在t时刻设备m的第a项检修任务正在进行,则h(m,a,t)=1,否则为0。设D(m,a)为设备m的第a项检修任务的检修时间,则:

通过式(9)可确定t时刻设备m的第a项检修任务是否进行。

建立输电检修目标函数及约束条件如下:

目标函数式(10)表示输电系统累计风险降低值最大化,其中,Nm为设备数量,Na为设备m的检修任务数量;约束条件式(11)表示T时段内设备不存在重复检修的情况,即每台设备的检修次数不超过1次;约束条件式(12)表示由于产生显著的电压变化等问题,检修任务不能执行的情况,其中,T0(m,a)表示设备m的第a项检修任务不能执行的时间集合;约束条件式(13)为检修劳动力约束,其中,W(m,a)表示设备m的第a项检修任务需要投入的劳动力,TW(t)表示,时刻检修可投入的劳动力总量;约束条件式(14)为检修资金约束,其中,C(m,a)表示设备m的第a项检修任务的检修成本,TC为可用于输电检修的资金数量;约束条件式(15)为安全约束,S(m,a,t)表示t时刻设备m的第a项检修任务引发的安全性问题(低电压、电压不稳定等)衡量指标,Smax(t)为t时刻安全性问题的上限。

2.2 模型求解

利用禁忌搜索算法求解基于智能电网的输电检修优化决策模型。禁忌搜索(Tabu Search,TS)最早由Glover提出,用以求解组合优化问题。禁忌搜索算法在组合优化领域具有强大的寻优能力,并以较高的求解质量和效率得到广泛的应用[15,16,17,18]。利用禁忌搜索算法求解基于智能电网的输电检修优化决策模型流程如图1所示。

(1)以系统内全部待检修设备信息为依据,随机生成1组初始解,即当前解,按照特定的规则寻找需要调整的时段T及检修任务a。

(2)在初始解的基础上,寻找T时段内的全部待检修设备,将其作为调整对象。

(3)从调整对象中任选1台检修设备,调整其检修时段及检修任务,得到新的检修方案。

(4)枚举所有可能出现的检修策略,构成初始解的领域。

(5)从领域中选择基于智能电网的输电检修优化决策指标值最优且满足禁忌要求的解作为最新的当前解。若当前解优于目前的最优解,则以其作为新的最优解。

(6)若最优值在给定的迭代次数内不再增加,则算法结束,否则继续搜索。

2.3 算例分析

利用IEEE24节点系统验证模型及算法的可行性。系统的初始网络结构参见文献[19]。列举5台变压器、18条待检修线路,分析输电检修优化决策问题。假设设备检修可以安排在每年1月1日至12月31日中的某一时间段。变压器的检修任务包括小范围检修(记为任务1)、大范围检修(记为任务2);输电线路的检修任务包括树木修剪(记为任务3)、线路绝缘检修(记为任务4)。定义检修所需时间为参与检修人数与每个检修人员累积作业时间的乘积。设备检修信息如表1所示,其中,Ti表示第i台变压器,(i=1,2,…5),Li-j表示节点i、j之间的输电线路。

假设变压器在运行10年后开始出现故障。变压器的检修效益如下:小范围的检修,可使变压器故障率降低到上一年的水平;大范围的检修,可使变压器故障率降低至第10年的水平[20]。5台变压器的运行年限如表2所示。

利用Weibull分布模拟分析变压器退化过程,Weibull参数为α=7E-7,β=5.097,变压器的故障率分布情况如图2所示。

图2中,变压器第10年的故障率为1.66%、第15年为5.4%。如果对变压器进行大范围的检修,其故障率降为第10年的故障率水平,即为1.66%。对于运行时间为11年的变压器而言,大范围及小范围的检修都能使其故障率降低至第10年的故障率水平,因此对1 1年的变压器进行小范围的检修更加经济。

输电线路的故障率参见文献[19]。设可用于设备检修的资金总量为7万美元,劳动力时间为5 100 h,同时假设γ的取值为1。利用Matlab编程求解输电检修优化决策模型,可得设备的最优检修方案,见图3。

在图3中,横坐标表示接受检修的输电设备,纵坐标表示最优检修方案中设备的检修任务。结合表1,可计算出最优检修方案中设备检修的总成本为69 700美元,检修所消耗的劳动力时间为5 061 h。输电检修优化决策的指标值为178 290美元,即采取该检修方案,可使输电系统故障的风险值降低为178 290美元,意味着避免了未来1年178 290美元的费用支出。

设M/C表示输电检修的经济性效率,M/L表示输电检修劳动力效率。其中,M表示输电检修优化决策指标值,C表示输电检修成本,L表示输电检修劳动力效率。对比分析最优检修方案中4种检修任务的经济性效率及劳动力效率情况,见表3。

由表3可知,检修任务3、4(树木修剪和线路绝缘检修)的经济性效率及劳动力效率均高于检修任务1、2(变压器小范围、大范围检修)的指标值。换而言之,同样的系统故障风险降低值,检修任务3、4消耗较少的资金或者劳动力。该结论对不同检修任务之间的资源分配有一定的指导作用。

改变资金的预算约束,同时假设若剩余的预算接近下一个检修任务的费用,则允许增加1个检修任务,可得不同资金约束下的输电检修优化决策指标值的变化情况,见图4。

由图4可知,随着预算资金的增加,输电检修优化决策指标值呈现先递增后递减的趋势。当预算资金为69 700美元时,输电检修优化决策指标值达到最大值178 290美元。造成上述现象的原因在于,输电检修过程中优先选择设备故障风险最大的设备进行检修。随着检修资金的不断增加,故障风险相对较小的设备开始进入检修,而由这些设备产生的系统风险降低值也相对较小,因此,出现了图4中的变化趋势。

4 结论

以建设智能电网为背景,综合考虑了新环境下输电检修工作的特点,以输电系统风险降低值最大化为目标,建立了基于智能电网的输电检修优化决策模型。利用禁忌搜索算法求解了所建模型,并结合算例验证了模型及算法的有效性。

通过研究得出了如下结论:以设备故障率及设备寿命变化情况为依据,制定输电检修优化决策模型,一方面,能够在错综复杂的设备及各种设备检修任务中,选择最有效的检修方案,及时安排故障概率较大的设备进行检修,减少设备故障对输电系统造成的损失,提高输电系统的安全稳定性;另一方面,能够合理分配检修资源,实现资源的最优化配置。

摘要：在智能电网条件下,日益复杂的输电系统增加了输电检修工作难度。综合考虑新环境下输电检修工作的特点,提出考虑设备故障率及设备使用寿命变化情况的输电检修优化决策指标,以输电系统风险降低值最大化为目标,建立基于智能电网的输电检修优化决策模型,利用禁忌搜索算法求解所建模型,并通过IEEE24节点系统验证模型及算法的可行性。

浅议地区电网电力设备的状态检修 篇10

在多年生产经验及大量电力设备故障规律统计分析的基础上,电力企业长期使用定期检修和事后检修相结合的模式来开展电力设备检修工作,此种模式能够有效减少电力设备的突发事故,对于确保电力设备的稳定运行发挥过重要的作用。但随着电网规模的扩大和电力设备数量的增加,此种检修模式的缺陷日益凸显,不仅极大地增加了检修人员的工作量,而且没有考虑电力设备的实际状况,因此迫切需要在确保电网安全稳定运行的基础上,采取具有针对性的检修管理模式。

1 地区电网实施电力设备状态检修的必要性

很多地区电网采用的是传统检修模式,遵循“应修必修,修必修好”的周期性检修制度,该检修模式的针对性和有效性较差,因此实施电力设备状态检修工作迫在眉睫。具体说来:

(1)地区电网实施电力设备状态检修是提高电网供电可靠性的必然要求。近年来,电力用户对电网供电可靠性的要求日益提高,对输变电设备停电时间的要求日益严格,但计划检修停电时间占到了地区电网总停电时间的80%以上,随着电力生产管理的不断深化,地区电网必须通过实施电力设备状态检修来缩短年均检修所需的停电时间,满足电力用户的用电需求。

(2)地区电网实施电力设备状态检修是实现电力企业减人增效的内在需求。随着地区电网减少改造投入的加大,电力设备的数量日益增加,但是运行检修人员的数量没有得到相应的增加,甚至还有减少的趋势,这使得现有的运行检修人员难以担任周期检修的任务。通过实施电力设备状态检修,运行检修人员无需对运行良好的电力设备进行定期检修,极大地减轻了工作负担,提高了工作效率。

(3)地区电网实施电力设备状态检修是实现电力设备精细化管理的客观要求。电力设备状态检修工作的开展,要求电力企业各级生产技术部门、设备运行和检修部门的工作人员需要认真收集和分析电力设备的基础管理和状态信息,同时确保各级技术人员能够将更多的时间和精力放在全过程质量控制、电力设备状态的严密监控和检修项目的研究上,从而实现电力设备的精细化管理。

(4)地区电网实施电力设备状态检修是提高供电企业安全性的必经之路。实施电力设备状态检修,能够确保电力设备处于最佳的运行状态,解决因定期检修而造成的检修过度或检修不足的问题,从而提高设备的安全性和检修人员的安全。

2 地区电网电力设备状态检修存在的问题

目前,电力设备状态检修已经在国外得到了大量实施,并且取得了良好的应用效果,但是在我国还处于起步阶段,在各地的推广进程比较缓慢,究其原因,主要是地区电网电力设备状态检修还有如下难点问题:

(1)电力设备故障考核不利于状态检修的实施。电力企业在对电力设备事故进行原因分析和追究责任时,往往以规程划线,尤其是在没有查出事故直接原因的情况下,常常把对规程的严格执行或定期检修是否进行作为事故发生的主要原因,这种做法往往会掩盖电力设备事故发生的真正原因,难以对事故的真正负责人进行追究。

(2)电力企业管理层和基层检修试验单位对状态检修的原动力不足。绝大多数电力企业并不是独立核算的经济实体,虽然状态检修能够极大地降低检修成本,提高电力企业的经济效益,但是管理层需要承担的风险和工作量会增大,这导致电力企业管理者开展电力设备状态检修的原动力不足。此外,定期检修所需的费用,通常是有电力企业生技部门下达给基层检修试验单位的,开展状态检修后,基层检修试验单位对电力设备运行状态的掌握需要花费更多的资金和心血,这势必会挫伤基层检修试验单位实施状态检修的积极性。

(3)电力设备在线监测技术手段还比较落后。虽然很多电力设备在线监测技术(如色谱分析、红外线测温等)已经比较成熟,但是其针对的电力设备故障类型还是比较有限的,尤其是针对断路器机械状态的有效监测手段还比较缺乏,而状态检修的实施必须建立在电力设备运行状态的全面掌握上,这无疑增加了状态检修开展的难度。

(4)电力设备状态检修管理工作非常复杂。为了确定具体电力设备的检修项目和检修时间,检修人员需要有较高的技术水平,同时还需要有畅通的设备状态信息和完善的状态检修实施细则。对于状态检修,现行电力企业规程查不到具体的规定,一般是各管理部门结合地区电网的实际情况来制定本单位的实施细则,这对检修人员的要求较高,需要检修人员经常查阅电力设备的诊断报告,并且对电力设备的历史运行信息比较了解,从而使得状态检修管理成为一项长期的复杂工作。

3 地区电网电力设备状态检修管理模式的具体实施

3.1 设备状态信息的采集和分析

设备状态信息主要包括以下3个方面:

(1)电力设备状态数据。电力设备状态数据包括设备的动态数据和静态数据,其中动态数据是指电力设备运行和检修环节的数据,主要包括检修、缺陷、更新改造、故障、巡检视查等方面的数据,是制定检修策略的直接依据;静态数据是指电力设备运行前的数据,受电力设备的生产厂家、运输、装卸和安装等质量的影响,主要包括设计、配件、材料、生产工艺、出厂前试验、运输、装卸、安装、调试和交接验收等信息,是设备状态检修的基础数据。

(2)电网数据。电网数据是与电力设备有关的运行数据,主要包括运行温度、负荷资料、故障资料、短路电流、继电保护及故障装置提供的录波、持续时间和测距等事件记录信息。

(3)环境数据。环境数据主要包括风向、湿度、风速、温度、雷电活动、雨雪雾和自然灾害等信息,是判断电力设备状态的重要基础参与数据。.

32电力设备状态的评估

电力设备状态评估的方法较多,常用的有:

(1)趋势判断。即根据电力设备在不同时间的状态检测数据,对其数据的变化速率和变化趋势进行分析,从而对电力设备的实际运行状态进行评估。

(2)限值判断。即根据电力设备的状态检测数据,按照规程所规定的限制进行对比分析,看其是否接近或者是超过限值。

(3)对比判断。即对同类设备或者同一设备不同时间的状态检测数据进行横向和纵向的比对,判断设备状态的变化趋势。

(4)专家系统法。即利用智能化的计算机程序和推理手段,根据设备的状态检测数据,判断设备的真实运行状态。

3.3 电力设备状态的分类

电力设备状态大致分为以下4类:

(1)正常状态。即电力设备的带电和停电试验数据正常,各种资料齐全,运行情况也正常。

(2)注意状态。即电力设备具有不符合技术管理规定的制造缺陷,但是并不影响其安全运行。

(3)异常状态。即电力设备及其主要附件有缺陷,但是缺陷程度不算很严重,暂时对设备的安全运行不构成威胁,但是长期不处理也可能发展成严重的缺陷;电力设备的试验数据和资料严重不全;电力设备的运行状况或试验数据异常,但是没有弄清问题性质,还无法判断缺陷是否严重。

(4)严重状态。即电力设备有严重缺陷,对其安全运行有较大的威胁。

4 结语

地区电网电力设备状态检修是一个动态且不断运行的管理系统,需要在实践的基础上不断进行修正和完善,并且使用新技术和新工艺对原有的监测手段、状态数据和检修策略作出调整。地区电网电力设备状态检修的开展,不仅涉及技术问题,而且要克服管理体制和观念的障碍,通过深入宣传来提高大家对状态检修的认识,并不断进行经验总结和交流,以促进状态检修工作的发展。

摘要：在分析地区电网实施电力设备状态检修必要性的基础上,深入探讨了地区电网电力设备状态检修存在的问题、地区电网电力设备状态检修的管理模式以及其具体实施,具有一定的参考价值。

关键词：地区电网,电力设备,状态检修,管理模式

参考文献

[1]王雪,莫娟,严璋.国外电力设备维修策略的更新[J].中国电力,2003(8)

电网检修 篇11

关键词：电网,变电站设备,状态检修,运行环境

电力资源是当前社会正常运转、人们正常生活所不可或缺的资源之一。而电网变电站作为电力资源输送的重要场所, 其变电设备工作的安全性和工作质量更是直接关系到社会的稳定和谐, 因此, 必须重视对电网变电站设备的状态检修, 保证变电站设备检修工作的质量。

1 状态检修的原则

对变电设备进行检修的周期并不是统一的, 而是根据变电设备实际使用的环境以及运行的状态来确定的, 当变电站设备运行时间较短且运行质量较高时, 可以适当的延长变电站设备的检修周期, 相反则需缩短检修周期。而对电网变电站设备进行的状态检修工作也需要遵循相应的原则和规律, 只有在坚持科学规律和原则的前提下, 才能保证变电设备检修工作的质量, 其中最主要的两个原则就是:需要检修则必须检修, 一旦检修则必须保证检修结果的准确性。设备检修原则最大的作用就是保证设备检修工作的质量, 尤其是在当前我国电力设备大力发展的背景下, 大量增加的变电站设备和电网在为居民带来便利的同时也极大的提高了变电设备检修工作的压力, 因此, 在此背景下必须更加重视对变电设备检修原则和检修规律的坚持。在实际的检修工作中对检修原则的坚持具体可以表现为以下几点: (1) 电力企业需要按照要求, 制订日常检修计划, 明确规定状态检修周期, 确保设备维护的合理性; (2) 汇总需要检修的设备的详细内容, 有计划地检修已经出现状态问题的设备, 而且要保障检修设备最终进入正常的运行状态; (3) 构建监督系统, 监控有状态问题的变电站设备, 检测变电站设备的状态, 以免出现质量问题。

2 状态检修的策略变电站设备的状态检修是维持电网系统可靠性的有效途径。

结合电网变电站设备的运行情况, 探讨了实施状态检修的有效策略。

(1) 状态监测。这种检测方式分为线上和线下监测两种方式, 这两种监测方式的灵活运用极大的提高了变电设备运行状态监测的质量, 而且其监测的周期和监测点也会更加合理和科学。变电设备状态监测就是对通过对变电设备的运行状态进行监测来判断其是否出现运行故障, 当然, 这个监测过程需要的设备、技术以及对变电设备运行的信息量是巨大的, 也只有确保这些必需条件满足的前提下才能保证变电监测工作的准确性。

(2) 故障诊断。在变电设备检修工作中最重要的工作环节就是变电设备故障诊断环节, 通过比较法和综合法两种变电设备诊断方法来对变电设备的故障状态原因进行分析, 变电设备故障原因比较法分析过程主要是利用变电设备故障前与故障后的运行数据对比, 寻找两者数据的差异来判断故障原因, 并通过原因检验来对诊断结果进行评定, 最终确定变电设备故障原因。而综合法在使用上则较为复杂, 所涉及的技术和数据更为宽泛, 其专业性更强, 当然, 其检修诊断结果也更为科学。

(3) 状态预测。状态预测, 顾名思义就是根据变电站设备当前的运行状态和设备的日常工作量来对其未来的使用状况进行预测, 而电力企业则可以根据这一预测结果来对变电站设备采取针对性和预防性的检修工作。变电站设备状态预测最大的优势就是它能够帮助设备检修工作建立预警机制, 在设备预测问题来临之前对设备进行维修或替换, 这样能够及时的避免因为变电站设备出现故障而导致的电网运行问题。

(4) 设备维护。对变电站设备进行维护修理是整个检修过程最后一个环节, 也是最为重要的一个环节, 设备状态检修工作之前的工作环节都是为变电站设备维护做铺垫。因此, 必须重视变电站设备维护工作的质量和效率, 分派专业素质过硬的技术人员进行设备维护, 设置相应设备维护和检查机制, 此外, 在设备维护结束后, 还要对所维护的设备进行质量检查, 只有确定其运行状态后, 才能确认设备维护工作的完成。

3 设备状态检修

在进行变电站设备状态检修时, 必须建立相应的设备状态检修系统, 因为系统不仅能够保证设备状态检修的质量, 而且能够保障变电站设备在未来使用中能有较高的使用质量。变电站设备状态检修不同于设备其他方面的检修工作, 它主要是着眼于变电站设备在电网变电站中的使用效率和运行质量, 它是对变电站设备能否满足电网运行以及实际投入使用质量的检验, 因此, 变电站设备状态检修工作需要一个完善健全且科学合理的检修系统, 这个系统必须是在遵循变电设备检修原则和规律的前提下, 结合变电站设备实际应用状态来建立的。

4 针对性检修

在众多的电网变电站设备检修方式中, 针对性变电设备检修可以说实用性和效率最高的检修方式之一。电网变电站设备状态针对性检修就是根据变电站设备运行中出现的问题来进行具体的维修, 这种检修方式的质量和检修效果是建立在对变电站设备运行状态足够了解的前提下的, 它根据变电站设备实际使用中的问题来采取针对性的检修手段, 避免了对变电站设备大范围、全面的检修, 而且保证了变电站设备检修的质量。这种针对变电站设备具体问题采取针对性检修手段的检修方式极大的额提高了检修工作的工作效率, 减少了检修工作量, 降低了变电站设备检修的成本。

结语

通过上述对变电设备检修工作原则以及检修工作程序的简述, 相信读者已对变电站设备检修工作有了一定的了解。近年来, 我国电网变电站技术和设备都有了极大的提升, 但是, 由于我国电力产业发展过于迅速, 相较于不断增加的电网数量, 其电网质量却堪忧, 特别是电网系统的中的变电站设备, 可靠性和安全性有待进一步增强, 我们应该将如何提升其检修技术和设备的先进性和科学性这一艰巨的任务放在首位。为了从整体上提高电力设备技术的先进性和可靠性性, 解决当前变电设备检修技术存在的许多不足是首先需要关注和解决的问题之一。

参考文献

[1]李明, 韩学山, 王勇, 等.变电站状态检修决策模型与求解[J].中国电机工程学报, 2012, (25) 27:196-202.

[2]范继锋, 陈红艳.变电站设备状态检修的分析和探讨[J].机电信息, 2010 (30) :86-87.