電網設備運維輔助策略的分析研究

詹龍龍 陳朝霞 朱勇

【摘要】文章提出了一種綜合考慮RBM和LCC的電網主設備運行維護策略輔助決策方法。該方法以電網主要設備運行的風險評估結果為基礎，綜合考慮影響設備運行和維護策略的各種約束，采用LCC方法對設備壽命進行評價。最后給出了運行維護策略的優化方案。

【關鍵詞】電網；設備運行；維護

一、電網運行設備的日常保養與維護的必要性

隨著現代社會的不斷發展，各種電網設備不斷涌現，我國能源消耗總量也在不斷增加，電能給日常生活帶來了極大的便利，也帶來了一系列的損失和事故。在生活中，我們經常看到一些商業區、街區和住宅區大面積停電，更嚴重的是停電、通訊和交通造成的一系列連鎖損失。這些事故的原因主要是電力設備的維護和安全管理不到位。為了更好地預防這些事故的發生，有必要針對可能發生的事故進行具體的安全檢查和各種演習。

二、電網主設備運維策略優化方法

（一）總體決策邏輯

在決策過程中，需要考慮設備是否受到強制性條件、設備的風險評估水平、設備的風險概率以及設備使用壽命的約束。首先，如果設備受到強制性條件的限制，它將直接作出決定，選擇技術改造或修理，并加強檢查和維護方法。如果設備不受強制條件的約束，則將設備的風險評估和排序分為3個風險級別，如不可接受的風險區域設備、最小可行（ALARP）的區域風險設備、可接受的風險區域設備。如果風險值位于不可接受的風險區域，評估其運行年限是否超過設備壽命周期，如超過則選擇退役。如未超過則選擇檢修；對于風險概率低、風險值位于ALARP區域的設備采取定期試驗的運維方式。對于可接受風險區域的風險值的設備，風險概率較高，檢驗的操作和維護策略得到加強，風險概率較低。

（二）影響運維策略的要素分析

本文將設備運行和維護策略的約束分為強制約束和柔性約束兩類。強制約束更加注重操作和維護策略的有效性，不太注重設備運行和維護策略的成本，因此其操作和維護策略更加直接和單一。在柔性約束下，制定運維策略的靈活性較大，注重成本效益的平衡。強制性約束包括可靠性約束、防事故約束、政治約束（如世界大學生運動會等）、環境約束（臺風、地震等）以及導致設備損壞和限制設備維護的其他因素都是柔性約束。

（三）設備風險評估與排序

K是比例系數；C是曲率系數；Ise是設備狀態評估的分數；P是設備故障概率（0～1之間的值）。在計算設備故障影響時，主要考慮設備本身的價值和電網的損失。在風險評級中，使用ALARP原則進行風險評級。

（四）設備壽命評價

電網設備的壽命可分為物理壽命、折舊壽命、技術壽命和經濟壽命。物理壽命主要體現在設備被反復檢修，直到無法恢復到原來的時間段。技術壽命是指從輸入到不滿足技術要求的過程，強調技術進步使設備達到技術生命的過程。經濟壽命是指設備的最低年度成本，平均每年投入成本將在第一年或第二年增加。折舊壽命主要來源于設備的剩余價值，即從折舊到零的過程。在制定設備運行維護策略時，主要考慮設備的物理壽命、技術壽命和經濟壽命。

隨著運行年限的增加，電網設備發生故障的概率逐漸增大。當設備運行壽命達到一定階段時，設備發生故障的概率明顯增加，導致設備運行和維護的增加。在實際工作中，可以認為，當故障概率增加到可以承受的臨界值時，設備達到其技術壽命。這個臨界值可以根據專家的經驗得到。利用數據擬合的方法繪制斷路器的工作壽命與故障概率之間的關系，可以估計斷路器的技術壽命約為21年。

三、電網主設備運維策略優化輔助決策系統

（一）系統功能框架

電網主設備運維策略優化輔助決策系統包括設備風險評估模塊、設備運維數據管理模塊、設備運維知識庫模塊、設備管理系統、設備運維輔助決策模塊。

（二）強制性約束條件下的運維策略

在強制性約束條件下，更加注重運維策略的實效性，對策略本身的成本不是十分看重，因而其決策結果比較直接、單一。本文采用策略表的形式描述強制性約束條件下的運維決策。在制定設備運維策略時，首先，判斷其約束條件是否為強制性的，在強制性約束條件下，判斷設備的運維策略。若設備不滿足監管約束，則需要進行技改或增容。若設備需要進行檢修或技改，則根據設備最佳運行年限判斷其具體的運維策略。

（三）柔性約束條件下基于RBM和LCC的運維策略

在柔性約束下，制定運維策略的靈活性較大，注重成本效益的平衡。對于處于不可接受風險區域的設備，必須根據風險理論排除設備故障的風險。此時需要根據設備的最佳使用壽命對設備進行大修或修改。對于存在風險區域的設備，運行和維護策略應該基于風險和效益的比較。文中采用的方法是根據設備故障的概率，并判斷最佳操作周期和安排設備的維修策略有高概率的故障（設備故障概率對應設備的緊急狀態的狀態）。對于其他設備，安排設備維護測試。對于風險值在可接受范圍內的設備，如果設備故障概率較高，則將加強檢驗，否則將不進行處理。最后，優先考慮設備運行和維護項目。

四、結語

本文依據設備風險評估和LCC管理制定設備的狀態檢修策略。該方法綜合考慮影響設備運維策略的多種因素，采用定量的方法評估設備運行風險，基于LCC管理評定設備的最佳運行年限，具有很好的科學性和實用性。根據該方法制定的電網主設備運維策略導則在供電局設備運維和管理生產中已經得到實際應用。

參考文獻

[1]吐松江·卡日，高文勝，王頌，等.SF_6斷路器缺陷分析與運維策略[J].高壓電器，2017，53（05）：164～169.