基于風險評估的配電網檢修決策優化分析

鐘永龍 吳慧娟

摘要：當今，針對狀態檢修決策中存在的各種問題和電網運行不符情況，國內電網公司和電力企業提出了一種設備故障風險、電網運行風險以及輸變電設備檢修決策優化模型，是一個以綜合風險費用最小為目標，以狀態檢修、綜合檢修、零點檢修、資源檢修為依托的工作流程。該工作的進行，主要是對設備狀態檢修實際情況的風險評估進行充分的考量，以此獲得最為優質、高效且完善的檢修規劃，為配電網的安全穩定運行奠定基礎。在這樣的背景下，本文主要闡述基于風險評估的配電網檢修決策優化分析有關內容，希望能夠提供參考價值。

關鍵詞：狀態檢修;配電網;檢修決策;優化;風險評估

引言

狀態檢修作為建設堅強智能電網的關鍵技術之一，在很大程度上克服了傳統計劃檢修檢修不足和檢修過剩的缺點，取得了良好的效果。目前國內各供電公司正大力推行狀態檢修示范工程，但是由于狀態檢修對技術、經濟性的高要求等因素導致時下配電網中狀態檢修的實施并不完全，出現了不同檢修方式并存的現狀，而且可以預見狀態檢修的完全實施也需要一段相當長的時間。

1配電網檢修決策的基本形式分析

我國部分電網運營公司的配電網檢修工作都是通過狀態檢修實現，成功地克服了過去傳統技術手段的弱點和缺陷，為我國實現電網智能化的道路創造了有利條件。現階段對配電網進行檢修決策時，主要是根據設備自身的情況以及運行特征選擇檢修方式，確定檢修時間并制定檢修內容。對設備的狀態進行評估，需要預測設備可能發生的故障，檢查設備的運行狀態并作出評價。同時，根據電網的日常運行狀況，從設備的具體情況出發，有目的、有計劃地制定出電力設備的檢修決策，合理安排電網檢修工作。

2電網檢修風險的含義及表達

配電網設備檢修時退出運行完全失去可靠性，導致電網直接損失一部分負荷，稱為計劃失負荷損失RM1;同時由于檢修退出運行的設備失去可靠性而得不到充分的利用，當其他設備故障時電網失負荷風險變大，這就是電網檢修造成的另外一種損失，稱為隨機失負荷損失RM2。具體表達式如下：

其中，RM（t）為t時段的電網檢修風險;T為一周期內的時段數;Mt為t時段檢修模式集合;RM1，m為t時段檢修模式m下的電網計劃失負荷損失;RM2，m為t時段檢修模式m下電網隨機失負荷損失;Ft為t時段檢修模式m下的故障模式集合;PM1，m為t時段檢修模式m所引起的計劃失負荷量，PM2，m和PM2，0分別為t時段檢修模式m和無設備檢修模式所引起的隨機失負荷量;Pf為t時段故障模式f的發生概率;NF為故障模式f下的故障設備集合;NR為故障模式f下的非故障設備的集合;c1為計劃失負荷單位電價;c2為隨機失負荷單位電價。

3我國配電網檢修決策現狀分析

狀態檢修作為電網企業最為常見的電力設備檢修策略，它是建設堅強、科學智能電網的關鍵技術之一，在很大程度上克服了傳統的計劃檢修現象，并針對其中不足和檢修過剩的缺陷做了處理，取得了良好、客觀的社會經濟效益。目前，國內各大供電公司正在積極的推行狀態檢修示范工作，但是由于狀態檢修對技術、經濟、管理要求非常嚴格，一旦出現這些環節不符的現象，必然導致狀態檢修工作發生誤差，給整個管理開展造成威脅。因此，在狀態檢修工作中必須要高度重視每一個工作環節，從根本上解決檢修工作中存在的難題和不佳的現象，確保管理工作的科學、及時開展。現階段，國內外在對電力設備進行狀態檢修的過程中，往往更為注重狀態評估以及檢修決策，其中設備狀態評估包含狀態檢修、狀態評價以及故障預測等多方面，而針對設備檢修決策而言，其著手點主要涉及到以下幾方面：首先，由設備自身層面著手，該層面主要是按照電力設備運行的主要特性以及具體狀態，對電力設備檢修的具體形式、檢修范圍以及檢修時間予以確認。然后由配電網運行層面著手，對電力設備規劃予以確認，更具目的性與針對性的對電力設備展開電網檢修工作，同時全面執行電網檢修規劃與配電網規劃。近年來，在電力市場發展與革新速度日漸提升的影響下，分布式發電宣傳及時間愈發常見，無論是輸變電，又或者是配電網，其檢修規劃也在隨之改變，直至電力市場革新層面早已產生的很大的改變。最后，則是近幾年以來研究倍受關注的綜合電網與設備更具一體化與綜合性的檢查程序，主要是利用某種技術措施將二者進行整合處理，然后再借助更具針對性與適宜性的措施予以處理或是維護。

4我國配電網檢修決策優化策略分析

4.1配電網設備狀態的檢修

4.1.1設備狀態表達

基于風險的狀態檢修是一個系統、復雜的工作內容，它不僅要考慮到電網檢修、故障發生的原因，同時還要考慮故障發生的后果以及發生可能性，也就是對一切可能引發故障的問題及時、有效的進行處理和優化。經過多年的工作實踐分析，雖然設備故障的發生是一個隨機性、不定期的問題，但是其發生概率、發生惡劣程度和配電線路的健康狀態有著密切的關系。因此在工作中，要采取合理、科學的故障概率來表示設備的運行健康狀態，并有針對的提出相應的處于和預防措施。在以往已經獲得的研究成果之內，多數情況下都是在電力設備檢修過程中對電力設備運行狀態展開了重點調查，其運行狀態具有較強的波動性，而這種假設也沒有對電力設備運行狀態的后續發展給予一定的重視，造成配電網與電力設備之中的風險估計存有偏差，所以，科學的對接下來一個電力設備檢修周期之內運行狀態波動進行全面的預測是極為關鍵的，其中特別需要對以下幾點進行充分的考量，因此合理地預測未來一個檢修周期內設備健康狀態的變化是十分必要的，尤其是考慮到以下幾個方面：

首先，電力設備的狀態評估不是實時的，它有一定的評估周期，一般一年到幾年不等，電力設備的狀態評估是一項非常復雜的工作，需要獲得大量的設備外觀和內部各個部件的監測和實驗數據，需要一段時間的觀測積累。其次，配電網長時間檢修規劃之間相隔的周期相對較久，比如三年滾動規劃與年度檢修規劃，忽視長時間檢修周期之中電力設備運行狀態的波動導致狀態評估偏差較高，電力設備故障發生概率波動通常呈浴盆曲線，當電力設備已經步入耗損周期的時候，那么其故障問題發生概率會在很短的時間之內不斷提升，此外，某一電力設備檢修周期之中的波動必須給予高度關注。再次，為了更為合理地安排配電網設備的檢修計劃需要在進行檢修決策時考慮設備的健康狀態及其發展趨勢，使得檢修具有超前性和針對性。由于本文考慮配電網中同時存在計劃檢修和狀態檢修，兩種檢修方式，因此，要分別計算這兩種檢修方式下設備的故障率及其狀態變化。為了更為合理地安排配電網設備的檢修計劃需要在進行檢修決策時考慮設備的健康狀態及其發展趨勢，使得檢修具有超前性和針對性。

4.1.2配電網設備檢修模型

在檢修計劃制定前，首先要根據各設備狀態，服役時間和檢修決策規則等確定待修設備及相應的檢修等級，不同的檢修等級對設備健康狀態的改善是不同的，本文針對國家電網公司采用的，5類檢修等級和2種檢修方式分別進行建模，合理地反映檢修的作用。對于采用計劃檢修方式的設備，進行不同的檢修之后，設備的健康狀態發生改善，表現在等效役齡變小，本文采用等效役齡和役齡回退因子，來表征檢修的效果。

4.2配電網檢修決策優化模型

關于電網狀態檢修的概念分析，但所包含的具體內容略有不同，從檢修角度而言電網在運行時面臨的總風險稱為電網運行風險，主要包含電網檢修風險和電網故障風險2個部分，這2個部分是相互矛盾的，解決這一矛盾的方法就是協調二者的關系找到一個平衡點，使得檢修后電網的運行風險最小，這個時候的檢修方案就可以認為是最恰當的，既沒有因為檢修過度使得電網檢修風險太大，也沒有因為檢修不足使得電網故障風險過高。這個平衡點就是最好的檢修決策。根據上述基于風險評估的配電網設備檢修時使用的方法，分門別類的建立模型，包括兩種檢修方式以及三類檢修等級。這樣建模的主要原因是檢修等級不同，將會對改善設備健康狀態產生不同的效果。因此，計劃檢修方案應在待修設備和其檢修等級都以明確的前提下進行制定。而不同設備的檢修等級的確定則取決于不同設備的服役時間、實際狀態以及檢修決策規則等相關因素。在這樣情形下建立的配電網設備檢修模型，更科學地表現出檢修的成果，同時更加有效對風險進行評估，并明確了檢修的重要作用。結合配電網設備檢修模型，通過計劃檢修方法對配電網設備進行檢修，從而改善設備的健康狀態，具體的效果就是降低設備等效役齡，同時降低了電網檢修與故障風險，促進電網安全運行。

5結語

總之，配電網檢修決策中主要包含整個電網與電力設備等多方面繁雜且有待優化的不足與問題，可見，精準的電力設備狀態監測、評估與故障問題預測等多項工作對配電網檢修決策的相關工作具有關鍵性的意義與作用。因此，電力企業應該對我國現階段的配電網檢修近況進行充分的了解，再根據實際情況對配電網檢修決策進行優化，由此才可以確保配電網檢修決策的全面性與有效性，進而確保電網安全。

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作者介紹：

鐘永龍（1986.08.17-）;男;甘肅武威;漢;大學本科;工程師;運維檢修部運檢計劃專責;電網檢修;國網甘肅省電力公司張掖供電公司。

吳慧娟（1987.06.02-）;女;甘肅張掖;漢;大學本科;工程師;電力調度員;電網調度及新能源消納;國網甘肅省電力公司張掖供電公司。