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《华南理工大学》 2012年
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电网设备状态检修策略的研究

郇嘉嘉  
【摘要】:电网设备检修策略对确保设备健康运行、提高供电可靠性乃至整个电力系统的安全稳定性及经济性都具有重要作用。我国电网不断向着绿色电网、坚强电网迈进,并提出可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全等发展目标,随之带来对电网设备生产质量与管理水平的更高要求。面对电网发展的挑战和机遇,电网设备制造业水平有了质的提高,设备性能和质量得到飞跃发展,传统的故障后检修和定期检修策略已不再适用,状态检修策略应运而生,成为提升电网设备优化管理的重要手段和技术支撑。针对目前电网设备检修工作中存在的主要问题和企业管理的实际需求,本文对电网设备状态检修策略进行系统化研究,对涉及到的状态评价、故障概率分析、风险评估、检修方案、检修计划优化以及辅助决策系统开发等问题进行深入探讨,提出了电网设备状态检修策略的完整思路和一些适用于电网设备状态检修的新评价、评估及分析算法,主要研究内容如下: 1、为解决电网设备传统状态评价中固权衍生变权概念与评价模型构建核心思想不一致问题,基于多属性多层次分析方法,提出电网设备动态变权状态评价模型。该模型突破了传统状态评价中状态参量都必须具有相同状态数这一限制条件,可根据需要对设备每个状态参量划分为不同的有限个可能的取值状态,使得每个状态参量的描述更加准确;在一定程度上保留传统AHP分析结构还原论思想的同时,还结合了整体论的分析思路,使分析过程可操作性强,且更具科学性与合理性。分别以220kV断路器和10kV架空输电线路为例进行分析计算。在理论研究基础上,采用J2EE系统框架开发了电网设备状态评价辅助决策系统,已在电力系统中试点运行。 2、针对EA经验公式在分析电网设备状态与故障概率相互关系中存在的偏差,基于非线性回归分析原理,利用电网设备状态及其故障概率的历史统计数据,提出EA经验公式的修正方法。通过跟踪收集深圳电网110kV电力电缆和广州电网10kV架空输电线路在2010-2011年期间状态评价结果和故障情况的数据,采用SPSS统计分析方法,进行样本参数估计,拟合出电网设备运行状态与其故障概率的关系曲线,并采用非线性回归相关比对修正函数进行校验。 3、在综合评价设备资产和设备故障对电网造成负荷损失基础上,实现电网设备的风险评估,制定基于设备运行风险等级的检修策略,以深圳电网110kV电力电缆为例进行了分析计算。从设备全寿命周期出发,在电网设备风险评估的基础上,提出年均费用最小的电网设备最佳检修方案的经济性分析模型。年均费用是在考虑资金时间价值的情况下由设备运行风险转化为的资金损失、运行成本和投资成本等的年均费用构成。该模型既考虑了设备自身的风险,又考虑了设备故障对电网运行造成的风险,将设备检修从传统单一的设备层面扩展到设备与电网的综合层面。以深圳电网220kV变压器为例进行了分析计算。 4、从电网设备检修工作实际需求出发,综合考虑计划检修、临时检修、故障检修等因素造成电网设备检修的初始状况,提出电网设备综合检修计划优化的多目标多约束决策分析模型。该模型结合设备健康状况,以全部待检设备具体检修时段的排列组合为决策变量,以电网运行方式、负荷水平和运行维护资源配置为约束条件,以电网经济性、可靠性和工作量均衡为联合优化目标。优化过程采用基于精英保留策略和目标函数值排序的多目标差分进化算法,高效求取全局Pareto前沿最优解集,生成多种可选方案,供电力企业进行对比分析和最终决策。以RBTS-BUS6为例进行分析计算,验证所提出模型的合理性和有效性。在理论研究的基础上,提出电网设备综合检修计划辅助决策系统的物理构架、逻辑构架与功能模块的设计思路,采用Java企业应用平台实现系统的开发。该系统通过对电网设备检修计划进行定量分析、评价和比较,自动生成优化决策方案,并具有检修计划关联自动提醒、工作量均衡分析、检修计划辅助更新以及检修设备分析评估等功能,已在电力系统中试点运行。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM73

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【参考文献】
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