[发明专利]一种考虑元件老化特性的配电系统长期检修策略制定方法

说明书

技术领域

本发明属于电工技术领域，特别涉及一种检修规划控制策略方 法，适用于电力系统配电设备的长期检修安排。

背景技术

电力系统的检修策略对系统的可靠性运行具有重要作用，可以延 长整个系统的运行寿命。总体来讲，电力系统检修模式主要经历了三 个阶段：事故后维修(Corrective Maintenance)、预防性维修(Preventive  Maintenance)和预知性维修(Predictive Maintenance)。

传统的电力系统检修主要集中在发电系统、输电系统、发输电系 统检修，而关于配电系统检修研究则相对较少。然而作为电力系统的 重要组成部分，配电系统是由许多配电设备组成的复杂系统，并存在 牵引机车、大型负荷、风电接入等负荷骤变的运行环境，故应该对配 电系统检修进行重点研究。

由于失效模型的复杂性及配电设备的多样性，传统的配电系统检 修一般只考虑一种维修活动，并没有考虑实际运行过程中设备状态的 多样性；并且由于合适输入数据的缺失及理论方法在实际应用中的困 难，传统的配电系统检修和系统可靠性评估是分开考虑的。更合理的 手段是建立设备老化特性时变模型，根据设备所处的运行状态给定相 应的维修类型，并考虑检修对设备故障率及系统可靠性的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑元件老化特性的配电系统长期 检修策略制定方法，以解决上述技术问题。

本发明深入配电系统设备内部机理，研究元件老化的原理及其影 响因素，根据配电设备在线监测及故障诊断得到设备状态信息，以及 负荷骤变环境下的配电设备可靠性指标。然后结合系统运行信息，综 合考虑系统可靠性与经济性，从系统角度研究配电系统长期检修优化 策略的制定方法。本发明可以增加检修的针对性，减小检修盲目性， 考虑在满足系统可靠性的条件下以系统总费用最小为目标安排系统 检修。

本发明技术方案主要包括以下步骤：

步骤1：采集信息形成配电检修基础数据库：将采集的设备运行 信息和系统运行状态信息通过通讯信道传送到配电检修基础数据库， 由运行人员对基础数据库进行输入、调整检修约束，形成检修所需的 基础数据；

所述采集的设备信息包括设备检修数据和设备运行数据：设备侧 数据：设备数、检修周期、设备i进行k类型预防性检修所需的单位 人工小时数费用、人工小时数、材料成本、用户j停电时间、停电电 价、停电影响的用户数、修造成的用户j平均停电量，设备i进行k 类型事故后维修所需的人工小时价格、人工小时数、材料成本、用户 j停电时间、停电电价、停电影响的用户数，设备i所供应的平均负 荷，设备实时故障率和设备k类型故障率的初始值及返回值、设备运 行环境温度、变压器油温升系数、变压器绕组温升系数、电力开关开 断次数；

所述采集的配电系统信息包括系统检修数据和系统运行数据：系 统检修数据通过检修接口进行录入，包括：系统年检修预算、人工小 时数指标、系统年平均停电频率指标和系统年平均停电时间指标；系 统运行数据通过与EMS系统接口通信，包括：系统网络拓扑、潮流 信息，系统负荷波动信息及系统负荷年增长率，电价；

步骤2：建立配电系统长期检修优化模型：

配电系统长期检修优化系统调用检修基础数据库，然后完成以下 步骤：

2.1步：建立设备时变老化模型：根据故障发生原因对电力设备 故障率进行分解，分解后的故障率之间相互独立，并且分别满足浴盆 曲线，采用Weibull分布建立时变故障率数学模型，模型中的参数根 据同类设备的历史运行数据采用最小二乘拟合方法得到；

2.2步：在时变老化模型中考虑负荷骤变的因素：对于配电变压 器来讲，负荷骤变引起的温升是影响变压器寿命的主要因素，根据国 际电工委员会IEC354进行计算温升引起的寿命损失；对于断路器和 隔离开关，其老化主要和开断次数有关，根据事后统计数据按照模糊 数学方法求解；

2.3步：建立检修模型优化目标：以检修周期内的预知性维修费 用和事故后维修费用之和最小为目标函数，可统筹协调检修周期内系 统可靠性及检修费用的平衡；

2.4步：构建约束条件，包括：

1)预算约束，即每年预知性检修成本与由故障造成的事故后维 修成本之和不能超过给定预算值；