專利名稱：以電力系統(tǒng)運行可靠性為中心的設(shè)備重要性評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以電力系統(tǒng)運行可靠性為中心的設(shè)備重要性評價方法。
背景技術(shù)：
當前，電力系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)、運行和管理方面正發(fā)生著巨大的變化，技術(shù)的進步和客戶 期望的不斷提高是其驅(qū)動因素。電力公用事業(yè)面臨著越來越大的不確定性，只有正確地操 作現(xiàn)有的系統(tǒng)并合理地規(guī)劃未來的系統(tǒng)才能保證電力工業(yè)的健康發(fā)展。在電力市場環(huán)境下，為適應(yīng)這種環(huán)境的改變，需要及時更換和修繕老舊設(shè)施，并不 斷優(yōu)化的系統(tǒng)配置，以提高輸、配電效益、改善系統(tǒng)運行的可靠性、降低系統(tǒng)運營的成本。為 更好地在提高系統(tǒng)運行可靠性和降低運營成本這一矛盾中達到平衡，要求現(xiàn)代電力系統(tǒng)必 須對其運行風險進行定量的評估，充分考慮運行中可能發(fā)生的嚴重情況，以保證系統(tǒng)運行 于可接受的風險水平內(nèi)。電力系統(tǒng)中正常運行的設(shè)備由于絕緣老化、機械故障等諸多因素會造成其功能失 效，對設(shè)備進行檢修是保證設(shè)備正常使用壽命、提高運行可靠性的重要手段，也是電力系統(tǒng) 日常工作的重要組成部分。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，輸配電網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出規(guī)模不斷擴大、電 壓等級不斷提高、輸電容量不斷增加等特點，系統(tǒng)中各類設(shè)備的數(shù)量在不斷地增加；此外， 用戶對供電可靠性和供電質(zhì)量的要求日益提高，從而導致了電力企業(yè)維修工作量的不斷增 加，而且費用也在不斷攀升，檢修費用已成為電力企業(yè)最基本和最主要的成本之一。如何提 高設(shè)備的維修效率，減少維修成本，同時，保證整個電力系統(tǒng)運行在可接受的可靠性水平， 是電力企業(yè)技術(shù)改造和制度創(chuàng)新的重要目標。對設(shè)備進行檢修的目的主要有兩點(1)維持設(shè)備的正常使用壽命；(2)避免運行 中的突發(fā)故障。可見，檢修工作是非常有意義的，該意義體現(xiàn)在投資和電網(wǎng)運行的雙重效 益，尤其在當今環(huán)境下意義非同尋常。理由在于(1)輸、配電設(shè)備耗費大量有限資源和資 金，盡量提高其使用時間和使用效率對電力系統(tǒng)來說就是效益；(2)隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大 和電壓等級的提升，任一設(shè)備發(fā)生故障將不僅僅影響到其本身，還可能對系統(tǒng)產(chǎn)生更大的 不良影響，因此，安排檢修計劃時不僅要關(guān)注設(shè)備本身的狀態(tài)，還要考慮設(shè)備停運后對整個 系統(tǒng)的影響；(3)電網(wǎng)具有社會公益性屬性，在一定條件下保證其安全、穩(wěn)定運行不僅關(guān)乎 電力企業(yè)的經(jīng)濟利益，更是社會效益的驅(qū)使。電網(wǎng)中的主要設(shè)備都是可修復元件，修復時機的選擇不僅影響著設(shè)備本身，也影 響著系統(tǒng)的整體效益。電網(wǎng)中處于運行狀態(tài)的設(shè)備一旦發(fā)生故障，不僅會造成其本身功能 失效，還有可能波及到其周邊的其它設(shè)備，從而擴大故障的范圍。更為重要的是，因故障造 成某元件退出運行，可能會引起電網(wǎng)中的其它元件過載，從而可能引發(fā)更為嚴重的事故，甚 至造成惡劣的影響。有效的檢修可以降低設(shè)備發(fā)生故障的概率，從而避免因事故所造成的 各種影響和損失，降低運行費用；但是，檢修不僅需要大量經(jīng)費的投入，更為重要的是，檢修 期間由于檢修設(shè)備的退出運行很可能會造成整個電力系統(tǒng)運行可靠性的降低，從而提高設(shè) 備檢修期間的系統(tǒng)運行風險。因此，決定是否對設(shè)備進行檢修以及何時進行檢修不能僅僅根據(jù)設(shè)備自身的運行狀況，還要考慮設(shè)備在電網(wǎng)中的重要性，綜合進行評判。尤其是在檢修 經(jīng)費有限的情況下，需要計及系統(tǒng)的風險水平，合理制訂檢修計劃。顯然，對于運行狀態(tài)較 差及故障后果嚴重的設(shè)備要優(yōu)先進行維修，這就要求我們對設(shè)備在整個電網(wǎng)中的重要性進 行評價和排序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決目前電力系統(tǒng)中在進行檢修決策時只能依靠經(jīng)驗對 檢修時機進行安排的現(xiàn)狀，提供一種以電力系統(tǒng)運行可靠性為中心的設(shè)備重要性評價方 法，它可以有效提高設(shè)備檢修時電網(wǎng)的安全性和可靠性，在充分考慮設(shè)備缺失后對整個電 力系統(tǒng)的影響，以可能造成的系統(tǒng)期望指標變化的大小來衡量該設(shè)備對整個電力系統(tǒng)的價 值，綜合計及故障發(fā)生的概率和所造成的影響，得到相應(yīng)的經(jīng)濟、安全、環(huán)境風險指標，并以 此為依據(jù)對設(shè)備的重要性進行排序，實現(xiàn)對檢修工作的輔助決策。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種以電力系統(tǒng)運行可靠性為中心的設(shè)備重要性評價方法，它的步驟為第1步確定需要評價的輸電設(shè)備，通過設(shè)備在線監(jiān)測信息和離線檢查信息，對設(shè) 備狀態(tài)進行評價，其中狀態(tài)比較嚴重的為需要評價的元件；第2步選定一個需要評價的元件，并在待評價的設(shè)備序列中消去；第3步保存系統(tǒng)初始化運行環(huán)境數(shù)據(jù)；第4步還原系統(tǒng)初始化運行環(huán)境；第5步年度電力系統(tǒng)風險評估；第6步判斷是否達到指定運行次數(shù)或滿足計算精度要求；如果達到指定運行次數(shù) 或計算精度要求，則進入第7步，統(tǒng)計系統(tǒng)可靠性與風險指標；否則，返回第4步，重新取樣 計算；第7步統(tǒng)計系統(tǒng)可靠性與風險指標，包括非計劃切負荷以及相應(yīng)的經(jīng)濟、安全、環(huán) 境指標；第8步判斷所有需要評價的元件是否完成；如果完成，則進入第9步，進行元件重 要性指標計算并按其重要性進行排序；否則，返回第2步，對下一個元件進行評價；第9步統(tǒng)計元件重要性指標，并進行排序；綜合每個設(shè)備推出后造成的系統(tǒng)相應(yīng) 的經(jīng)濟、安全、環(huán)境指標，三者按照一定的權(quán)重進行疊加，得出這些設(shè)備對應(yīng)的總的指標，然 后進行排序。所述第5步的具體過程為1)狀態(tài)持續(xù)時間抽樣，按照時序，在一個時間跨度上進行模擬，采用狀態(tài)持續(xù)時間 抽樣法；首先以系統(tǒng)初始運行環(huán)境斷面作為模擬初始狀態(tài)，對每一原件停留在當前狀態(tài)的 持續(xù)時間進行抽樣，不斷進行抽樣，直至得到每一元件整個年度的狀態(tài)樣本；2)某個時刻系統(tǒng)的斷面數(shù)據(jù)；利用狀態(tài)持續(xù)時間抽樣結(jié)果，獲取該時刻的系統(tǒng)狀 態(tài)，并結(jié)合發(fā)電模式與負荷模式預(yù)測信息，形成該時刻的系統(tǒng)斷面數(shù)據(jù)；3)某個系統(tǒng)斷面是否計算過；新得到的系統(tǒng)斷面與歷史斷面相比較，如果能夠找 到相似斷面，則直接獲取該歷史斷面的計算結(jié)果，作為本斷面的計算結(jié)果；否則，進入下一
止
少；
5
4)對各場站進行拓撲分析，生成系統(tǒng)接線圖；5)潮流計算；利用拓撲分析結(jié)果和相應(yīng)發(fā)電、負荷信息，進行交流潮流計算；如 果潮流計算不收斂，進入優(yōu)化程序；如果潮流計算收斂，計算得到節(jié)點電壓、線路載流等信 息；6)是否收斂并滿足約束；判斷潮流計算是否收斂，或潮流計算收斂，潮流計算信 息量是否滿足約束條件；二者只要有一個不滿足，則進入優(yōu)化程序；7)優(yōu)化潮流計算；對于潮流計算不收斂或者潮流不滿足約束，則進行發(fā)電機再調(diào) 度，對于比較嚴重的情況，進行最小切負荷計算；8)判斷系統(tǒng)的所有斷面是否計算完成；如果完成，則結(jié)束本年度的模擬，統(tǒng)計該 年度的風險指標；否則，返回第二步，繼續(xù)進行該年度的模擬；9)統(tǒng)計該年度的風險指標。包括期望切負荷以及相應(yīng)的經(jīng)濟、安全、環(huán)境指標；10)結(jié)算本年度的模擬。所述第7步中，所述系統(tǒng)可靠性與風險指標，分為經(jīng)濟、安全、環(huán)境指標，并最終獲 得綜合指標，其定義分別為，(1)經(jīng)濟指標
權(quán)利要求
一種以電力系統(tǒng)運行可靠性為中心的設(shè)備重要性評價方法，其特征是，它的步驟為第1步，確定需要評價的輸電設(shè)備，通過設(shè)備在線監(jiān)測信息和離線檢查信息，對設(shè)備狀態(tài)進行評價，其中狀態(tài)比較嚴重的為需要評價的元件；第2步，選定一個需要評價的元件，并在待評價的設(shè)備序列中消去；第3步，保存系統(tǒng)初始化運行環(huán)境數(shù)據(jù)；第4步，還原系統(tǒng)初始化運行環(huán)境；第5步，年度電力系統(tǒng)風險評估；第6步，判斷是否達到指定運行次數(shù)或滿足計算精度要求；如果達到指定運行次數(shù)或計算精度要求，則進入第7步，統(tǒng)計系統(tǒng)可靠性與風險指標；否則，返回第4步，重新取樣計算；第7步，統(tǒng)計系統(tǒng)可靠性與風險指標，包括非計劃切負荷以及相應(yīng)的經(jīng)濟、安全、環(huán)境指標；第8步，判斷所有需要評價的元件是否完成；如果完成，則進入第9步，進行元件重要性指標計算并按其重要性進行排序；否則，返回第2步，對下一個元件進行評價；第9步，統(tǒng)計元件重要性指標，并進行排序；綜合每個設(shè)備推出后造成的系統(tǒng)相應(yīng)的經(jīng)濟、安全、環(huán)境指標，三者按照一定的權(quán)重進行疊加，得出這些設(shè)備對應(yīng)的總的指標，然后進行排序。
2.如權(quán)利要求1所述的以電力系統(tǒng)運行可靠性為中心的設(shè)備重要性評價方法，其特征 是，所述第5步的具體過程為1)狀態(tài)持續(xù)時間抽樣，按照時序，在一個時間跨度上進行模擬，采用狀態(tài)持續(xù)時間抽樣 法；首先以系統(tǒng)初始運行環(huán)境斷面作為模擬初始狀態(tài)，對每一原件停留在當前狀態(tài)的持續(xù) 時間進行抽樣，不斷進行抽樣，直至得到每一元件整個年度的狀態(tài)樣本；2)某個時刻系統(tǒng)的斷面數(shù)據(jù)；利用狀態(tài)持續(xù)時間抽樣結(jié)果，獲取該時刻的系統(tǒng)狀態(tài)， 并結(jié)合發(fā)電模式與負荷模式預(yù)測信息，形成該時刻的系統(tǒng)斷面數(shù)據(jù)；3)某個系統(tǒng)斷面是否計算過；新得到的系統(tǒng)斷面與歷史斷面相比較，如果能夠找到相 似斷面，則直接獲取該歷史斷面的計算結(jié)果，作為本斷面的計算結(jié)果；否則，進入下一步；4)對各場站進行拓撲分析，生成系統(tǒng)接線圖；5)潮流計算；利用拓撲分析結(jié)果和相應(yīng)發(fā)電、負荷信息，進行交流潮流計算；如果潮流 計算不收斂，進入優(yōu)化程序；如果潮流計算收斂，計算得到節(jié)點電壓、線路載流等信息；6)是否收斂并滿足約束；判斷潮流計算是否收斂，或潮流計算收斂，潮流計算信息量 是否滿足約束條件；二者只要有一個不滿足，則進入優(yōu)化程序；7)優(yōu)化潮流計算；對于潮流計算不收斂或者潮流不滿足約束，則進行發(fā)電機再調(diào)度， 對于比較嚴重的情況，進行最小切負荷計算；8)判斷系統(tǒng)的所有斷面是否計算完成；如果完成，則結(jié)束本年度的模擬，統(tǒng)計該年度 的風險指標；否則，返回第二步，繼續(xù)進行該年度的模擬；9)統(tǒng)計該年度的風險指標。包括期望切負荷以及相應(yīng)的經(jīng)濟、安全、環(huán)境指標；10)結(jié)算本年度的模擬。
3.如權(quán)利要求1所述的以電力系統(tǒng)運行可靠性為中心的設(shè)備重要性評價方法，其特征是，第7步中，所述系統(tǒng)可靠性與風險指標，分為經(jīng)濟、安全、環(huán)境指標，并最終獲得綜合指 標，其定義分別為，(1)經(jīng)濟指標
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以電力系統(tǒng)運行可靠性為中心的設(shè)備重要性評價方法。它的步驟為第1步，確定需要評價的輸電設(shè)備；第2步，選定一個需要評價的元件；第3步，保存系統(tǒng)初始化運行環(huán)境數(shù)據(jù)；第4步，還原系統(tǒng)初始化運行環(huán)境；第5步，年度電力系統(tǒng)風險評估；第6步，判斷是否達到指定運行次數(shù)或滿足計算精度要求；若是，進入第7步；否則，返回第4步；第7步，統(tǒng)計系統(tǒng)可靠性與風險指標；第8步，判斷所有需要評價的元件是否完成；若是，則進入第9步；否則，返回第2步；第9步，統(tǒng)計元件重要性指標，進行排序；綜合每個設(shè)備推出后造成的系統(tǒng)相應(yīng)的經(jīng)濟、安全、環(huán)境指標，三者按照一定的權(quán)重進行疊加，得出這些設(shè)備對應(yīng)的總的指標，然后進行排序。
文檔編號G06Q10/00GK101968864SQ20101054717
公開日2011年2月9日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者王勇, 逯懷東, 郭志紅, 韓學山 申請人:山東電力研究院