电力系统检修计划优化问题研究陈志刚

电力系统检修计划优化问题研究陈志刚

陈志刚1梁红玉2李斌3

（1，3.国网山西省电力公司运城供电公司变电检修室山西省044000；

2.国网山西省电力公司运城市盐湖区供电公司山西省044000）

摘要：当前，随着电力系统的不断发展，在进行电力检修的时候，通常还是使用人工检修的方法来进行.这种传统的方法伴随着电力结构日趋复杂，已经远远不能符合实际的需要，因此急需对原有的检修计划进行优化.电力系统的检修计划对电力系统的正常运行具有十分重要的影响，使用人工方式进行检修，不仅无法保证电力系统的正常运行，工作量大、所花成本较高，工作人员的安全性也难以得到保证。

关键词：电力系统；检修计划；优化方法

引言

当前，随着电力系统的不断发展，在进行电力检修的时候，通常还是使用人工检修的方法来进行。这种传统的方法伴随着电力结构日趋复杂，已经远远不能符合实际的需要，因此急需对原有的检修计划进行优化。电力系统的检修计划对电力系统的正常运行具有十分重要的影响，使用人工方式进行检修，不仅无法保证电力系统的正常运行，工作量大、所花成本较高，工作人员的安全性也难以得到保证。在进行电力系统检修计划优化时，要兼顾考虑的因素很多，也比较复杂，建立一个标准统一的优化模型也是比较困难的。该文主要采用目标函数以及约束条件来建立优化模型，并进行深入分析，提出优化方法。

1电力检修方法的发展

进行设备检修的主要目的是为了保证设备维持能够完成某种工作的能力，合理及时的对设备进行检修，能够保证设备元件的安全以及系统运行的稳定性，最大程度的提升设备的使用率，节省成本。设备检修的方法主要有：事后检修、预防性定期维修、状态检查以及以可靠性为中心的检修。对于电力系统来说，使用每种检修方式都存有利弊，现在进行简要的分析。

事后检修是指在设备出现故障之后，对设备进行检修。其检修的主要目的是排除故障。如果故障较轻，这是一种非常经济的检修方式。然而使用这种检修方式，无法确保电力系统的可靠性，如果情况严重会引发连锁反应，并且对停电时间没有明确的估计。预防性检修包含两方面，一是定期维修，一是定期更换。

定期检修是根据设备磨损的规律，按照相关的时间对设备定期进行维修。只要到了特定的时间，不论设备是否存在问题，都要对设备进行维修。它的优点在于能够最大限度的减少设备故障的发生，但也有缺点，主要是检修出现过剩，浪费人力、物力、财力；另外就是存在一定盲目性，不能根据设备本身的具体情况来进行检修，如果出现失误，就会给设备的寿命带来影响。定期更换是指到了规定的时间就要对设备进行更换。

状态检修是指以设备运行的状态为基础，进而预测设备是否会出现故障的一种检修方法。通过日常对设备的检查，将检查的数据与标准参数作对比，然后对设备运行的未来趋势作出一定的判断。这种检修方法是为经济的，但是由于需要事先安装一定数量的检测设备，无形中又提升了成本。以可靠性为中心的检修方式是对上述检修方式进行了综合，它不但考虑的电力设备运行的状态，同时还考虑了其在电力系统中的重要性。在我国，电力企业传统的检修方法是采用事后检修以及预防性检修。现在状态检修已经成为未来发展的趋势。对于未来电力系统的发展，还需要做进一步的观察，根据实际情况，对电力系统的检修方式进行优化。

2检修计划优化的数学模型

2.1目标函数

电力系统检修计划优化的目标函数可分为单目标和多目标两大类。单目标函数主要包含三类：经济性目标、可靠性目标和实用性目标。早期的检修优化问题一般采用经济性目标，主要考虑检修费用和运行费用最低，以可靠性为约束条件。随着电力系统的发展，可靠性问题越来越受到重视，检修优化问题开始采用可靠性目标函数。随着检修优化问题考虑的因素越来越多，多目标优化被引入检修计划优化问题之中。在现有的检修计划优化研究中，一般以经济性为目标，将可靠性作为约束条件，即可靠性满足一定要求即可。在对可靠性要求较高的情况下，也可以考虑将可靠性作为目标函数，或者采用兼顾经济性和可靠性的多目标函数。（1）经济性目标函数，在这类函数中，通常包含着生产费用和设备检修费用。设备检修费用包括在长期的运行中，设备由于磨损而产生的费用以及增加人工而出现的额外费用。生产费用指的是由于停电而导致出现损失的电费。（2）可靠性目标函数，可靠性目标函数又可以分成随机与确定两个类别。确定的目标中，如果一个设备停止运行，那么其它设备还能够保持最大的电力供应能力，将其作为目标函数。使用确定性目标函数的时候，通常会认为设备运行状态会一直很好，但实际上运行后各个阶段是有一定的差异的。随机性目标函数对由于故障而导致的停机以及设备可利用率的不稳定性进行了充分的考虑，这样就使得目标函数与实际更加符合。

2.2多目标优化函数

对检修计划进行优化的目标是多样化的，目前许多文献中所采用的方法是对每个函数进行相加，之后再将其转化为单目标函数，这种算法会将一些函数所具有的功能抹杀掉。除此之外，使用单目标函数对于最后的优化结果分析也是不利的，所以为了能够有效的对检修计划进行优化，应该将多目标理论应用到检修计划优化中来。通过分析相关的文献，一些文献提出了两种检修计划优化法：其一，使用线性加权来对多个目标函数进行转化，使其成为单个目标，把停电带来的损失负荷以及检修的工作量的加权作为目标函数，在此基础上建立优化模型；其二，对检修的经济性与可靠性之间的平衡问题进行了充分的考虑，为了能够反映出可靠性以及经济性，使用期望缺供电量以及维修成本来进行。

2.3约束条件

为了能够确保检修计划切实可行，必须设定相应的约束条件。约束条件主要包括技术约束、资源约束以及系统运行约束三类种。（1）技术约束条件，所谓技术约束是指在进行检修的时候，必须要遵守相关的技术规范，按照上级部门的要求进行工作。技术约束包括检修时段的约束、持续时间的上下限、连续性的要求、检修顺序、同时检修以及不可变更的检修等几个方面，每个方面都有各自具体的要求，需要按照规章制度严格遵守。（2）资源条件约束，所谓的资源约束指的是该电力企业所拥有的检修人员、检修设备包括车辆等资源。按照不同的要求可以将资源约束分为以下几个方面：其一，多组可用检修人员，分类标准是依据专业以及地理位置来划分；其二，同时检修容量约束，分类标准是检修设备以及备品备件等。（3）系统运行条件约束，所谓系统运行条件约束，指的是在对设备进行检修的期间，除了要确保电力用户用电的可靠性，同时还要确保电力运行的安全稳定。一般情况下，为了确保电力系统运行的稳定性，必须要考虑支路潮流、网络连通性、系统运行的网络辐射性等方面。在进行电力检修计划优化模型建立的时候，对于上面提到的约束条件，应该根据实际情况进行考虑，无需将所有的约束条件都考虑进去。通过查找相关文献，一些文献的论述中对基本的检修资源、时间以及潮流约束进行了考虑，同时运用缺供电约束来对可靠性进行保证。对于以上所提出的约束条件，一重要性也各不相同。

结束语

电力系统未来的主要发展趋势就是要进行大规模的可再生能源开发和利用，要充分考虑到的就是要利用大规模反调峰性和波动性对电力系统造成的调峰压力，从而做好电力系统检修计划优化研究工作，提高电力系统调峰压力，进一步提升电网调峰能力。广大电力工作者必须要从长远考虑，构建系统检修计划优化模型，推动可再生能源的深入研究。

参考文献：

[1]谢昶．电网检修计划优化编制方法研究及应用［D］．北京：华北电力大学，2013．

[2]洪思远．计及经济性和可靠性的配电设备检修计划优化研究［D］．广州：华南理工大学，2013．

[3]黄立新．智能电网条件下输电检修优化模式与实施方案研究［D］．北京：华北电力大学，2013．