周強

（國網(wǎng)江蘇電力有限公司檢修分公司蘇州運維分部）

0 引言

對電力設備檢修的研究，主要傾向于對其個體的研究，這就造成了檢修決策的片面性，同時在對檢修時機的決策制定時，由于考慮不全面，可能會對電網(wǎng)的運行帶來不良的影響，造成一定的經(jīng)濟損失。檢修決策的制定，都是以電網(wǎng)的安全可靠為出發(fā)點，同時兼顧經(jīng)濟性原則來實現(xiàn)電力設備檢修決策方案的確定。對于計劃檢修，在電力設備個體性能方面的不全面考慮以及對檢修時間的不確定把握，極易造成檢修不當?shù)那闆r。

本文在電力設備故障率評價及電網(wǎng)運行性能評估的研究基礎(chǔ)上，從電力設備檢修在個體與電網(wǎng)整體間折中的決策進行研究。首先給出了風險指標的定義，然后結(jié)合風險指標，綜合考慮電力設備在電網(wǎng)運行中的作用，給出了電力設備重要性的評價指標，接著對電力設備狀態(tài)檢修方案的評價方法做了說明，最后以某地電網(wǎng)的現(xiàn)有情況為例進行計算，對檢修方案做出理論排序。

1 風險指標定義

對電力設備進行檢修的主要目的是通過檢修降低電力設備的故障發(fā)生率，以提高電網(wǎng)運行的可靠性。對檢修策略進行評價，最主要的目的就是通過對檢修作用的分析來確定最優(yōu)的檢修策略，以量化的方式對電網(wǎng)運行的損失進行表達，能夠方便地確定最優(yōu)檢修策略。在電網(wǎng)運行的過程中，主要有兩部分損失：一部分是設備個體損失，另一部分是電網(wǎng)供電不足產(chǎn)生的損失。為了全面地反映電網(wǎng)設備的故障可能性和檢修過程中的不確定性，使用風險指標R進行表示：R=R1+R2。

其中電網(wǎng)供電不足產(chǎn)生的損失的表達式為：

式中，NT為所示周期內(nèi)劃分時間段數(shù)量；Nh表示每個時間段的時長；Ns(t)是時間段t內(nèi)的失負荷電網(wǎng)狀態(tài)參數(shù)；Ps(t)是在時間段t內(nèi)，狀態(tài)s發(fā)生的概率；Ci表示負荷i的失負荷單位損失值；Pd,i(s,t)為在時間段t內(nèi)，電網(wǎng)狀態(tài)為s的情況下，負荷i的失負荷功率。

設備個體損失的表達式為：

式中，Ccm,i為在設備i出現(xiàn)故障后相應的維修費用；Pri為在相應的時間周期內(nèi)設備i出現(xiàn)故障的累計概率；Ccm,i表示對設備i預防檢修時預估的花費；Ri(tm,i)表示對電力設備i進行檢修時，該電力設備安全運行的概率。

電網(wǎng)供電不足時，會產(chǎn)生另一種形式的損失——期望失負荷量。式（1）中的單位失負荷值Ci=1時，期望失負荷量表達式為：

對于電網(wǎng)運行中各節(jié)點負荷值的取值，假設在每個時段各節(jié)點的負荷功率不變，那么取最高負荷功率值。

2 設備重要性評價

在電力設備檢修的過程中，需要重點考慮兩方面的因素：一是從電網(wǎng)運行方面出發(fā)，考慮設備缺失后運行風險的增量，增量越大說明該設備越重要，對其檢修的收益就越大；二是從電力設備個體運行方面出發(fā)，若該電力設備的個體性能越差，則其不可用率就越大，說明越需要進行檢修。將這兩方面的因素綜合考慮，給出設備重要性評價的概念。

將電力設備缺失時引發(fā)的風險增量和設備不可用率作為評價指標，把電力設備的重要性評價進行量化，以表達式的形式進行展現(xiàn)，得出的值越大說明該電力設備的重要性越強，在進行檢修時的理論排序應越靠前。

在時段t內(nèi)電力設備i停運引發(fā)的電網(wǎng)運行風險增量△Ri(t)的表達式為：

式中，Ri(t)為時間段t內(nèi)電力設備i停運時的風險值險；為時間段t內(nèi)電力設備i運行時的風險值。

所以電力設備的重要性指標可表示為：

式中，ua,i(t)為時段t內(nèi)電力設備i的不可用率。

通過計算可以得到待檢修電力設備的重要性指標值，根據(jù)重要性指標值的大小就可以實現(xiàn)對電力設備進行檢修的理論排序。

3 檢修方案評價

對電力設備進行檢修時，該設備應退出運行，此時電網(wǎng)的運行風險值增加，當完成對該設備的檢修后，設備的相關(guān)性能得以修繕，故障率會降低，所以對設備的檢修需要安排合理的時機，這也是需要進行定量評價的。而且在檢修費用受限的情況下，不可能對所有的設備及器件進行檢修，對于不同的設備檢修方案，需要考慮不同的因素。

在對不同的檢修方案進行評價的過程中，主要考慮以下三種關(guān)系：一是設備檢修與故障間的關(guān)系，如果檢修前該設備已經(jīng)故障，則該設備屬于故障后維修，沒有出現(xiàn)預防檢修的情況；二是設備運行狀態(tài)與預防性檢修間的關(guān)系，如果到檢修時設備沒有因故障而停運，那么在檢修時該設備就是停運檢修狀態(tài)；三是設備的故障率與檢修間的關(guān)系，在文中假設出現(xiàn)故障的設備在維修后都能夠恢復所有功能，而預防性檢修則是不完全修復。

4 算例分析

結(jié)合蘇州某地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)有狀況進行算例分析。依據(jù)各節(jié)點對應的負荷種類對各節(jié)點失負荷所引發(fā)的單位失負荷價值進行設定：一類負荷是5.053萬元/MWh，二類負荷是1.053萬元/MWh，三類負荷是0.053萬元/MWh。若是某負荷節(jié)點含有不止一種類型的負荷，則根據(jù)不同負荷在其中的所占比進行計算，求出各種負荷相應的單位期望失負荷費用損失。然后利用相應的方法對該地區(qū)110kV及以上電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的風險進行分析，所得結(jié)果如表1所示。

表1 電網(wǎng)運行風險分析

從表1中的數(shù)據(jù)可知，系統(tǒng)的供電可靠性=（1年期望切負荷量/系統(tǒng)年總供電量）100%=（1611.77MWh/17520000MWh）100%=99.9965%，得到的系統(tǒng)可靠值高于國網(wǎng)公司要求的城市供電可靠值，說明該地區(qū)電網(wǎng)110kV及以上電網(wǎng)的供電可靠性較好。

當電力設備因檢修而退出運行時，繼續(xù)對電網(wǎng)風險指標進行計算，因為電力設備的故障率變化相對緩慢，所以在計算風險值時假定電力設備的故障率是不變的，而四個設備的不可用率依據(jù)以往統(tǒng)計結(jié)果分別給出如下值：0.002、0.005、0.001、0.003。計算結(jié)果如表2所示，從表中數(shù)據(jù)可以看出各個電力設備的重要性指標差異很大，這主要是有兩方面因素造成的：一是受各個電力設備個體性能的影響，二是各個電力設備在電網(wǎng)中的作用不同。該指標對電力設備檢修的需求進行了量化處理，給出了檢修的理論排序，方便指導檢修工作的實施。

表2 設備缺失后電網(wǎng)的風險指標

5 結(jié)束語

電力設備的檢修不僅與個體性能有關(guān)，而且與電網(wǎng)整體運行有關(guān)，為了實現(xiàn)對電力設備檢修策略的評價，得出檢修的理論排序，文章基于風險指標的理念，結(jié)合電力設備個體及電網(wǎng)整體運行的關(guān)系，量化定義了電力設備運行風險指標，同時量化給出了電力設備重要性的指標，并對檢修方案的評價進行了說明，結(jié)合某地電網(wǎng)進行算例分析，對檢修方案做出了理論的評價排序，方便檢修工作的實施。

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