摘要：随着智能化技术在国家电网中的广泛应用和大力推广，越来越多的电力公司将目光投向电力网络的智能管理这一领域。基于此，本文就电力系统检修计划的优化问题进行探究，通过对电力系统一般检修方法的详细阐述，分析电力检修如何才能优化传统方法、迎来新时代的创新，以达到提高电力系统运行的安全度、降低因故障带来的损失、增强电力人员工作安全性等目的。
关键词：电力系统；检修计划；优化模型
引言
如今智能和创新已成为电力系统发展中不可缺少的两个因素，然而在电力系统的检修中仍存在部分电力企业采用落后的人工检修和传统计算方法，导致检修中出现诸多制约电力系统正常运营的问题。在此背景下，优化电力系统的检修计划是及其必要的。为适应当下电力系统发展日趋复杂、规模不断扩大等特点，只有优化检修计划，才能保证电力系统更加安全可靠地运行。
一、电力系统检修的一般方法
（一）人工检修
电力系统检修是指从技术层面上保持或恢复电力系统相关设备的正常工作。系统的检修方法一般分为四大类，分别是故障后进行检修、故障前进行预防检修、设备运营状态检修和增强可靠性的检修。电力系统的定期检修对电力网络的正常运行是极其重要的，因为只有对电力系统相关设备进行及时的检查和修理，才能挖掘出电力设备的使用潜力，避免因故障产生一些不必要的损失，消除电力系统在运行中的安全隐患。在电力系统检修的一般方法中，部分电力公司仍采用人工检修的方式。这一方式在电力系统的早期发展中是卓有成效的，因为使用人工检修可以细致分工，对细节问题的处理更加得当。但随着电力系统的日益发展，电力网络的规模在快速地扩大，利用人工检修的方式由于存在工作效率低和人力投资大等缺陷，已不再适用于现如今的电力系统检修工作，因此优化检修计划，以智能化方式替代人工检修是当今电力企业亟待解决的问题。
（二）传统计算方法
电力系统检修计划需要建立一个完备的数学模型，因此应用先进的数学计算方法对完成电力系统检修计划的优化是及其重要的。从实际情况来看，大多数电力企业仍然采用传统的数学计算方法，利用线性规划、0-1整数规划和Benders分解法对模型进行求解。线性规划是数学中常见的一种计算方法，从发展至今其理论与实践已经非常成熟，由于具有运算速度快、计算方式简单等优势，在实际工作和生活中被广泛应用。但线性规划在计算时要求模型简化，这就导致计算结果的不精准，有时甚至无法得到一个计算结果。0-1整数规划是一种特殊的运算方法，能够在枚举法中发挥最大作用，保证求得全局的最优解，但却不适用于变量较大的情况。Benders分解法是通过分出主次问题的方式，将复杂变为简单的运算方法。它通过转化问题，综合应用线性规划和0-1整体规划两种运算方法，充分考虑其他约束条件，但却因为对复杂问题的生成和处理难度较大，导致应用率不高。传统数学计算方法虽然在电力系统数学模型的求解中比较实用，但在理论上仍然无法保证能达到最优，因此还需优化传统计算方法，通过引入智能化算法，探究出最适用于电力系统检修工作的计划。
二、电力系统检修计划的优化
（一）优化检修计划的数学模型
电力系统检修计划的优化需要充分考虑到电力系统运行的经济、安全和实用等因素，我们可以将其看作是数学模型中的单目标函数。最初的检修方法主要注重检修工作中的经济性目标函数，将节约成本作为最主要的检修目标。在以经济性作为目标函数时，主要在计划中考虑检修和生产两大费用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆检修费用主要来自于长期使用导致磨损和故障的电力设备和对检修人员的资本投入；生产费用则是指在故障发生时，因停电而导致的生产损失。当采用经济性目标时，要以检修费用和生产费用的总和作为最小化目标函数。以某电力企业检修优化计划为例，该企业在计算生产费用时考虑到停电造成停工的隐形损失，并将其作为一个量化指标来衡量其他因素，在保证电力设备可靠性的前提下，尽最大努力减少经济损失，达到检修计划的最优化[1]。随着电力系统的不断发展和扩大，更多影响检修计划的因素出现，因此电力系统检修的优化计划中又提出多目标函数。多目标函数的数学模式中将可靠性因素作为检修计划中的约束条件。可靠性目标函数实际上应该是随机目标函数，因为在实际情况中设备不会一直保持初始状态下的利用率，而会在设备停止正常运行的情况下对利用率产生影响。在将多目标函数引进电力系统的优化计划时不能简单地将多目标函数分为单目标进行求解，这样会忽视其中一些变量的影响，不利于得出最优化结果，因此要充分考虑所有可变因素，建立最优化的数学模型。
（二）注重检修计划的约束条件
约束条件是指在电力系统检修计划的制定中必须考虑的一些影响因素，只有在优化计划中添加约束条件，才能得到最优结果。约束条件一共分为三大类，一是检修技术的约束。检修技术的约束一般体现在检修时要求的时间、连续性、检修的顺序、同时和互斥的影响等方面。检修计划一般由上级有关部门对检修时间进行规定，要求检修人员在规定时间内完成检修计划。由于一些设备具有关联性，因此在检修计划中要充分考虑其协调性，并且要对不能停工的设备进行一次性的检修工作。当遇到可以同时检修的设备时要考虑到经济效益，避免重复停电造成损失，要一同进行检修；当设备功能之间相互排斥时，为避免在检修设备时影响到其他设备的运营，因此要单独检修。二是检修资源的约束。资源包括人力资源和设备资源。三是系统运行的约束。这是指在电力系统的检修工作中，要同时保证电力系统的正常运营，保持用户的日常用电。
（三）优化检修计划的数学算法
优化检修计划中的数学算法就要引进智能化运算模式，将其与传统数学算法相结合，已达到求得数学模式最优解，制定最优化的电力系统检修计划的目的。智能化数学计算方法主要包括启发式优化算法、遗传算法、禁忌搜索法、模拟退火算法、粒子群优化算法等。启发式优化算法具有计算方法简单、实现性强、运算速度快等优点，是在可接受范围中寻找最优解的一种计算方法，可以引入各种约束条件优化检修计划，在实际中被广泛的应用。遗传算法对信息的搜索能力和强，具备运算高效的优势，利用串联数据的方式求解，模拟遗传和进化的过程，最终能够以具有最大适应度的量作为最优解。例如某检修方案将遗传算法进行改良，提出一种叫做“自适应”的求解方法，调整遗传算法中需要变异和交叉的概率，最终求得最佳检修计划[2]。禁忌搜索法、模拟退火算法和粒子群优化算法都是人工智能算法，在计算机技术的支持下，通过根据原理模拟现象，最终得出最佳结论，消除了在单纯运用传统数学算法时的一些弊端，在实践中充分证明了其可行性。
结论
综上所述，对电力系统检修计划优化问题的探究是极有必要的。研究可得，电力系统检修计划通过优化数学模型、注重约束条件、优化数学算法能极大程度地解决以往因人工修理和传统模式带来的诸多问题，提高检修工作的技术水平，降低电力公司的运营成本，增强电力系统运行的安全性。希望本文可以为研究电力系统检修计划优化问题的相关人员提供参考。
参考文献
[1]刘义斌.电力系统检修计划优化问题研究[J].科技资讯,2015,1336:120-121.
[2]韩金洋.电力系统检修计划优化研究[J].科技资讯,2015,1318:57-58.
作者简介
崔晓祥，男，1979年3月生，江苏兴化人，硕士，东南大学，高级工程师，主要从事电力系统生产计划管理工作。
论文作者:崔晓祥
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/25
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