电力系统检修计划优化问题研究论文_张元

电力系统检修计划优化问题研究论文_张元

内蒙古塔塔电力开发有限公司 内蒙古呼和浩特市 010000

摘要:为了进一步保证电力系统安全、为电力系统用户提供更好的服务,该文对电力系统检修问题进行了深入地分析和研究,并提出了电力系统检修计划优化策略,构建了大点机组检修优化模型,极大地增强了系统的理论性和实用性。

关键词:检修计划;电力系统

一、电力系统国内外检修情况

作为能源消耗与温室气体的一大输出者,电力行业必须要不断开发更多的绿色、可再生能源才能够更好地满足行业增长需求,更好地缓解能源危机和温室效应。现今已经投入使用的可再生能源包括风力、水力、潮汐和太阳能等多种发电形式,而在这么多的可再生能源当中,风力发电技术已趋近成熟,所以,众多国家也越发重视风力发电技术的开发。我国风能资源极为丰富,具有较大的风力发电发展优势,且近年来政府部门大力扶植风电产业的发展。

电力系统检修计划就是为了保障系统的正常生产运行,检修过程中系统就必须停运,进而影响发电机组构成。因此,发电机组检修计划备受国内学者的关注,他们从不同方面对发电机组检修计划进行研究,并取得了一定成效。可将发电机组检修计划分为三个研究阶段:一是以研究电力系统供电可靠性;二是研究电力系统的经济性;三是研究电力系统的调峰能力和经济性。

二、检修体制及检修方法

2.1检修体制的演变

工业发展从手工作坊到机械化和电气化,各个时期的设备管理与检修方式有很大的变化,一般来说可概括为三个阶段。

第一阶段是第一次产业革命时期对设备实行的事后维修。事后维修指当设备发生故障或失效时进行的非计划性维修,维修的目的是消除故障。采用事后维修的方式能够最大限度地提高设备利用率,减少不必要的检修所造成的浪费。

第二阶段是第二次产业革命时期开始实行的计划检修。计划检修是以一定的时间为周期,有计划地安排维修活动,维修的目的是预防故障的发生。它是根据设备磨损的统计规律或经验,事先确定检修类别、检修周期、检修工作内容、检修配件及材料等的检修方式。

第三阶段是第三次产业革命后开始推行的状态检修。状态检修是一种以设备状态为基础、以预测设备状态发展趋势为依据的检修方式。它根据对设备的日常检查、定期重点检查、在线状态监测和故障诊断所提供的信息,经过分析处理,判断设备的状况与发展趋势,并在设备故障发生前及性能降低到不允许的极限前有计划的安排检修。

2.2现行的检修方式

2.2.1检测手段的研究和监测装置的应用不成熟全面、系统的状态监测数据是状态检修的信息基础,能否用先进的检测技术预先掌握设备所处的状态,查明缺陷性质及其严重程度是状态检修的前提。

2.2.2故障机理的研究和设备诊断方法不成熟各种设备工作机理和内部复杂故障的深入分析研究对状态诊断十分关键,往往难度也较大,必须综合运用多种分析方法和技术工具,充分收集和分析各种资料和事例,才有可能取得成效。

2.2.3诊断软件的开发力度不够为保证设备状态评价和故障诊断的科学性、宏观性和准确性,避免主观随意性、实现诊断的标准化和规范化,必须在深入理论研究和功能分析的基础上研制开发有关专家预测和诊断软件,使其能根据各种数据信息自动给出计算结果和评价结论。

三、检修计划优化模型的建立

3.1目标函数

在电力系统检修计划中,目标函数可以分为单目标函数和多目标函数两类。其中,单目标函数包括经济性目标、实用性目标以及可靠性目标。传统的检修计划通常对经济性目标考虑的较多,目的是为了能够有效的降低费用,并将可靠性作为约束性条件。随着电力系统规模的不断发展,检修的问题日益复杂化,针对这种情况,多目标函数被逐渐的引入到检修计划中来。

(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。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。

通过对相关文献的分析,一些案例中使用了经济性指标,将检修产生的费用与停电产生的费用相加,其和最为最小的目标函数。还有一些文献中的案例对电力市场的环境进行了充分的考虑,把由于检修导致线路潮流变化而出现的无功缺额而增加的购买无功的费用也算到经济性目标函数里面。

(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。

通过分析相关的文献,一些文献中的实例对机组检修时所占用的一部分备用容量进行了考量,因此,将剩下的净备用容量的最大化来当做目标。还有一些文献中以提升供电的可靠性作为最终的优化目标,并且把每一次停电的户数和停电持续的时间相乘得出的积作为目标函数。

3.2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。

3.3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。

四、结语

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]李瑾璐.基于目标管理的配电网检修项目计划优化研究[D].华北电力大学,2016.

[2]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].华北电力大学,2016.

[3]章健,张弛,蒋声婴,等.基于LCC的配电站设备检修策略研究[J].华东电力,2016.

[4]胡凡君.电气工程施工问题及质量安全控制措施探析[J].电源技术应用,2015,12(9):151-152.

论文作者:张元

论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期

论文发表时间:2019/9/16

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