基于风险评估的配电网检修决策优化分析

钟永龙 吴慧娟

摘要：当今，针对状态检修决策中存在的各种问题和电网运行不符情况，国内电网公司和电力企业提出了一种设备故障风险、电网运行风险以及输变电设备检修决策优化模型，是一个以综合风险费用最小为目标，以状态检修、综合检修、零点检修、资源检修为依托的工作流程。该工作的进行，主要是对设备状态检修实际情况的风险评估进行充分的考量，以此获得最为优质、高效且完善的检修规划，为配电网的安全稳定运行奠定基础。在这样的背景下，本文主要阐述基于风险评估的配电网检修决策优化分析有关内容，希望能够提供参考价值。

关键词：状态检修;配电网;检修决策;优化;风险评估

引言

状态检修作为建设坚强智能电网的关键技术之一，在很大程度上克服了传统计划检修检修不足和检修过剩的缺点，取得了良好的效果。目前国内各供电公司正大力推行状态检修示范工程，但是由于状态检修对技术、经济性的高要求等因素导致时下配电网中状态检修的实施并不完全，出现了不同检修方式并存的现状，而且可以预见状态检修的完全实施也需要一段相当长的时间。

1配电网检修决策的基本形式分析

我国部分电网运营公司的配电网检修工作都是通过状态检修实现，成功地克服了过去传统技术手段的弱点和缺陷，为我国实现电网智能化的道路创造了有利条件。现阶段对配电网进行检修决策时，主要是根据设备自身的情况以及运行特征选择检修方式，确定检修时间并制定检修内容。对设备的状态进行评估，需要预测设备可能发生的故障，检查设备的运行状态并作出评价。同时，根据电网的日常运行状况，从设备的具体情况出发，有目的、有计划地制定出电力设备的检修决策，合理安排电网检修工作。

2电网检修风险的含义及表达

配电网设备检修时退出运行完全失去可靠性，导致电网直接损失一部分负荷，称为计划失负荷损失RM1;同时由于检修退出运行的设备失去可靠性而得不到充分的利用，当其他设备故障时电网失负荷风险变大，这就是电网检修造成的另外一种损失，称为随机失负荷损失RM2。具体表达式如下：

其中，RM（t）为t时段的电网检修风险;T为一周期内的时段数;Mt为t时段检修模式集合;RM1，m为t时段检修模式m下的电网计划失负荷损失;RM2，m为t时段检修模式m下电网随机失负荷损失;Ft为t时段检修模式m下的故障模式集合;PM1，m为t时段检修模式m所引起的计划失负荷量，PM2，m和PM2，0分别为t时段检修模式m和无设备检修模式所引起的随机失负荷量;Pf为t时段故障模式f的发生概率;NF为故障模式f下的故障设备集合;NR为故障模式f下的非故障设备的集合;c1为计划失负荷单位电价;c2为随机失负荷单位电价。

3我国配电网检修决策现状分析

状态检修作为电网企业最为常见的电力设备检修策略，它是建设坚强、科学智能电网的关键技术之一，在很大程度上克服了传统的计划检修现象，并针对其中不足和检修过剩的缺陷做了处理，取得了良好、客观的社会经济效益。目前，国内各大供电公司正在积极的推行状态检修示范工作，但是由于状态检修对技术、经济、管理要求非常严格，一旦出现这些环节不符的现象，必然导致状态检修工作发生误差，给整个管理开展造成威胁。因此，在状态检修工作中必须要高度重视每一个工作环节，从根本上解决检修工作中存在的难题和不佳的现象，确保管理工作的科学、及时开展。现阶段，国内外在对电力设备进行状态检修的过程中，往往更为注重状态评估以及检修决策，其中设备状态评估包含状态检修、状态评价以及故障预测等多方面，而针对设备检修决策而言，其着手点主要涉及到以下几方面：首先，由设备自身层面着手，该层面主要是按照电力设备运行的主要特性以及具体状态，对电力设备检修的具体形式、检修范围以及检修时间予以确认。然后由配电网运行层面着手，对电力设备规划予以确认，更具目的性与针对性的对电力设备展开电网检修工作，同时全面执行电网检修规划与配电网规划。近年来，在电力市场发展与革新速度日渐提升的影响下，分布式发电宣传及时间愈发常见，无论是输变电，又或者是配电网，其检修规划也在随之改变，直至电力市场革新层面早已产生的很大的改变。最后，则是近几年以来研究倍受关注的综合电网与设备更具一体化与综合性的检查程序，主要是利用某种技术措施将二者进行整合处理，然后再借助更具针对性与适宜性的措施予以处理或是維护。

4我国配电网检修决策优化策略分析

4.1配电网设备状态的检修

4.1.1设备状态表达

基于风险的状态检修是一个系统、复杂的工作内容，它不仅要考虑到电网检修、故障发生的原因，同时还要考虑故障发生的后果以及发生可能性，也就是对一切可能引发故障的问题及时、有效的进行处理和优化。经过多年的工作实践分析，虽然设备故障的发生是一个随机性、不定期的问题，但是其发生概率、发生恶劣程度和配电线路的健康状态有着密切的关系。因此在工作中，要采取合理、科学的故障概率来表示设备的运行健康状态，并有针对的提出相应的处于和预防措施。在以往已经获得的研究成果之内，多数情况下都是在电力设备检修过程中对电力设备运行状态展开了重点调查，其运行状态具有较强的波动性，而这种假设也没有对电力设备运行状态的后续发展给予一定的重视，造成配电网与电力设备之中的风险估计存有偏差，所以，科学的对接下来一个电力设备检修周期之内运行状态波动进行全面的预测是极为关键的，其中特别需要对以下几点进行充分的考量，因此合理地预测未来一个检修周期内设备健康状态的变化是十分必要的，尤其是考虑到以下几个方面：

首先，电力设备的状态评估不是实时的，它有一定的评估周期，一般一年到几年不等，电力设备的状态评估是一项非常复杂的工作，需要获得大量的设备外观和内部各个部件的监测和实验数据，需要一段时间的观测积累。其次，配电网长时间检修规划之间相隔的周期相对较久，比如三年滚动规划与年度检修规划，忽视长时间检修周期之中电力设备运行状态的波动导致状态评估偏差较高，电力设备故障发生概率波动通常呈浴盆曲线，当电力设备已经步入耗损周期的时候，那么其故障问题发生概率会在很短的时间之内不断提升，此外，某一电力设备检修周期之中的波动必须给予高度关注。再次，为了更为合理地安排配电网设备的检修计划需要在进行检修决策时考虑设备的健康状态及其发展趋势，使得检修具有超前性和针对性。由于本文考虑配电网中同时存在计划检修和状态检修，两种检修方式，因此，要分别计算这两种检修方式下设备的故障率及其状态变化。为了更为合理地安排配电网设备的检修计划需要在进行检修决策时考虑设备的健康状态及其发展趋势，使得检修具有超前性和针对性。

4.1.2配电网设备检修模型

在检修计划制定前，首先要根据各设备状态，服役时间和检修决策规则等确定待修设备及相应的检修等级，不同的检修等级对设备健康状态的改善是不同的，本文针对国家电网公司采用的，5类检修等级和2种检修方式分别进行建模，合理地反映检修的作用。对于采用计划检修方式的设备，进行不同的检修之后，设备的健康状态发生改善，表现在等效役龄变小，本文采用等效役龄和役龄回退因子，来表征检修的效果。

4.2配电网检修决策优化模型

关于电网状态检修的概念分析，但所包含的具体内容略有不同，从检修角度而言电网在运行时面临的总风险称为电网运行风险，主要包含电网检修风险和电网故障风险2个部分，这2个部分是相互矛盾的，解决这一矛盾的方法就是协调二者的关系找到一个平衡点，使得检修后电网的运行风险最小，这个时候的检修方案就可以认为是最恰当的，既没有因为检修过度使得电网检修风险太大，也没有因为检修不足使得电网故障风险过高。这个平衡点就是最好的检修决策。根据上述基于风险评估的配电网设备检修时使用的方法，分门别类的建立模型，包括两种检修方式以及三类检修等级。这样建模的主要原因是检修等级不同，将会对改善设备健康状态产生不同的效果。因此，计划检修方案应在待修设备和其检修等级都以明确的前提下进行制定。而不同设备的检修等级的确定则取决于不同设备的服役时间、实际状态以及检修决策规则等相关因素。在这样情形下建立的配电网设备检修模型，更科学地表现出检修的成果，同时更加有效对风险进行评估，并明确了检修的重要作用。结合配电网设备检修模型，通过计划检修方法对配电网设备进行检修，从而改善设备的健康状态，具体的效果就是降低设备等效役龄，同时降低了电网检修与故障风险，促进电网安全运行。

5结语

总之，配电网检修决策中主要包含整个电网与电力设备等多方面繁杂且有待优化的不足与问题，可见，精准的电力设备状态监测、评估与故障问题预测等多项工作对配电网检修决策的相关工作具有关键性的意义与作用。因此，电力企业应该对我国现阶段的配电网检修近况进行充分的了解，再根据实际情况对配电网检修决策进行优化，由此才可以确保配电网检修决策的全面性与有效性，进而确保电网安全。

参考文献

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作者介绍：

钟永龙（1986.08.17-）;男;甘肃武威;汉;大学本科;工程师;运维检修部运检计划专责;电网检修;国网甘肃省电力公司张掖供电公司。

吴慧娟（1987.06.02-）;女;甘肃张掖;汉;大学本科;工程师;电力调度员;电网调度及新能源消纳;国网甘肃省电力公司张掖供电公司。