基于设备运行风险等级的检修策略研究

鉴于电力设备检修策略与设备运行风险的相关性,采用风险理论,综合考虑设备故障率及设备退出运行对系统经济性、安全性的影响,通过设备实时状态信息推算设备故障率,以设备自身资产和资产损失度衡量经济性,由线路过载、变压器过载、电压越限、失负荷等多项指标反应系统安全性;对设备运行风险评估结果,采用ALARP原则进行风险等级划分,依据设备运行风险等级制定检修策略。实例应用表明该策略有效可行。

采用模糊综合评判法的输电线路状态评估

输电线路状态评估工作可为输电线路的检修和维护提供参考依据。基于模糊综合评判法提出了输电线路状态评估模型,建立了包含8个一级指标和31个二级指标的多层次输电线路状态评估指标体系,通过3标度层次分析法分析各指标的权重,采用模糊合成得出输电线路的状态评估结果,制定5级输电线路状态评语集。算例结果表明,基于模糊综合评判法的输电线路状态评估方法是合理和有效的。

基于风险理论的电力系统元件风险评估

提出了基于风险理论的电力系统元件风险评估办法。以风险理论为基础,综合考虑元件停运概率和元件停运可能对系统造成的影响,通过过电压风险、低电压风险、线路过载风险、变压器过载风险、失负荷风险五类风险指标对电力系统元件风险进行"分诊",应用3标度层次分析法得出元件综合风险,并进一步应用ALARP原则对综合风险量化分级。通过IEEE RTS-79系统验证了基于风险理论的电力系统元件风险评估办法是可行的,它能确定系统各元件所处的风险水平及在系统中的重要度,为电力系统运行维护人员提供了一定的参考依据。

基于风险评估的电力变压器检修策略研究

针对电力变压器的检修管理,提出基于风险评估的检修策略。采用风险评估理论,综合考虑变压器故障概率及故障后导致的资产损失、运行损失,评估变压器运行风险。变压器故障概率根据变压器实时状态信息推算得出,资产损失通过变压器资产和资产损失度反映,运行损失通过潮流越限、电压越限、失负荷等多项指标反映;针对变压器运行风险评估结果采用ALARP原则进行风险评级,依据风险等级不同制定不同的检修策略;经算例验证,表明基于风险评估的电力变压器检修策略的有效性。

计及光伏出力随机性的电网运行风险评估

针对光伏发电输出功率具有随机性、可能带来电网运行风险的问题,利用蒙特卡洛模拟法对太阳光辐照度分布区间进行模拟,建立了光伏随机输出模型,对整个系统的设备及光伏电源出力进行随机抽样;结合风险理论,对并网光伏系统随机出力情况下电网的运行风险指标进行了计算。以IEEE-RTS79系统为例,分析了不同光伏并网点和不同并网容量对电网运行风险的影响。结果表明,在负荷较重区域增设光伏并网,可以有效地降低电网运行风险。因此,选择适当的光伏并网点和容量可以降低电网运行风险。

电网运行风险评价指标体系的构建及应用

电网的运行风险存在复杂性和多样性,不同风险造成的后果及对电网产生的影响也不同。为了对电网的各种风险因素进行分类评价,诊断出电网存在的问题,找出电网的薄弱环节,基于电网风险评价理论,系统分析了电网运行中的各种风险来源,综合考虑了裕度风险、损失风险和失稳风险三方面因素,构建了电网运行风险评价指标体系,并开发了电网运行风险评价软件。算例应用结果表明,该体系能够较为全面地反映电网的各类风险,并计算出相应的风险值,使电力企业工作人员能够直观地了解电网运行状态及潜在的风险。

电力系统暂态稳定风险量化分级方法研究

提出了基于风险理论的暂态稳定风险评估量化分级方法。从风险理论的角度出发,综合考虑运行方式、故障发生、故障类型、故障地点和重合闸等不确定因素计算系统失稳的概率,以暂态失稳导致的切负荷百分比作为后果,定量的得出暂态稳定风险值,并依据《国家电网公司安全事故调查规程》应用ALARP原则对风险量化分级,使风险值的意义更加清晰明确,为运行人员提供一定参考依据。最后,以WSCC3机9节点为例,说明了该方法的可行性和有效性。

基于供电可靠性的配电终端模块配置

在配电自动化系统的设计中,为合理配置终端模块并满足一定的经济性要求,将对可靠率要求不同的供电区域进行分类。根据不同的馈线类型,不同的接线方式,结合配电自动化系统的建设原则,对配电终端模块的数量和功能提出了基于供电可靠性的配制方法,并找出配置过程中的影响因素。针对江西省上饶市城区配电网做了实例分析,验证了所提理论方法的实用性和可行性。

基于故障树法和层次分析法的电力变压器状态综合评估

变压器状态综合评估为电力变压器检修和维护提供依据。基于故障树法（FTA）分析导致电力变压器故障的因素,并建立评估电力变压器状态的指标体系。应用3标度层次分析法建立了变压器状态的评估模型,进而将变压器状态分为五个等级。等级的划分更有利于运行人员了解变压器的状况,合理安排检修维护计划。经实例分析证明,基于故障树法和层次分析法的电力变压器状态综合评估方法是合理和有效的。

考虑风机出力随机性的电网静态安全风险评估

随着智能电网的发展,大规模风机的并网增加了电力系统安全运行的不确定性。针对风机出力存在的随机性和波动性,提出使用Monte Carlo模拟法形成风速概率分布区间,并基于该方法对风机出力大小和发输电设备进行抽样;以IEEE-RTS79标准测试系统为例,分析了风机出力大小和接入位置不同对电网静态安全风险指标的影响。算例结果表明,选择合适容量的风机和接入地点能够降低电网静态安全风险。

基于风险理论的电压薄弱节点研究

提出了一种基于风险理论的电力系统电压薄弱节点辨识方法,采用电压越限风险指标寻找电网中的电压薄弱节点。基于蒙特卡洛模拟法,考虑电网运行中的不确定性因素,较为真实地模拟电力系统特定运行情况下可能出现的系统状态;然后基于该方法使用Matlab软件编写了电压越限风险指标计算程序。以IEEERTS 79系统为例,计算了系统的电压越限风险指标,并对各节点电压越限风险进行排序,识别电压薄弱节点。算例结果验证了该方法的有效性和可行性。

基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识

综述了目前风险理论应用于电力系统的研究现状,提出了基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识方法。首先,分析了应用风险理论进行电力系统脆弱线路辨识的可行性;然后,根据风险理论的特点提出辨识脆弱线路的过负荷风险指标,并采用蒙特卡洛法模拟求取系统过负荷概率及应用效用理论计算过负荷严重度;最后,以IEEERTS79系统为例,验证了基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识是可行的。通过基于风险理论的电力系统脆弱线路辨识分析,能够清楚的知道每条线路过负荷风险的大小,确定重点关注线路,对电网建设改造、运行控制有一定的参考意义。

基于多因素元件停运模型的电网失负荷计算

电网失负荷计算能反映电网事故的严重程度,是电网运行安全风险评估的重要内容。基于多因素对电网元件停运概率的影响,分析了电网元件停运概率的可修复失效模型、老化失效模型及天气相依的偶然失效模型三者之间的关系,采用并集的概念建立了电网元件停运概率模型,在此基础上提出了一种电网失负荷计算方法。以IEEE-RTS79系统为例,采用蒙特卡洛法对系统状态进行抽样,通过该失负荷算法计算出电网失负荷概率及失负荷量,验证了该种方法的有效性和可行性。

蒙特卡洛方法在电力系统静态安全风险评估中的应用

基于风险理论,综合考虑故障概率和故障严重程度评估电力系统静态安全风险。采用非序贯蒙特卡洛方法抽取系统的故障状态,提出通过失负荷风险指标、电压越限风险指标和过载风险指标对电力系统静态安全进行分析,并采用3标度层次分析法来确定系统单项风险值与综合风险值之间的权重关系。还对各项指标的应用进行了探讨分析,并利用河南某地区实际电网对各项风险指标进行了计算分析。算例表明基于蒙特卡洛方法的电力系统静态安全风险评估是可行的,它能定量的给出系统风险水平,为电力系统静态安全风险分析的研究提供一些有益参考。

基于状态检修的电网运行风险评估

设备故障率的计算是电网运行风险评估中的关键环节,将基于状态检修的设备故障率算法应用到电网运行风险评估中,在一定程度上提高了设备故障率的准确度、可信度。基于状态检修的电网运行风险评估方法充分考虑了电网运行中存在的不确定性,通过线路过载、变压器过载、过电压、低电压和失负荷五项风险指标较全面地描述电网运行风险水平,且应用了层次分析法计算电网综合风险指标,为对比电网不同运行方式下的风险大小提供了参考依据。通过实际算例分析,验证了基于状态检修的电网运行风险评估方法的有效性。

基于二次环的配电自动化高可靠性设计方案

针对传统单环网结构分支线故障时难以转移负荷的问题,提出了基于二次环的配电自动化高可靠性设计方案。首先,在传统的主干单环网结构基础上,将环网柜出线的支线进行二次环网,从而达到网架优化的效果;纵向上转移主干线上的负荷,横向上转移分支线的负荷,最后以上饶市级配电网自动化工程为例,研究了电力系统二次环及配电自动化技术对供电可靠性的影响,并进行了可靠性因素成本效益分析,给出了投资金额与供电可靠性的关系,也为将来配电自动化工程的建设提供指导。

基于谱聚类的城市低电压分区治理决策

在目前配电系统相对发输电系统较为落后的电力市场环境下,低电压治理是亟须解决的问题。合理地确定治理分区是科学、有效地进行低电压治理的重要前提。基于谱聚类算法的城市低电压分区方法,首先考虑了最低电压幅值、低电压涉及户数、电压越(下)限时间及年供电量4个指标构成样本空间。其次通过欧氏距离建立拉普拉斯(Laplace)矩阵,由Laplace矩阵的相对特征值差自动确定低电压治理的分区数目,将Laplace矩阵的前两个和前三个特征向量映射到二维和三维空间,直观地划分治理分区。然后构造评估函数,评估低电压分区的效果,采用k-means算法对特征向量进行聚类,画出分区谱系图,得到层次分明的低电压分区治理方案。该算法基于复杂网络原理,具有严谨的理论依据。以江西省某市典型数据为例验证了所提算法的有效性。

基于层次分析法的城市配电网风险分析

针对城市配电网在长期运行过程中存在配电设备老化、运行可靠性差、供电能力有限等问题,构建包括元件、运行水平和供电能力3个一级指标和14个二级指标的城市配电网风险分析指标体系,应用3标度层次分析法分析各项指标所占权重,进而将配电网风险状态分为优秀、良好、一般、较差、差五个等级。实例分析表明,基于层次分析法的城市配电网风险指标体系合理有效,使配电网规划、建设改造和优化运行更有针对性,风险等级划分更有利于直观了解配电网状态,合理安排配网规划和生产计划。

计及可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法

近年来,故障指示器凭借其接入灵活性和经济性被广泛应用于配电网故障定位中。然而全覆盖式地故障指示器安装配置方案投资成本高,规划方案不精益。文中提出一种基于故障信息变量的配电网可靠性评估模型;进一步给出一种基于混合整数线性规划的可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法,将可靠性指标作为约束放入优化模型中,在满足可靠性要求的前提下降低故障指示器的投资维护成本。基于IEEE 53节点系统的算例仿真结果表明,所提方法兼顾了故障指示器布点的可靠性与经济性,可以精确获得不同可靠性要求下的布点方案。

考虑多因素的大规模设备分区检修决策

针对大规模设备检修决策问题,提出了基于谱聚类算法的多因素设备分区检修模型。首先考虑设备健康指数、设备故障水平、设备价值、社会影响、设备地位等多方面因素建立了设备检修指标的样本空间;然后通过Euclidean距离构造设备相似度矩阵;以设备相似度矩阵的Laplace矩阵相对特征值差自动确定设备分区检修数目,以Laplace矩阵特征向量为依据,确定设备分区检修方案;最后根据以上检修思路,以江西某市级电网为例进行验证。算例结果表明,所提出的谱聚类算法将Laplace矩阵特征向量分别映射到2维和3维向量空间,当相对特征值差处于峰值时,设备检修分区数目为3,故可将设备划分为3个检修分区,从而达到大规模设备分区检修的效果;此外,非规格化Laplace矩阵和规格化Laplace矩阵的分区相关系数分别为0.842 3和0.842 5,说明规格化Laplace矩阵的检修分区效果更好,验证了该算法的有效性。