一种优化编制检修票的方法与流程

本发明涉及电力调度系统计划编制领域，具体涉及一种优化编制检修票的方法。

背景技术：
电网设备检修计划是与电力系统规划设计和运行调度密切相关的重要问题，随着电网不断扩大和电力市场化的发展，指定合理的发输电设备联合检修计划已形成一个亟待解决的问题。而目前在实际的工作中检修票的编制在很大程度上还是依赖工作人员的经验，但是在电网设备大规模投运的背景下，尤其在设备检修高峰期，大量的检修票的提交，检修编制工作人员一方面需要考虑编制周期内用电负荷情况，另一方面要尽可能忠于设备检修申报的时间安排检修。这样，即便是有经验的工作人员也会有误判的情形，在检修票执行的时候就有可能发生停电事故或者造成浪费。

技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种优化编制检修票的方法，本发明针对大量待编制的检修票，该方法能在保证电网的安全前提下，快速、自动的给出经优化的检修票编制集合。本发明的目的是采用下述技术方案实现的：一种优化编制检修票的方法，其改进之处在于，所述方法用于电网调度中心处理安排提交的设备检修申请，将除发电机组以外的其他电网设备通过设备间灵敏度等值成虚拟发电机组，与实际的发电机组检修计划合并生成优化计算意义上的待编制的机组检修计划；将待编制的机组检修计划中的各台发电机按编制时段对其容量进行累积得到待编制检修容量，按编制时标叠加到编制周期内的负荷预测之上，与全网实际机组的容量总和进行比较，以“削峰”的方式对负荷超过全网机组容量总和的点进行优化，直到编制周期内负荷值均小于全网机组容量总和，包括下述步骤：步骤1：设定编制周期，确定优化计算的时间单位；步骤2：读入出于编制周期内的所有设备检修申请；步骤3：读入编制周期内的全网负荷预测信息；步骤4：确定非机组的一次设备对全网的灵敏度，生成虚拟机组检修计划；步骤5：确定全网机组总容量，以“削峰”方式进行优化；步骤6：输出优化编制后的检修票编制集合。其中，所述步骤1中，设定计划编制的周期T(Ts，Te)，确定优化计算的最小时间单位d，即优化计算时时间段的粒度；其中：Ts为检修编制周期的起始时间，Te为检修编制周期的结束时间。其中，所述步骤2中，从设备检修申请数据库中读入检修工期t(ts,te)满足Ts≤ts≤te≤Te的所有检修申请集合S以及满足ts≤Ts≤te的已开工检修集合S′，其集合S中的检修申请带标志位0，集合S′中的检修申请带标志位1。其中，所述步骤3中，从负荷预测系统中读入编制周期T(Ts，Te)内的负荷预测信息，根据曲线的各离散点确定编制周期T内每个时间单位d的负荷值Li；其中：Ts为检修编制周期的起始时间，Te为检修编制周期的结束时间。其中，所述步骤4中，找出集合S∪S′中设备类型不是发电机的检修申请集合S″，对S″中的所有设备D，执行如下步骤：步骤41：确定设备D中设备i与其直接和间接相连的发电机灵敏度Pk，并确定设备i的容量Cap，用下述表达式表示：其中：N为所有与设备i直接或间接相连的发电机，Ck为第k台机组的容量；步骤42：将该条检修申请记录等值成容量为Cap的发电机检修申请并入集合S中作为一个机组检修计划，检修工期不变，检修申请的标志位不变，同时删除原检修集合中的该条记录，检修申请的标志位不变；所有非机组类型的检修申请处理完成后，集合S∪S′中所有元素均为机组类型的检修申请，即为优化计算的虚拟机组检修计划。其中，所述步骤5中，所述确定全网机组总容量，以“削峰”方式进行优化包括下述步骤：(一)确定全网机组容量：用以下述表达式确定全网机组容量：其中：M为全网实际机组的数量，Ci为第i台机组的容量；确定编制周期T中每个检修时间单位d上的检修容量Gi：其中：Ts≤T≤Te，Capj为S∪S′中第j台机组的容量，xij为第j台机组在时段i上的检修状态，0为检修，1为不检修，L为S∪S′中的机组个数；(二)以“削峰”方式对负荷超过全网机组容量总和的点进行优化：步骤<1>：根据公式4计算T上每个时间单位d的备用容量ki：ki＝CAP-Li-Gi④；找到检修周期T上备用容量k最小的时段i；步骤<2>：在S∪S′中查找在时段i上处于检修状态且标志位为0的所有检修申请，记为集合R，R中元素个数记为Z；确定所有可拒绝的检修申请组合U；步骤<3>：对可拒绝的检修申请组合U中的每种组合方式确定罚函数，惩罚函数用下式表示：其中：Z为每种组合方式的机组个数，Capj为第j台机组的容量，xij为第j台机组在时段i上的检修状态，0为检修，1为不检修，比较每种组合方式的罚函数值，其中最小罚函数值的组合方式即为本次“削峰”最佳的组合方式，将该种组合方式中的检修申请标志位均置为2，在检修周期T上按时段减去该组合方式中的机组容量，更新检修容量Gi；重复步骤<1>～<3>，直到备用容量ki>0。其中，所述步骤<2>中，确定所有可拒绝的检修申请组合U包括下述步骤：步骤a：对集合R中每个元素，根据下述表达式确定单个机组检修的可行性：Ψ＝Capi-ki⑤；其中：Capi为第i台机组的容量，若Ψ>0，则将该元素作为一种组合方式放入集合U中，同时在集合R中删除该检修申请；步骤b：复制集合R的一个元素副本R0，R中元素是单个元素的集合，R0中元素是单个的元素，进入如下循环：令r初值为2，每次迭代增加1，直到集合R为空集；对R中的任一元素集合Rk，用集合Rk中的元素与集合R0-Rk中的特定元素逐一组合得到集合R中r个元素的组合方式，对每种组合方式下述表达式确定检修组合的可行性：其中，Capj为第j台机组的容量，若Ψ>0，则将该组合放入集合U中，同时在集合R中删除该组组合；r表示进入循环前的整形变量。其中，所述步骤(二)以“削峰”方式对负荷超过全网机组容量总和的点进行优化时，每个计算时间段上的可用机组容量均相等，均等于全网所有机组的容量之和。其中，所述步骤6中，在集合S∪S′中，通过标志位为0的检修申请，拒绝标志位为2的检修申请，输出优化编制后的检修票编制集合。与现有技术比，本发明达到的有益效果是：本发明提供一种电网设备检修优化编制的方法。本方法通过将所有设备都等价成一定容量的发电机组，在确定的编制周期内与负荷预测进行平衡，以期在保证电网安全的情况下安排尽可能多的设备检修。方法过程如下：将除发电机以外的其他电网设备通过计算设备间灵敏度等值成一定容量的虚拟发电机组，与实际的发电机组检修计划合并生成优化计算意义上的待编制的机组检修计划。将待编制的机组检修计划中的各台发电机按编制时段对其容量进行累积得到待编制检修容量，按编制时标叠加到编制周期内的负荷预测之上，最后与全网实际机组的容量总和进行比较，以“削峰”的方式对负荷超过全网机组容量总和的点进行优化处理，得到被编制和被拒绝的检修票。本方法不区分设备类型，具有简单、快速、直观的优点。附图说明图1是本发明提供的优化编制检修票的方法的总体流程图；图2是本发明提供的对负荷超过全网机组容量总和的点进行优化计算的流程图。具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。本发明将设备间灵敏度与检修票编制结合起来，首先将除发电机以外的其他电网设备通过计算设备间灵敏度等值成一定容量的虚拟发电机组，与实际的发电机组检修计划合并生成优化计算意义上的待编制的机组检修计划。将待编制的机组检修计划中的各台发电机按编制时段对其容量进行累积得到待编制检修容量，按编制时标叠加到编制周期内的负荷预测之上，最后与全网实际机组的容量总和进行比较，以“削峰”的方式对负荷超过全网机组容量总和的点进行如下处理：找到检修工期包含该编制点的所有机组，寻找其中可能的组合方式，使得该组合中的机组容量总和与该点负荷超出机组容量总和部分的差值最小。循环此过程直到编制周期内负荷值均小于全网机组容量总和。本发明提供的优化编制检修票的方法，针对大量待编制的检修票，该方法能在保证电网的安全前提下，快速、自动的给出经优化的检修票编制集合。本发明提供的优化编制检修票的方法的总体流程图如图1所示，包括下述步骤：步骤1：设定编制周期，确定优化计算的时间单位：人工设定计划编制的周期(年、月、周或任意时间段)T(Ts，Te),Ts为检修编制周期的起始时间，Te为检修编制周期的结束时间。确定优化计算的最小时间单位d(天、小时或任意时间段)，即优化计算时考虑的时间段的粒度。步骤2：读入出于编制周期内的所有设备检修申请：从设备检修申请数据库(或文件)中读入检修工期t(ts,te)满足Ts≤ts≤te≤Te的所有检修申请集合S以及满足ts≤Ts≤te的已开工检修集合S′，其集合S中的检修申请带标志位0，集合S′中的检修申请带标志位1。步骤3：读入编制周期内的全网负荷预测信息(负荷预测信息是全网的一个数值型属性)：从负荷预测系统中读入编制周期T(Ts，Te)内的负荷预测信息，根据曲线的各离散点确定编制周期T内每个时间单位d的负荷值Li。步骤4：确定非机组的一次设备对全网的灵敏度，生成计算意义上的虚拟机组检修计划(虚拟机组检修及实际机组检修共同组成虚拟机组检修计划)：找出集合S∪S′中设备类型不是发电机的检修申请集合S″，对S″中的所有设备D，执行如下步骤：步骤41：确定设备D中设备i与其直接和间接相连的发电机灵敏度Pi，并确定设备i的容量Cap，用下述表达式表示：其中：N为所有与设备i直接或间接相连的发电机，Ci为第i台机组的容量；步骤42：将该条检修申请记录等值成容量为Cap的发电机检修申请并入集合S中作为一个机组检修计划，检修工期不变，检修申请的标志位不变，同时删除原检修集合中的该条记录，检修申请的标志位不变；所有非机组类型的检修申请处理完成后，集合S∪S′中所有元素均为机组类型的检修申请，即为优化计算的机组检修计划。步骤5：计算全网机组总容量CAP，以“削峰”方式进行优化：所述确定全网机组总容量，以“削峰”方式进行优化包括下述步骤：(一)确定全网机组容量：用以下述表达式确定全网机组容量：其中：M为全网实际机组的数量，Ci为第i台机组的容量；确定编制周期T中每个检修时间单位d上的检修容量Gi：其中：Ts≤T≤Te，Capj为S∪S′中第j台机组的容量，xij为第j台机组在时段i上的检修状态，0为检修，1为不检修，L为S∪S′中的机组个数；(二)以“削峰”方式对负荷超过全网机组容量总和的点进行优化，其优化计算的流程图如图2所示：步骤<1>：根据公式4计算T上每个时间单位d的备用容量ki：ki＝CAP-Li-Gi④；找到检修周期T上备用容量k最小的时段i；步骤<2>：在S∪S′中查找在时段i上处于检修状态且标志位为0的所有检修申请，记为集合R，R中元素个数记为Z；确定所有可拒绝的检修申请组合U；确定所有可拒绝的检修申请组合U包括下述步骤：步骤a：对集合R中每个元素，根据下述表达式确定单个机组检修的可行性：Ψ＝Capi-ki⑤；其中：Capi为第i台机组的容量，若Ψ>0，则将该元素作为一种组合方式放入集合U中，同时在集合R中删除该检修申请；步骤b：复制集合R的一个元素副本R0，R中元素是单个元素的集合，R0中元素是单个的元素，进入如下循环：令r初值为2，每次迭代增加1，直到集合R为空集；对集合R中的任一元素集合Rk，用集合Rk中的元素与集合R0-Rk中的特定元素逐一组合得到集合R中r个元素的组合方式，对每种组合方式下述表达式确定检修组合的可行性：其中，Capj为第j台机组的容量，若Ψ>0，则将该组合放入集合U中，同时在R中删除该组组合；r表示进入循环前的整形变量。步骤<3>：对可拒绝的检修申请组合U中的每种组合方式确定罚函数，惩罚函数用下式表示：其中：Z为每种组合方式的机组个数，Capj为第j台机组的容量，xij为第j台机组在时段i上的检修状态，0为检修，1为不检修，比较每种组合方式的罚函数值，其中最小的组合方式即为本次“削峰”最佳的组合方式，将该种组合方式中的检修申请标志位均置为2，在检修周期T上按时段减去该组合中的机组容量，更新检修容量Gi；重复步骤<1>-<3>，直到备用容量ki>0；即为：对检修容量+相应点的负荷预测>全网机组装机总容量的点进行“削峰”处理，对在该点进行检修的所有机组，找出这样一种组合方式：当拒绝这个组合中的所有检修后可以使得检修容量+相应点的负荷预测<＝全网机组装机总容量，且这个组合中的机组容量之和(即罚函数值)最小。置标志位为2表示最后的检修计划将拒绝这个组合中的检修申请。步骤6：输出优化编制后的检修票编制集合；在集合S∪S′中，通过标志位为0的检修申请，拒绝标志位为2的检修申请。本发明从编制的可靠性角度建立数学模型，优化方法使用启发式方法，反复试探使检修计划逐渐逼近目标函数的要求。本方法不区分设备类型，具有简单、快速、直观的优点。最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。