一种电网设备检修决策优化方法
【专利摘要】本发明公开了一种电网设备检修决策优化方法。针对现有的状态检修相关规程以及相关决策技术中，仅根据设备当前的健康状态评分给出定性的检修建议和时间，缺乏具体优化方案的问题，本发明通过提出一种多判据优化方法，制定了明确的检修决策，提供了定量的优化检修时间，增强了状态检修的明确性和目的性。此外，针对已有的定期检修周期优化模型不适应状态检修体制的问题，将价值工程中的费效比和求取条件极值的拉格朗日乘数法相结合，建立新的检修优化模型，作为检修决策的制定依据，能很好地适应状态检修体制。
【专利说明】-种电网设备检修决策优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力故障检修【技术领域】，更具体地，涉及一种电网设备检修决策优化 方法，用于电网设备检修决策的确定。
【背景技术】
[0002] 电网设备作为电力系统电能经济传输和灵活调配的枢纽，广泛参与到电力系统发 输变电的各个环节，其运行状况与电力系统的安全可靠性息息相关。电网设备的故障不仅 会造成停电和维修等直接损失，更将对电网的安全稳定运行带来威胁，甚至引发不可估量 的严重后果。因此，对电网设备施行合理的检修是十分有必要的。
[0003] 随着电网设备检修策略的发展，从事故检修到计划检修，尽管增强了检修的主动 性，但固定的计划检修周期仍然难免带来过检修、欠检修等一系列问题，影响设备的使用寿 命。
[0004] 状态检修策略是正在兴起的一种新型检修策略，它以在线监测为基础，研究故障 模式，对设备在线监测的特征量、预防性试验的结果、设备历史运行状况、检修情况及现场 运行参数等状态进行客观分析，通过综合的故障诊断技术判别来实施检修。这种依据电网 设备运行状态的检修策略能够避免传统的计划检修的盲目性。
[0005] 但是，在现有的状态检修导则中，仅根据设备当前的健康状态评分给出定性的检 修建议和检修时间，现有的相关研究也鲜有优化的具体方案，这大大降低了状态检修策略 的目的性和明确性，使得状态检修的优势不能得到全面发挥。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种电网设备检修决策优化 方法，有效解决了现有的状态检修决策中仅给出定性的检修建议和检修时间，缺乏具体优 化方案的问题，提供了定量的优化检修时间，增强了状态检修的明确性和目的性，而且能很 好地适应状态检修体制。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供了一种电网设备检修决策优化方法，其特征在于，包 括如下步骤：
[0008] (1)获取电网设备的当前健康评分Stl，将其与预设的健康评分门槛值Esrt进行比 较，若Stl >Esrt，则不对电网设备进行检修，顺序执行步骤（2);否则跳至步骤（3);
[0009] (2)监测电网设备的健康评分，在电网设备的健康评分改变时，返回步骤（1);
[0010] (3)利用电网设备的当前健康评分Stl，结合电网设备的历史健康评分，得到电网设 备的健康评分变化概率P随健康评分S和时间t变化的函数p(s，t)，其中，p(s，t)表示从 当前时刻起，经过时间t后，电网设备的健康评分从Stl变化为S的概率；
[0011] (4)根据函数p(s，t)，计算经过时间t后，电网设备的健康评分期望值
【权利要求】
1. 一种电网设备检修决策优化方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 获取电网设备的当前健康评分Stl，将其与预设的健康评分门槛值Esrt进行比较，若 % >Esrt，则不对电网设备进行检修，顺序执行步骤（2);否则跳至步骤（3); (2) 监测电网设备的健康评分，在电网设备的健康评分改变时，返回步骤（1); (3) 利用电网设备的当前健康评分Stl，结合电网设备的历史健康评分，得到电网设备的 健康评分变化概率P随健康评分s和时间t变化的函数p(s，t)，其中，p(s，t)表示从当前 时刻起，经过时间t后，电网设备的健康评分从Stl变化为s的概率； (4) 根据函数p(s，t)，计算经过时间t后，电网设备的健康评分期望值
C(t) (5) 以费效比3最优为目标函数，将E(t) <Esrt作为约束条件，构 1 (0 建检修决策优化模型，进而建立求解该优化模型所需的拉格朗日乘数法模型 Ι\?,μ)+μ(Ε(?-Esct) = +/^if[.^ ·p{sj)_I?j;其中，c(t)为 F(i) v o j 成本函数，表示在经过时间t后对电网设备进行检修时，电网设备投入的综合成本，包括运 行成本和检修成本；v(t)为效益函数，表示在经过时间t后对电网设备进行检修时，电网设 备投入的综合成本为电网设备带来的综合效益；L(t，μ)为拉格朗日函数，μ为拉格朗日 因子； (6) 根据拉格朗日乘数法模型计算得到最优检修时间Τ_，并将其输出至检修部门。
2. 如权利要求1所述的电网设备检修决策优化方法，其特征在于，所述步骤（3)中， 通过如下方法得到电网设备的健康评分变化概率P随健康评分s和时间t变化的函数 P(s,t):首先求取健康评分S和时间t取不同值时的健康评分变化概率离散值，其中，健康 η 评分S=S，时间t=T时的健康评分变化概率?= ^，η2为电网设备的历史健康评 分中健康评分为Stl的总记录数，II1为健康评分为Stl的记录在经过时间T后，健康评分变为S的记录数；然后将健康评分s和时间t取不同值时的健康评分变化概率离散值进行拟合， 得到健康评分变化概率P随健康评分s和时间t变化的函数p(s，t)。
3. 如权利要求1或2所述的电网设备检修决策优化方法，其特征在于，成本函数 t C(i)=J"c'/r+，其中，C1为电网设备单位时间的运行成本，C2为经过时间t后的检修 r=0 成本。
4. 如权利要求3所述的电网设备检修决策优化方法，其特征在于，C1 = (ce+ca)Xrp(t),c2 =cP+cm+cv+cb,其中，Ce为电网设备单位时间的空载损耗，Ca为电网设备 单位时间的负载损耗，rp(t)为实时电价，Cp为经过时间t后进行检修的人工成本，Cm为经 过时间t后进行检修的材料成本，Cv为经过时间t后进行检修的机械成本，Cb为经过时间t后进行检修的供电中断成本。
5. 如权利要求1或2所述的电网设备检修决策优化方法，其特征在于，效益函数V(t) =R(t)XH(t)XA(t)，其中，R(t)表示电网设备在经过时间t后的可靠度，H(t)表示电网 设备在经过时间t后的健康状态指数，A(t)表示电网设备在经过时间t后的可用度。
6. 如权利要求5所述的电网设备检修决策优化方法，其特征在于，=e1/;' M和N为模型参数，其中，M= Jtl为电网设备的健康寿命，表示状态评分为100时 的平均寿命；N通过如下两式计算得到：
其中，K为电网设备的历史故障次数；获取K组数据作为统计样本，每组数据记录包含 电网设备从投入运行到发生故障停运的全部状态信息，Ti为第i组样本从投运到故障停运 所经历的时间A为第i组样本按照健康评分记录划分的状态阶段总数，为第i组样本 的第j个状态阶段的实际持续时间，为第i组样本的第j个状态阶段的健康评分。
7. 如权利要求5所述的电网设备检修决策优化方法，其特征在于， η H(?= ^αρχΗρ(?，其中，η为电网设备部件总数，apS电网设备部件ρ的权重系 产1 η 数，其满足Σ%=1，Hp(t)为电网设备部件P在经过时间t后的健康状态指数；Hp(t)= 产1 E(t)XFpXTp,其中，Fp为电网设备部件p的家族性缺陷系数；Tp为电网设备部件p的役龄 系数。
8. 如权利要求5所述的电网设备检修决策优化方法，其特征在于， ,/、τΛ? A(t)=τγ，其中，TuU)为经过时间t后电网设备正常工作的时间， t TD(t)为经过时间t后电网设备不能正常工作的时间；TD(t)= 0 τPMR(t) +τadKt)) ,τpM为故障前进行的预防性检修时间，τ为故障后进行的事后检 修时间。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的电网设备检修决策优化方法，其特征在于，该方法 还包括如下步骤（7):检修部门在经过时间Ttjpt后，对电网设备进行检修。
【文档编号】G06Q50/06GK104318328SQ201410553426
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】李振柱, 林湘宁, 熊卫红, 李正天, 谢志成, 苏舒, 孙近文, 刘溟, 涂长庚, 罗志宏, 郑培文, 朱黎明, 丁苏阳, 李 浩 申请人:华中电网有限公司, 华中科技大学