考虑区域设备全寿命周期费用-效能比的配网检修计划优化方法与流程

本发明涉及电网检修的技术领域，尤其涉及一种考虑区域设备全寿命周期费用-效能比的配网检修计划优化方法。

背景技术

随着我国电网规模不断扩大，电网结构日益复杂，电力设备数量逐年增加。配电网作为网架结构和电网资产的重要的组成部分，配网设备安全、可靠运行对电网正常运行起着至关重要的作用。配网检修计划安排的合理与否不仅影响到配网安全运行，还直接影响到供电企业和用户的利益。

技术实现要素：

为了克服上述的配网检修计划安排的合理与否不仅影响到配网安全运行，还直接影响到供电企业和用户的利益的问题。本发明提出一种考虑区域设备全寿命周期费用-效能比的配网检修计划优化方法，本发明采用的技术方案是：

一种考虑区域设备全寿命周期费用-效能比的配网检修计划优化方法，包括以下步骤：

s1.输入设备原始数据，提供评估信息；

s2.对第i套设备进行风险辨识和风险评估，i的初始值为1，若需要检修，则进行步骤s3；

s3.给出第i套设备的初步检修方案；

s4.计算出前i套设备的费用-效能比v(all),若费用-效能比v(all)满足要求则令i＝i+1，然后执行步骤s2，否则修改第i套设备的初步检修方案回到步骤s3；

s5.当已考虑所有设备后，结束。

优选的，所述的步骤s2如下：

s201.风险辨识，采集设备运行数据与设备基础数据进行整理分析得到设备的状态信息与设备的故障概率；运行数据包括在线监测数据，基础数据包括出厂检验数据、安装调试数据、家族缺陷市局、运行环境数据、历史检修数据；

s202.风险评估，根据电网运行方式、用户用电情况、弃风弃水情况分析故障后果，进行量化分析评估风险损失；

s203.风险控制，根据风险评估的结果选择控制措施，确定是否需要进行检修。

优选的，所述的设备全寿命周期费用包括初次投入费用、运行维护费用、停电损失费用与报废回收费用。

优选的，所述的步骤s4的设备的费用-效能比v(all)具体计算包括如下步骤：

s401.计算运行维护费用:lo＝mttf·lo_ave，lo_ave表示同类别的配电设备在单位时间内的平均运行维护费用，可根据历史数据分析获得；

s402.计算停电损失费用:lf＝lequ+lgrid

其中lequ为设备资产损失：

式中，k为设备故障后需重置的部件集合，mk为部件k的成本；lrep停电后设备检修所需人工、机械、材料等费用总和。

lgrid为电网损失：

式中，kp为单位电价，n为停电区域用户的集合，t0为设备的寿命，pn(t)为用户n的负荷预测曲线；ks为分布式电源平均上网电价，m为停电区域用户的集合，pm(t)为电源m的出力预测曲线；

s403.计算设备全寿命周期停电损失费用的风险损失量:

配网设备的可靠性是指在特定的环境下设备维持可靠运行，不发生故障的概率。若设备从投运到首次故障的时间为设备的无故障工作的时间，表示为t，则某一段时间内设备的可靠度可表示为r(t)；

s404.由于设备初次投入费用li及报废回收费用lr与检修计划编制没有关联，本文研究过程中将固定设备的上述费用视为定常数。

s405.计算配网设备全寿命周期费用:lcc＝li+lo+lf'+lr

s406.计算设备全寿命周期所创造的效能:

式中，n表示配网设备编号，p(t)、q(t)全分别为t时刻该设备的有功功率、无功功率；k1、k2为该设备对应的有功功率及无功功率的效能系数。

s407.对于区域配电网，网内n套设备全寿命周期费用-效能比:

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提出了基于费用-效能比最低的配网检修计划模型，通过对模型求解，筛选出需要检修的设备，并获得最佳检修方案，确定检修方式、检修时间等信息。

附图说明

图1是本发明基于费用-效能比最低的检修计划编制流程图；

图2是本发明配网设备风险评估流程图；

图3是本发明设备全寿命周期费用构成图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1，如图1至3所示，本发明提供一种考虑区域设备全寿命周期费用-效能比的配网检修计划优化方法，包括以下步骤：

s1.输入设备原始数据，提供评估信息；

s2.对第i套设备进行风险辨识和风险评估，i的初始值为1，若需要检修，则进行步骤s3；

s3.给出第i套设备的初步检修方案；

s4.计算出前i套设备的费用-效能比v(all),若费用-效能比v(all)满足要求则令i＝i+1，然后执行步骤s2，否则修改第i套设备的初步检修方案回到步骤s3；

s5.当已考虑所有设备后，结束。

作为进一步优选实施方案，在上述的考虑区域设备全寿命周期费用-效能比的配网检修计划优化方法中，如图2所示，所述的步骤s2如下：

s201.风险辨识，采集设备运行数据与设备基础数据进行整理分析得到设备的状态信息与设备的故障概率；运行数据包括在线监测数据，基础数据包括出厂检验数据、安装调试数据、家族缺陷市局、运行环境数据、历史检修数据；

s202.风险评估，根据电网运行方式、用户用电情况、弃风弃水情况分析故障后果，进行量化分析评估风险损失；

s203.风险控制，根据风险评估的结果选择控制措施，确定是否需要进行检修。

优选的，如图3所示，所述的设备全寿命周期费用包括初次投入费用、运行维护费用、停电损失费用与报废回收费用。

作为进一步优选实施方案，在上述的考虑区域设备全寿命周期费用-效能比的配网检修计划优化方法中，所述的步骤s4的设备的费用-效能比v(all)具体计算包括如下步骤：

s401.计算运行维护费用:lo＝mttf·lo_ave，lo_ave表示同类别的配电设备在单位时间内的平均运行维护费用，可根据历史数据分析获得；

s402.计算停电损失费用:lf＝lequ+lgrid

其中lequ为设备资产损失：

式中，k为设备故障后需重置的部件集合，mk为部件k的成本；lrep停电后设备检修所需人工、机械、材料等费用总和。

其中lgrid为电网损失：

式中，kp为单位电价，n为停电区域用户的集合，t0为设备的寿命，pn(t)为用户n的负荷预测曲线；ks为分布式电源平均上网电价，m为停电区域用户的集合，pm(t)为电源m的出力预测曲线；

s403.计算设备全寿命周期停电损失费用的风险损失量:

配网设备的可靠性是指在特定的环境下设备维持可靠运行，不发生故障的概率。若设备从投运到首次故障的时间为设备的无故障工作的时间，表示为t，则某一段时间内设备的可靠度可表示为r(t)；

s404.由于设备初次投入费用li及报废回收费用lr与检修计划编制没有关联，

本文研究过程中将固定设备的上述费用视为定常数。

s405.计算配网设备全寿命周期费用:lcc＝li+lo+lf'+lr

s406.计算设备全寿命周期所创造的效能:

式中，n表示配网设备编号，p(t)、q(t)全分别为t时刻该设备的有功功率、无功功率；k1、k2为该设备对应的有功功率及无功功率的效能系数。

s407.对于区域配电网，网内n套设备全寿命周期费用-效能比:

实施例2，本实施例基于一种考虑区域设备全寿命周期费用-效能比的配网检修计划优化方法，通过php语言编程，完成了基于设备全寿命周期效能最大化的配网检修决策辅助服务系统的开发，并应用于windowsxp/2000/2003客户端，导出文件格式为microsoftexcel。

本系统采用windowsserver2003作为操作系统，选用oracle作为数据库管理系统，选用php作为编程语言。

基于设备全寿命周期效能最大化的配网检修决策辅助服务系统可检修计划编制人员所提供设备信息、在线监视数据、风险评估结果及检修决策建议。其功能包括以下几个部分：

1)电网设备数据导入；

2)设备在线监视信息查询；

3)选择优化目标和设置优化参数；

4)输入网络拓扑，设置约束条件和电网潮流校验方式；

5)基于风险管理理论对设备逐一进行风险评估，分析设备检修的必要性；

6)采用改进粒子群算法对检修计划进行优化，并显示每次迭代的最优方案费用-效能比值；

7)检修计划优化结果查看、导出。

基于设备全寿命周期效能最大化的配网检修决策辅助服务系统开发采用b/s架构(browser/server，浏览器/服务器模式)，通过http传输协议来进行数据交互，检修编制人员可登陆安装在工作区域的工作站浏览使用。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。