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考虑时变故障率的架空输电线路最优巡检策略研究

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电力系统保护与控制 2020年第1期48卷 9-17页

作者：胡志鹏李忠魁高峰赵明陈柳宁刘剑武汉大学电气工程学院湖北武汉430072 国网郑州供电公司河南郑州450000

目前输电线路的巡检周期多为固定性周期,不能根据线路的运行状态和环境状况进行及时调整,影响线路的供电可靠性和经济性运行。针对这一问题,给出了一种考虑时变故障率的架空输电线路最优巡检策略。以包括巡检成本、故障电量损失成本和... 详细信息

目前输电线路的巡检周期多为固定性周期,不能根据线路的运行状态和环境状况进行及时调整,影响线路的供电可靠性和经济性运行。针对这一问题,给出了一种考虑时变故障率的架空输电线路最优巡检策略。以包括巡检成本、故障电量损失成本和维持可靠性的成本在内的综合目标效益函数最大作为指标,建立了基于遗传算法的线路巡检策略模型。为了得到更精确的效益函数,建立了非时齐马尔可夫时变停运模型,并结合蒙特卡罗可靠性仿真模型得到了可靠性指标,最后通过遗传算法求解出一个动态、周期可变的输电线路巡检计划。通过中部和东部两个故障率特征不同地区的实例计算,表明算法能根据输电线路的实际故障率大小进行巡检策略制定,并得到一个经济、合理、区域性、分季节性、动态可变的巡检周期计划。这避免了传统巡检过度和巡检不足的问题,能在获得较大经济效益的条件下,保证输电线路以较好的状态运行。

关键词：架空输电线路巡检策略时变故障率遗传算法蒙特卡罗算法

基于时变故障率与服务恢复时间模型的配电系统可靠性评估

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中国电机工程学报 2011年第28期31卷 57-64页

作者：段东立武小悦邓宏钟国防科学技术大学信息系统与管理学院湖南省长沙市410073

为考察运行环境与故障后服务恢复策略对配电系统供电可靠性的影响,依据这2个因素提出配电系统可靠性的评估算法,以更为细致和全面地刻画配电系统的供电水平与运行风险。首先,针对元器件停运概率依其运行工况(外部天气环境、内部老化情... 详细信息

为考察运行环境与故障后服务恢复策略对配电系统供电可靠性的影响,依据这2个因素提出配电系统可靠性的评估算法,以更为细致和全面地刻画配电系统的供电水平与运行风险。首先,针对元器件停运概率依其运行工况(外部天气环境、内部老化情况、定期检修等)变化而时变的特征,建立元件的时变故障率模型;然后,根据负荷点的服务恢复时间依其本身的用电需求等级、恢复过程的次序及相关动作而改变的特征,建立负荷点的服务恢复时间模型;最后,依据上述模型,采用随机稀疏技术模拟配电系统元件的故障过程,并基于服务恢复时间模型和故障遍历算法确立配电系统可靠性评定算法。应用所提出的模型和算法对实际工程系统进行可靠性评估,并与经典的网络等值算法结果对比,算例表明该模型能更好地反映系统的实际运行情况,证实了模型具有较强的理论价值和工程实用性。

关键词：配电系统可靠性评估时变故障率服务恢复稀疏技术

基于设备时变故障率的海上油田电力系统可靠性评估

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电力科学与工程 2022年第1期38卷 31-40页

作者：贾凯任惠郑至斌华北电力大学电力工程系河北保定071003

考虑海上油田电力系统与陆地电力系统的差异性,提出了一种适用于计算海上油田电网的设备时变故障率计算方法。首先基于知识图谱方法,分析了历史故障数据中各电气设备的故障原因和影响因素,并根据分析结果建立了计及设备及部件相互影响... 详细信息

考虑海上油田电力系统与陆地电力系统的差异性,提出了一种适用于计算海上油田电网的设备时变故障率计算方法。首先基于知识图谱方法,分析了历史故障数据中各电气设备的故障原因和影响因素,并根据分析结果建立了计及设备及部件相互影响的电气设备基本失效模型;然后考虑设备组成元件的运行年限、检修策略等影响因素,对基本失效模型进行了修正,提出设备的时变故障率计算方法。以某油田电力系统为算例,计算了各设备的时变故障率等可靠性参数,通过仿真分析得到了系统的可靠性指标。计算结果可为识别海上电力系统的薄弱环节和制定可靠性提升措施提供依据。

关键词：海上油田电力系统时变故障率故障因素可靠性评估

考虑时变故障率的含分布式风电配电系统可靠性评估

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电工技术 2022年第6期 50-52,55页

作者：李芳方李小双周雪松时艳丽程曙光崔文婷云南电网有限责任公司云南昆明650011 天津楚能电力技术有限公司天津300380 天津理工大学天津300384

分布式风电的间歇性和不确定性给配电系统的安全可靠运行带来影响。传统风电系统可靠性分析未考虑风速对风机故障的影响,或仅能提供系统可靠性指标的近似解。通过分析风速对风机故障率变化的作用机理,考虑风机故障率的时变特性,提出基... 详细信息

分布式风电的间歇性和不确定性给配电系统的安全可靠运行带来影响。传统风电系统可靠性分析未考虑风速对风机故障的影响,或仅能提供系统可靠性指标的近似解。通过分析风速对风机故障率变化的作用机理,考虑风机故障率的时变特性,提出基于马尔可夫过程的分布式风电出力可靠性模型。在此基础上,基于通用生成函数方法这一解析方法,定量分析含分布式风电的配电系统可靠性。最后,通过改进IEEE RBTS系统验证了该方法的有效性。

关键词：时变故障率分布式风电可靠性评估马尔可夫过程通用生成函数

计及时变故障率的电网计划检修启发式优化模型研究

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华东电力 2014年第4期42卷 680-686页

作者：吕志盛赵渊万凌云张煦宫林国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

电力设备在运行中受老化、磨损等因素影响,故障率随时间具有增长效应,通常需要采用计划检修削弱或消除上述因素导致的故障率增长。本文采用二重威布尔函数描述元件故障率增长规律,推导了时变故障率下元件的平均无效度公式。通过状态枚... 详细信息

电力设备在运行中受老化、磨损等因素影响,故障率随时间具有增长效应,通常需要采用计划检修削弱或消除上述因素导致的故障率增长。本文采用二重威布尔函数描述元件故障率增长规律,推导了时变故障率下元件的平均无效度公式。通过状态枚举法和基于交流潮流最优削负荷模型对系统故障状态进行选取和最优削负荷计算,建立系统可靠性指标、系统停电成本、计划检修成本、矫正性成本与计划检修率之间的解析表达式,在此基础上推导了系统总成本对元件计划检修率的灵敏度公式,利用该灵敏度公式采用启发式迭代方式对电网各元件计划检修率进行优化。针对RBTS系统,从可靠性和经济性两个方面对优化计划检修方式和传统C级检修方式进行了对比分析,并重点研究了优化计划检修方式下电网各设备计划检修成本的优化调整规律。

关键词：时变故障率计划检修成本灵敏度

计及时变故障率的电网计划检修启发式优化模型研究

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华东电力 2014年第5期42卷 950-956页

作者：吕志盛赵渊万凌云张煦宫林国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆401123 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

电力设备在运行中受老化、磨损等因素影响,故障率随时间呈增长效应,通常需要采用计划检修削弱或消除上述因素导致的故障增长率。采用二重威布尔函数描述元件故障率增长规律,推导了时变故障率下元件的平均无效度公式。通过状态枚举法和... 详细信息

电力设备在运行中受老化、磨损等因素影响,故障率随时间呈增长效应,通常需要采用计划检修削弱或消除上述因素导致的故障增长率。采用二重威布尔函数描述元件故障率增长规律,推导了时变故障率下元件的平均无效度公式。通过状态枚举法和基于交流潮流最优削负荷模型对系统故障状态进行选取和最优削负荷计算,建立系统可靠性指标、系统停电成本、计划检修成本、矫正性成本与计划检修率之间的解析表达式,在此基础上推导出系统总成本对元件计划检修率的灵敏度公式,利用该灵敏度公式采用启发式迭代方式对电网各元件计划检修率进行优化。针对RBTS系统,从可靠性和经济性两个方面对优化计划检修方式和传统C级检修方式进行了对比分析,并重点研究了优化计划检修方式下电网各设备计划检修成本的优化调整规律。

关键词：时变故障率计划检修灵敏度

考虑时变因素的高速公路新能源微网可靠性评估

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华北电力大学学报（自然科学版） 2024年第1期51卷 39-48页

作者：安孟林肖仕武刘博昊华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

在“碳中和”和“碳达峰”背景下,高速公路新能源微网逐渐步入大众视野,对该系统可靠性进行评估是开展其可靠性设计的必要前提,对于保障微网安全稳定运行也具有重要意义。首先,对系统中元件进行可靠性建模,基于热损得到换流器的实时故... 详细信息

在“碳中和”和“碳达峰”背景下,高速公路新能源微网逐渐步入大众视野,对该系统可靠性进行评估是开展其可靠性设计的必要前提,对于保障微网安全稳定运行也具有重要意义。首先,对系统中元件进行可靠性建模,基于热损得到换流器的实时故障率模型从而对分布式电源元件的故障概率进行修正,再对系统引入气象因子来量化气象条件的影响,从而得到整体的时变故障概率;其次,根据系统中可再生能源高分散度的特点采用馈线分区的方法对系统可靠性建模进行简化,也便于进行孤岛划分;然后,在时变故障概率的基础上采用时序蒙特卡洛法构建系统可靠性评估模型,并根据时变负荷用能特性引入负荷削减策略,通过仿真分析得到系统的三种可靠性指标,并为识别高速公路新能源微网的薄弱环节提供依据,从而有效提升运维效率与水平。

关键词：高速公路新能源微网时变故障率时序蒙特卡洛可靠性评估

计及维护操作影响的变压器内部潜伏性故障率预测模型

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电测与仪表 2024年第1期61卷 170-176页

作者：程欣孙悦黄威廖庆龙李轩胡博谢开贵国网山西省电力公司经济技术研究院太原030000 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 国网重庆市电力公司电力科学研究院重庆404100

为了量化维护操作对变压器故障率的实际影响,文中通过深度挖掘短时间尺度下变压器油色谱监测数据,建立了一个基于实时运行工况的变压器内部潜伏性故障率预测模型。对传统马尔科夫故障率模型的建模过程进行了分析,指出该模型中的自变量... 详细信息

为了量化维护操作对变压器故障率的实际影响,文中通过深度挖掘短时间尺度下变压器油色谱监测数据,建立了一个基于实时运行工况的变压器内部潜伏性故障率预测模型。对传统马尔科夫故障率模型的建模过程进行了分析,指出该模型中的自变量状态持续时间无法响应维护操作影响,提出对状态持续时间参数进行修正;具体步骤为利用R型聚类-主成分分析算法提取关键溶解气体种类;通过径向基函数神经网络建立了关键溶解气体含量与修正状态持续时间之间的映射关系;推导变压器内部潜伏性故障率关于修正状态持续时间的解析表达式。结果表明,与马尔科夫故障率模型相比,所建立的模型具备表征维护操作影响与变压器实际故障率的能力。

关键词：油浸式变压器油色谱监测数据内部潜伏性故障时变故障率

考虑架空线时变故障率的电网风险评估方法研究

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考虑架空线时变故障率的电网风险评估方法研究

作者：马光浙江大学

学位级别：硕士

我国电网正在朝着结构交直流混联化、电源低碳化的方向快速发展,系统源、网侧不确定性日益增强,电网的安全可靠运行面临着严峻挑战。在内外部多重不确定性因素的影响下,合理量化系统运行风险,成为指导电网安全运行的重要参考。本研究将... 详细信息

我国电网正在朝着结构交直流混联化、电源低碳化的方向快速发展,系统源、网侧不确定性日益增强,电网的安全可靠运行面临着严峻挑战。在内外部多重不确定性因素的影响下,合理量化系统运行风险,成为指导电网安全运行的重要参考。本研究将从架空线的时变故障率建模入手,利用采集到的设备微气象与运行数据,实时计算设备的故障概率,并应用于电网风险评估的场景抽样环节;在电网风险评估中,将构建大规模风电出力场景波动模型与直流线路多状态的故障模型,并采用改进等分散抽样蒙特卡洛方法抽样系统风险场景集。最后,针对逐个场景进行多维度的风险指标计算,实现电网风险的合理量化。首先,架空线路作为电网的关键组成部分,其故障停运将严重影响电力系统的安全稳定运行,建立全面量化内外部影响因素的架空线时变故障率模型对评估电力系统运行风险起到了至关重要的作用。根据架空线路故障机理,本文提出了多因素驱动的架空线路故障率模型（Multi-Drive-PHM,MDPHM）。该模型以比例风险模型为基础,基准故障概率函数量化导线老化的影响,连接函数量化设备健康状态、负载率和天气状况等线路实时运行状态的影响,各影响因素的选择均需通过其与故障率的相关性假设检验。最后采用Levenberg-Marquardt法进行模型的参数估计。算例分析定量展现了各因素对架空线路故障率的影响,验证模型的有效性。其次,为了量化大规模风电并网下交直流混联系统的运行风险,本文提出了一种基于改进等分散抽样蒙特卡洛法的风险评估方法。首先,基于状态空间法,根据故障后特高压直流（Ultra High Voltage Direct Current,UHVDC）系统被闭锁的脉动桥数目,本文提出了UHVDC的五状态模型;采用风电预测误差概率分布分段离散化方法,构建了风电场出力波动模型;其次,本文给出了等分散抽样法对多状态元件的处理方法,构建了基于改进等分散抽样蒙特卡洛法的风险评估流程;最后,从故障状态、经济损失与结构强度3个方面,评估了系统的运行风险,并引入综合风险指标,构建了较为完善的指标体系。对部分指标采用交流潮流与交流最优潮流的计算方法,也提高了评估结果的准确性。通过对改进IEEE-RTS79算例的计算分析,验证本文所提评估方法的有效性与合理性。最后,在上述理论研究的基础上,根据电网运行人员的实际需求,针对地区电网各执行环节的操作内容,进行了定制化的风险评估与管控技术研究,并开发了地区电网运行全过程安全风险评估与管控系统。本文详细描述了该系统的主要功能逻辑,阐明了地区电网全过程风险评估与管控机制,介绍了相关的软件开发与部署技术。该系统的可视化界面采用饼状图、表格等工具,直观地展示了系统风险分析的结果,实现了与用户的友好交互。目前,该系统已在某地区级电网实现了部署应用,通过对该地区电网运行过程中的检修计划、操作票计划与实时运行状态进行精细化的风险校核,并对高风险场景提供包括负荷转供路径在内的多种调控手段,实现了电网风险调度的闭环,为增强电网安全风险防控的广度与深度提供了有力支撑。

关键词：比例风险模型时变故障率改进等分散抽样蒙特卡洛法风险指标体系风险评估