基于設備狀態(tài)的變電站運行風(fēng)評方法研究論文
在學(xué)習、工作中，大家都跟論文打過(guò)交道吧，論文一般由題名、作者、摘要、關(guān)鍵詞、正文、參考文獻和附錄等部分組成。一篇什么樣的論文才能稱(chēng)為優(yōu)秀論文呢？下面是小編為大家收集的基于設備狀態(tài)的變電站運行風(fēng)評方法研究論文，希望能夠幫助到大家。
摘要：
電能是重要二次能源，電能的使用與人們的生活息息相關(guān)。隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，電能耗量迅猛增加，電網(wǎng)公司對特高壓工程與新興能源大力投入，使電力網(wǎng)絡(luò )更加復雜。電力系統經(jīng)濟運行依靠可靠供電能力，電力系統高效節能安全穩定運行對國家穩定奠定基礎。變電站是連接電力傳輸的重要環(huán)節，變電站供電安全由配電設備穩定性決定。積極開(kāi)展運行風(fēng)評對掌握設備健康狀況具有重要應用價(jià)值。目前已有多種電力系統可靠性分析方法，為推動(dòng)電力系統可靠性研究起到重要作用。通過(guò)分析變電站主要設備典型參數等，提出變電站運行風(fēng)險相關(guān)因素。風(fēng)評算法建立于設備狀態(tài)監測量基礎上，基于實(shí)測數據估算設備故障率，量化運行風(fēng)險性指標。
關(guān)鍵詞：
變電站；運行狀態(tài)監測；風(fēng)險評估；
引言：
電氣設備由于工作狀況特殊性，結構由多種絕緣材料構成，導致設備運行中受到外界理化因素作用，引起設備發(fā)生絕緣擊穿故障造成大面積停電。有關(guān)單位對歷年發(fā)生變壓器故障停運原因分析，表明由于匝間絕緣引起故障在變壓器故障停運原因中占43%,套管絕緣性能下降引起故障占比15%,設備非絕緣故障引起停運占比不足20%,統計表明對電氣設備絕緣性能健康狀態(tài)監測，及時(shí)對發(fā)生絕緣裂化設備部件維修可以保障電器設備安全運行。對電氣設備狀態(tài)評價(jià)是保障設備安全的有效手段，按照相關(guān)及時(shí)要求評價(jià)設備運行狀況，IEC等組織機構制定系列設備標準，國家電網(wǎng)公司制定《輸變電設備狀態(tài)匯編》，對大量電氣設備運行數據缺乏準確指標權重劃分標準，導致對電氣設備健康狀況評價(jià)工作難以開(kāi)展。根據已有標準利用相關(guān)技術(shù)對采集數據統計，便于制定相應的日常維修策略。
1、設備狀態(tài)評價(jià)相關(guān)研究
隨著(zhù)國內工業(yè)生產(chǎn)制造速度加快，國民經(jīng)濟迅速發(fā)展，人們對電力需求急劇增長(cháng)。配電網(wǎng)是對用戶(hù)供電的重要最終端口，快速評估配電系統可靠性是當前配電系統建設的重點(diǎn)。日常運行中，系統故障可在切除運行設備后恢復用戶(hù)供電，以減少停電造成的社會(huì )影響是電力經(jīng)營(yíng)者必須考慮的主要問(wèn)題。配電網(wǎng)是重要的基礎設施，配電網(wǎng)運行狀態(tài)與電力公司利益相關(guān)。
目前配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)為電網(wǎng)薄弱環(huán)節，國家電網(wǎng)公司提出一流電網(wǎng)建設，對配電相關(guān)性能指標提出更高標準要求。電力設備是電網(wǎng)的基礎，發(fā)生磨損老化導致性能下降造成設備故障[1].配電網(wǎng)相關(guān)設備種類(lèi)雜，我國配電網(wǎng)結構薄弱，合理的配電網(wǎng)檢修計劃進(jìn)行風(fēng)險預防非常必要。設備運行造成老化，為保障配電設備良好運行，需要對運行的配電設備進(jìn)行故障風(fēng)評，配電設備運行故障風(fēng)評中，基于在線(xiàn)狀態(tài)監測檢修工作是重要內容。電力設備故障系統通過(guò)相關(guān)設備運行狀況監測，可以在設備運行中及時(shí)發(fā)現相關(guān)故障征兆，對潛在故障定位。
電力設備故障診斷方式定位于設備個(gè)體狀態(tài)，狀態(tài)監測信息可針對性避免定期檢修不足，減少日常巡檢維護成本。完整的設備狀態(tài)檢測包括對設備故障診斷，制訂針對性的設備檢修計劃。中國電網(wǎng)公司開(kāi)展狀態(tài)檢修培訓工作，增加電力設備在線(xiàn)監測技術(shù)研究經(jīng)費，隨著(zhù)智能電站投運，對設備智能化水平提出新的要求。隨著(zhù)對監測技術(shù)的研究，目前我國配電網(wǎng)檢修制度經(jīng)歷事后檢修、定期維修等階段。事后檢修在設備發(fā)生故障后進(jìn)行檢修，設備故障時(shí)降低電網(wǎng)供電穩定性造成經(jīng)濟損失，不適應目前電網(wǎng)快速發(fā)展。
定期檢修方式通過(guò)豐富相關(guān)經(jīng)驗，總結設備運行規律，在設備故障前進(jìn)行預判檢修[2].可以避免設備故障造成損失，但檢修方式忽略個(gè)體設備性能變化，可能遇到檢修不足導致資源浪費。設備在線(xiàn)檢修技術(shù)通過(guò)相關(guān)評估方法開(kāi)展設備健康狀態(tài)評估，延伸考慮設備成本與力量可靠性等因素對設備運行風(fēng)險評估是配電設備運行管理發(fā)展方向�，F有方法只能描述變電站主接線(xiàn)可靠性特點(diǎn)，通常采用歷史統計數據評估分析，歷史統計數據受到統計時(shí)段環(huán)境影響，無(wú)法體現設備當前可靠性水平。本文結合設備實(shí)時(shí)狀態(tài)檢測數據，建立設備狀態(tài)監測量與故障率函數關(guān)系，基于風(fēng)險可加性理論，研究變電站運行風(fēng)評方法，對提高配電網(wǎng)效率具有重要作用。
2、配電設備在線(xiàn)監測技術(shù)的發(fā)展
配電設備狀態(tài)檢測重要的基礎工作是狀態(tài)評價(jià)，通過(guò)運行巡視、帶電檢測的信息進(jìn)行數據綜合統計，評估電氣設備健康值，通過(guò)電氣設備運行情況對其進(jìn)行劃分，確定是否需要檢修，設備的狀態(tài)評價(jià)是開(kāi)展狀態(tài)檢修工作的核心。設備狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，在線(xiàn)檢測數據改變，應每年進(jìn)行全面狀態(tài)評價(jià)，作為制定檢修計劃的參考依據。設備狀態(tài)評價(jià)方法包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )法、灰色聚類(lèi)法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò )法等。
目前配電網(wǎng)電力設備狀態(tài)評價(jià)具有很大缺點(diǎn)，如綜合性不強等，對配電設備評價(jià)是對配電設備狀態(tài)檢修模式發(fā)展方向。電網(wǎng)可靠性可通過(guò)客觀(guān)配電網(wǎng)設備狀態(tài)評價(jià)做出正確評估。目前對配電網(wǎng)狀態(tài)評價(jià)具有多種方法，主流方法是基于電網(wǎng)狀態(tài)評估風(fēng)險管理體系，由于多年前英國大部分配電網(wǎng)設備老化，EA公司通過(guò)與國家電力科學(xué)院研究機構合作，對英國國家可靠中心收集相關(guān)數據分析，顏值先進(jìn)的電網(wǎng)電力設備風(fēng)評系統。我國供電企業(yè)引進(jìn)方法進(jìn)行符合國情的優(yōu)化，但目前存在兼容性較差等缺點(diǎn)。電力設備借助在線(xiàn)監測技術(shù)可準確講設備運行數據上傳，保障電網(wǎng)安全可靠運行。有關(guān)部門(mén)對在線(xiàn)監測設備性能指標提出較高的要求，隨著(zhù)傳感器技術(shù)的發(fā)展，電氣設備在線(xiàn)監測成套設備功能日益完善。
狀態(tài)監測是電氣設備正常運行自動(dòng)記錄設備運行參數，對自身健康狀態(tài)評價(jià)。智能變電站將站內電氣設備運行參數反饋至遠端監控中心，對上傳結果分析評價(jià)[3].智能變電站中重要核心技術(shù)是在線(xiàn)狀態(tài)監測技術(shù)。智能化設備無(wú)法實(shí)現通過(guò)運行信息對健康狀況的評價(jià)，電網(wǎng)公司加快技術(shù)標準制定，電氣設備狀態(tài)信息上傳無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)建設需要考慮傳感器電源供應問(wèn)題，科研院所對無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深入研究，ZigBee技術(shù)具有網(wǎng)絡(luò )容量大等優(yōu)點(diǎn)發(fā)展迅速，方便提供設備廠(chǎng)家研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。
3、變電站整站狀態(tài)評價(jià)
經(jīng)設備使用檢驗結果表明，設備使用中發(fā)生故障次數與使用時(shí)間有宏觀(guān)規律，設備出現故障次數與壽命存在差異，整體發(fā)展規律相同。設備故障率與使用壽命關(guān)系取芯是兩邊高中間低，稱(chēng)為設備故障發(fā)生的浴盆曲線(xiàn)。設備故障率隨著(zhù)時(shí)間變化分為三個(gè)階段。變電站設備性能大多情況連續變化，通過(guò)分析主設備典型參數，可確定主設備健康狀態(tài)。
選取常變電站主設備對其做狀態(tài)參量分析，選取可獲取的狀態(tài)量為狀態(tài)評價(jià)所需狀態(tài)參量。GIS指六氟化硫封閉式組合電器，由電流互感器、接地開(kāi)關(guān)等組成。造成GIS非計劃停運部件主要有斷路器、絕緣結構、避雷器等。變壓器通常由主體部分與附件部分組成，按冷卻方式分為干式變壓器、油浸變壓器。
4、基于設備狀態(tài)的變電站運行風(fēng)評方法
風(fēng)險分析中失效概率評估通過(guò)大量失效案例數據統計分析進(jìn)行，風(fēng)評是對失效模式進(jìn)行研究做出后果分析，對設備可能發(fā)生失效模式要詳細分析設備損失，可能引發(fā)后果，傳統對某失效帶來(lái)風(fēng)險定義為失效概率與失效后果乘積，RiskS=∑Cs×Fs,F為失效概率；C為失效后果，S為失效模式。
電力系統充裕度研究包括系統狀態(tài)分析，系統狀態(tài)分析對選定系統進(jìn)行潮流計算，違背運行約束采取校正措施調整系統運行狀態(tài)，校正措施包括變壓器抽頭調整，校正后系統不能處于安全狀態(tài)，采取負荷削減校正措施。供電通道改變是為負荷供電線(xiàn)路運行狀態(tài)發(fā)生改變，某故障引起系統過(guò)負荷，要實(shí)施恰當校正措施保證系統正常運行。傳統校正措施為調整發(fā)電機出力，本文負荷削減模型為線(xiàn)性規劃模型，將負荷轉供作為校正措施。負荷轉供是改變LP的參數B.
可借助混合整數線(xiàn)性規劃模型處理離散變量的問(wèn)題，將離散變量作為連續變量處理。通用處理離散變量模型為minz=∑j∈Pcjyj+∑j∈Qdjzj,約束條件為∑j∈Pcjyj+∑j∈Qdjzj+si=bii∈M={1,?,m}.Si≥0i∈M,wj=（0,1）j∈Q={1…q},0≤yj≤hjj∈P={1,…，p},yi離散變量等于0,wj=yyj/hj值為0,wij∈Q為離散變量，si為松弛變量。利用模型處理離散變量，求解混合整數線(xiàn)性規劃模型，如果wj值為0則結束，如wj不為0則值為0的wj正確求解。對不為0的wj計算對應值，△j（1）為wj=1對應值，可由僅考慮連續變量時(shí)線(xiàn)性規劃結果求得。當△j（0）<△j（1），取wj=0,求解此時(shí)線(xiàn)性規劃，如無(wú)解，令△j（1）=min{△j（1）},求解線(xiàn)性規劃問(wèn)題，如無(wú)解重復步驟指導有線(xiàn)性規劃問(wèn)題有解。
5、結語(yǔ)
精準有效的設備檢修策略是電氣設備穩定運行的基礎，是提供電力系統安全穩定性的保證，現代電網(wǎng)向智能化發(fā)展，各影響因素擾動(dòng)各設備原件有效運行，對電網(wǎng)設備安全生產(chǎn)帶來(lái)新的挑戰。傳統故障事故檢修策略不再適用，狀態(tài)檢修策略成為提升電網(wǎng)設備優(yōu)化管理的重要手段。針對傳統采用歷史平均數據無(wú)法反映運行風(fēng)險問(wèn)題，提出基于狀態(tài)監測變電站運行風(fēng)評方法，基于實(shí)測數據估算設備故障率，減少故障預想集中系統狀態(tài)數，負荷轉供在最優(yōu)負荷削減模型中應用，不同離散變量取值代表不同的轉供方法，通過(guò)計算結果選擇最優(yōu)運行轉供方案。
參考文獻
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[3]楊思進(jìn).變電站自動(dòng)化設備狀態(tài)區間模糊評估模型與方法[D].湖南大學(xué)，2019.
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