配電網(wǎng)檢修計(jì)劃優(yōu)化應(yīng)用探究

郭術(shù)明，姜英武

(雙城市農(nóng)電公司，黑龍江 雙城 150100)

配電網(wǎng)檢修計(jì)劃優(yōu)化應(yīng)用探究

郭術(shù)明，姜英武

(雙城市農(nóng)電公司，黑龍江 雙城 150100)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力資源的供應(yīng)已成為人們正常生活和生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件，人們對電力資源的安全性能和穩(wěn)定性能的要求也越來越高，所以，對配電網(wǎng)的檢修工作必不可少。要做好檢修工作，就要不斷優(yōu)化檢修計(jì)劃。通過對配電網(wǎng)檢修優(yōu)化中的時(shí)間優(yōu)化、配電網(wǎng)檢修中的負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑、智能化檢修計(jì)劃的應(yīng)用研究，可以預(yù)見，配電網(wǎng)檢修計(jì)劃的優(yōu)化，可在未來的檢修工作中發(fā)揮積極的作用。

配電網(wǎng)；檢修計(jì)劃；優(yōu)化

Abstract: With the development of social economy, the supply of electric power resources has become the basic condition for people’s normal life and production. The safety performance and stability performance of electric power resources are becoming higher and higher. Therefore, the maintenance of distribution network is essential. Through the research on the optimization of the time in distribution network maintenance, the load transfer path in the distribution network maintenance and intelligent maintenance plan, it is foresable that the optimization of the distribution network maintenance plan can play an positive effect in future maintenance work.

Keywords: Distribution network; Maintenance plan; Optimization

電力企業(yè)是為人們提供安全可靠的電能，在配電系統(tǒng)，由于企業(yè)自身的結(jié)構(gòu)比較薄弱，受設(shè)備分散等問題的困擾，導(dǎo)致配電網(wǎng)在檢修工作中存在很多問題。對配電網(wǎng)檢修計(jì)劃的優(yōu)化能夠有效阻止事故的發(fā)生，減少停電的時(shí)間，以達(dá)到對設(shè)備檢修工作更好的協(xié)調(diào)與控制。配電網(wǎng)檢修計(jì)劃的優(yōu)化要考慮到建筑項(xiàng)目間的關(guān)系、線路潮流越限、檢修部門的人力、物力協(xié)調(diào)配置等。以下從配電網(wǎng)可靠性能和負(fù)荷路徑轉(zhuǎn)移這兩個(gè)方面展開計(jì)劃的優(yōu)化討論。

1 配電網(wǎng)檢修優(yōu)化中的時(shí)間優(yōu)化

配電網(wǎng)的檢修工作可分為多個(gè)階段的決策過程，配電網(wǎng)檢修時(shí)間的優(yōu)化是針對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行可靠性的評估，并以評估的數(shù)據(jù)作為電網(wǎng)脆弱部分檢修工作的基礎(chǔ)。

1.1 配電網(wǎng)的可靠性評估

在傳統(tǒng)的配電網(wǎng)事故檢修工作中，存在著很多安全隱患，比較常見的就是對設(shè)備狀態(tài)的檢修。在電網(wǎng)整體的運(yùn)行過程中，在很大程度上沒有從設(shè)備間關(guān)聯(lián)和電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)這兩個(gè)方面進(jìn)行考慮，導(dǎo)致單個(gè)設(shè)備與整體電網(wǎng)系統(tǒng)之間存在矛盾。主要通過以下三種措施進(jìn)行檢修計(jì)劃應(yīng)用的優(yōu)化。第一，從設(shè)備狀態(tài)檢修入手，通過對設(shè)備的可用性和效率建立檢修模型，并提出設(shè)備狀態(tài)檢修非連續(xù)監(jiān)控，隨著檢測頻率的動態(tài)變化，采用半馬爾可夫決策模型對其進(jìn)行統(tǒng)一優(yōu)化。第二，以整個(gè)電網(wǎng)作為中心進(jìn)行設(shè)備檢修計(jì)劃的優(yōu)化。在整個(gè)電網(wǎng)中，主要有發(fā)輸電聯(lián)合檢修計(jì)劃和電網(wǎng)檢修計(jì)劃這兩方面的研究，將檢修和運(yùn)行充分的結(jié)合在一起，通過綜合發(fā)電檢修和輸電檢修，提出相應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)，對電網(wǎng)機(jī)組設(shè)備起到約束作用。第三，將兩者有機(jī)的結(jié)合在一起。在電網(wǎng)的檢修中，要注重電網(wǎng)故障風(fēng)險(xiǎn)和電網(wǎng)檢修風(fēng)險(xiǎn)間的關(guān)系，將二者有效的結(jié)合在一起。作為輸變電設(shè)備故障評價(jià)的準(zhǔn)則，在這一數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提出新的檢修模型，還可以根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評估機(jī)制優(yōu)化配電網(wǎng)的檢修決策，將不同的檢修方式有機(jī)地融合在一起，起到優(yōu)化檢修計(jì)劃的目的。

1.2 計(jì)算最佳檢修時(shí)間算法的應(yīng)用研究

隨著電力系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的不斷優(yōu)化，對其產(chǎn)生的約束力也越來越大，傳統(tǒng)的檢修計(jì)劃已經(jīng)無法適用于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的安全管理，智能算法的應(yīng)用為最佳檢修時(shí)間的計(jì)算帶來了新的能量。比如，緊急搜索技術(shù)的應(yīng)用能夠通過禁忌表記住局部搜索的最優(yōu)對象，能在下一次的搜索中有效避開已經(jīng)搜索過的對象，并且在局部選擇出最優(yōu)的解決方案，避免在局部搜索領(lǐng)域中存在檢索的不足。但是，這一禁忌技術(shù)也存在著弊端，在應(yīng)用的過程中，對于初始解的依賴程度比較強(qiáng)，初始解的優(yōu)劣程度會直接影響以后的搜索精確程度，使禁忌技術(shù)在全局上的檢索能力不強(qiáng)。而模擬退火算法是由固體冷卻結(jié)晶過程的模擬，將優(yōu)化問題的解、目標(biāo)函數(shù)同固體的狀態(tài)、固體的能量進(jìn)行等價(jià)，在模擬過程中針對固體恒溫下趨于熱平衡的過程，這一算法終止時(shí)就是當(dāng)前檢索過的近似最優(yōu)值。模擬退火這一算法在運(yùn)行的效果上比較理想，所需要的運(yùn)行時(shí)間相對較短，但是，對于全局的搜索能力較差，很容易受到參數(shù)的影響。

基因遺傳學(xué)的遺傳算法善于進(jìn)行大規(guī)模空間的搜索，但是，如果在這一過程中，適應(yīng)度函數(shù)的選擇不夠準(zhǔn)確，很容易導(dǎo)致其在全局的作用不大，反而在局部中的表現(xiàn)最優(yōu)。

在這些配電網(wǎng)檢修計(jì)算法中，各自的優(yōu)缺點(diǎn)是不同的，簡單的遺傳算法可能會在搜索的結(jié)果上存在不足；模擬固體溫度在不斷下降的過程中對種群個(gè)體的評判要求變得更加嚴(yán)格；在模擬退火算法的結(jié)合下進(jìn)行，使其接受劣解的概率逐漸變小，促使遺傳算法朝著有效的方向發(fā)展。

2 配電網(wǎng)檢修中的負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑

在配電網(wǎng)的檢修工作中，除了對檢修時(shí)間進(jìn)行合理的把握之外，還要制定有效的負(fù)荷轉(zhuǎn)移計(jì)劃，通過開展一系列的操作，將影響檢修工作正常進(jìn)行的負(fù)荷有效的轉(zhuǎn)移到其他的饋線供電系統(tǒng)中，從而有效減少停電的負(fù)荷，提供更加安全可靠的供電工作。通過對配電網(wǎng)檢修負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑的優(yōu)化模型和模型的優(yōu)化算法進(jìn)行研究。

2.1 負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑優(yōu)化模型的應(yīng)用

在負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑中的優(yōu)化目標(biāo)就是要盡最大的可能實(shí)現(xiàn)檢修停電負(fù)荷的大量轉(zhuǎn)移，從而降低檢修停電產(chǎn)生的損失，這樣能最大程度的將電能負(fù)荷轉(zhuǎn)移，有效降低檢修、停電等產(chǎn)生的售電及維修工作的損失，盡可能降低因?yàn)檗D(zhuǎn)移負(fù)荷造成的附加費(fèi)用。要做好負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑的優(yōu)化目標(biāo)，就要按照其重要的程度進(jìn)行考慮。以下是按照遞減的方式進(jìn)行的排序：第一，停電負(fù)荷最大轉(zhuǎn)移的目的就是要將停電的負(fù)荷降到最低，只有這樣才能有效降低停電檢修所帶來的損失；第二，盡量減少對開關(guān)的使用頻率，有效降低由于開關(guān)損耗而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失，有效延長開關(guān)的使用壽命；第三，降低由于轉(zhuǎn)移負(fù)荷對電網(wǎng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加費(fèi)用。

在傳統(tǒng)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移模型約束條件下，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束、系統(tǒng)潮流約束和設(shè)備容量約束，在此基礎(chǔ)上要滿足以下幾個(gè)條件：第一，支流電流的約束，通過轉(zhuǎn)移負(fù)荷后各支流中的電流要小于最大允許通過電流的數(shù)值，只有這樣，才能保證負(fù)荷轉(zhuǎn)移的目標(biāo)；第二，節(jié)點(diǎn)電壓約束，轉(zhuǎn)移負(fù)荷以后，轉(zhuǎn)移路徑中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓要控制在允許電壓限度以內(nèi)；第三，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼s束，轉(zhuǎn)移后負(fù)荷后的配電網(wǎng)所具備的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)能始終保持在輻射狀的結(jié)構(gòu)下。

2.2 負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑算法的應(yīng)用研究

在負(fù)荷轉(zhuǎn)移路徑的算法中，如何有效地找到故障轉(zhuǎn)移負(fù)荷的最優(yōu)路徑是一個(gè)大規(guī)模的組合優(yōu)化問題，其中遺傳算法為主要算法，啟發(fā)式搜索作為輔助算法對遺傳算法中的不足之處進(jìn)行有效的彌補(bǔ)。在輻射狀配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，有許多遺傳算法無法計(jì)算，增加了系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間和難度，基于待恢復(fù)樹切割的啟發(fā)搜索法是一種比較新穎的計(jì)算方法，強(qiáng)勢的引入了待恢復(fù)樹的概念，在很大程度上降低了計(jì)算的總量和難度。

3 智能化檢修計(jì)劃的應(yīng)用研究

在目前的檢修計(jì)劃中，其編程過程在很大程度上依賴于工作人員的經(jīng)驗(yàn)和簡單的計(jì)算方法，巨大、復(fù)雜的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和信息通過如此簡單的計(jì)算得出結(jié)論，出現(xiàn)誤差和存在問題的可能性會大大提高，而智能化、科學(xué)化的檢修技術(shù)則是未來研究的重點(diǎn)。在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上建立檢修單位、變電站、設(shè)備類型等信息知識庫。能根據(jù)設(shè)備間的關(guān)鍵抽象表達(dá)形成圖像，在圖像的基礎(chǔ)上做出更加合理的檢修計(jì)劃和分析?？梢暬夹g(shù)也是一種智能技術(shù)，能夠繪制出全網(wǎng)的拓?fù)淠Ｐ?，對設(shè)備的檢修狀態(tài)和內(nèi)容都能夠進(jìn)行動態(tài)標(biāo)識，所以，智能化檢修計(jì)劃的應(yīng)用能夠?yàn)闄z修工作帶來極大的便利。

4 結(jié)語

本論文對配電網(wǎng)檢修計(jì)劃的優(yōu)化應(yīng)用展開了相關(guān)討論，其中對負(fù)荷轉(zhuǎn)移、電網(wǎng)的可靠性這兩方面進(jìn)行了著重強(qiáng)調(diào)，智能化檢修技術(shù)應(yīng)用在未來的發(fā)展中也相當(dāng)重要，只有這樣，才能促進(jìn)配電網(wǎng)檢修計(jì)劃的優(yōu)化更加科學(xué)合理。

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Researchonoptimizedapplicationofpowerdistributionnetworkmaintenanceplan

GUO Shu-ming, JIANG Ying-wu

(Shuangcheng Agricultural Power Company, Shuangcheng 150100, China)

TM715

B

1674-8646(2017)17-0052-02

2017-06-15