一种基于检修风险收益的输变电设备检修优先级排序方法技术

本发明专利技术提供一种基于检修风险收益的输变电设备检修优先级排序方法，包括以下步骤：输变电设备信息采集，收集并分析设备风险源辨识环节与设备风险评估环节所需要设备的环境、系统和设备信息；输变电设备风险源辨识，利用信息采集环节采集的信息，对设备面临的不确定因素和安全隐患进行辨识和分类量化，建立设备停运模型；设备故障后果严重度评估，根据设备停运情况及各运行设备的故障概率对电网进行拓扑分析、潮流计算，并模拟电网运行场景，评估设备故障后电网的综合后果严重度；基于检修风险收益的设备检修排序以解决在检修资源有限情况下设备检修优先级的排序问题，为检修工作的安排提供理论和技术支持。本发明专利技术属于输变电设备检修领域。

A maintenance priority ranking method for power transmission and transformation equipment based on risk benefit

The present invention provides a sort of maintenance risk return inspection priority method based on power transmission equipment, power transmission equipment, which comprises the following steps: information collection, collection and analysis of equipment risk identification risk assessment process and equipment needed to link equipment environment, system and equipment information transmission equipment; identification of risk sources, the use of information acquisition. The acquisition of information the identification and classification of uncertain factors and safety equipment face, establish equipment outage model; equipment failure severity assessment, according to the calculation of failure probability of equipment outage situation and the operation of the equipment, the power grid topology analysis, and Simulation of power grid operation scene, comprehensive assessment of the consequences of equipment fault severity after power grid based on the equipment maintenance; maintenance risk return sort in order to solve the problems in Maintenance Resources Limited The scheduling problem of equipment maintenance priority is given to provide theoretical and technical support for the maintenance work arrangement. The invention belongs to the field of power transmission equipment maintenance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于输变电设备检修领域，具体涉及了一种输变电设备检修优先级排序方法。
技术介绍
作为典型的资产密集型企业，电力企业每年在输变电设备的运检、维修中支出了大笔费用。相比于盲目性的定期计划检修，状态检修能根据电力设备自身的状态以及电网的运行状态做出检修判断，更为经济高效。随着智能电网建设的不断深入，电力电子技术、通信技术、网络技术、大数据技术与电力系统的结合更为紧密，各项精确的状态监测技术、先进的故障预测与诊断技术、完善的状态评估导则等状态检修相关技术不断发展进步，为状态检修体系的完善提供了更广阔的空间。目前风险检修多是以检修过程中的风险约束及不同设备检修方式的效益区别为考量实现设备的优化检修，一般不考虑需检修设备的选取问题。传统的设备风险检修决策往往以设备故障概率或者风险指标的大小作为待检修设备集合的选取方式，虽然简单实用，但是实际上有些设备由于受自身材料老化限制或者天气环境影响，即使进行检修也无法大幅降低设备的失效概率和设备风险。因此采用上述方法并不能选择出真正需要检修、能实现检修效果最大化的设备。而且目前设备风险评估的指标过于单一，没有考虑设备故障后果间的耦合关系，一定程度上影响了待检修设备选取的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种基于检修风险收益的输变电设备检修优先级排序方法，以解决在检修资源有限情况下设备检修优先级的排序问题，进而为检修工作的安排提供理论和技术支持。为解决上述问题，提供一种基于检修风险收益的输变电设备检修优先级排序方法，包括以下步骤：步骤1.输变电设备信息采集收集并分析设备风险源辨识环节与设备风险评估环节所需要设备的环境、系统和设备信息。步骤2.输变电设备风险源辨识利用信息采集环节采集的信息，对设备面临的不确定因素和安全隐患进行辨识和分类量化，建立设备停运模型，具体如下：2-1.建立适用于风险评估的设备故障概率模型建立能够响应老化失效状况、设备自身健康状态以及天气、环境状况影响的输变电设备故障概率模型，模型表达式为：p＝(β/η)(Teq/η)β-1gexp(γ1Z1+γ2Z2+γ3)式中，η为比例参数；Teq为设备等效运行时间，按设备运行温度将运行时间划分成n个小区间ti，每个小区间内温度θHi恒定，累加后获得；Z1为设备健康状态类别；Z2为天气环境分级，采用三态模型模拟，正常天气环境(Z2＝1)、恶劣天气环境(Z2＝2)、灾变天气环境(Z2＝3)；β、γ1、γ2、γ3为通过历史样本进行极大似然估计拟合获得的参数。2-2.根据设备类型确定故障概率模型中的参数η，Z1，Teq；2-3.根据同类型设备历史运行数据进行极大似然拟合获得故障概率模型参数β、γ1、γ2、γ3；2-4.根据检修前后设备运行条件分析检修前后设备故障概率；步骤3.设备故障后果严重度评估根据设备停运情况及各运行设备的故障概率对电网进行拓扑分析、潮流计算，并采用蒙特卡罗仿真等方法模拟电网运行场景，评估设备故障后电网的综合后果严重度。从影响层级划分，设备故障后果严重度分为：设备损失严重度、人身环境损失严重度、系统损失严重度、社会损失严重度四个层级。具体如下：3-1.通过蒙特卡罗仿真等状态选取方法建立不同电网运行场景3-2.设备损失严重度分析设备损失严重度为设备故障后维修所需要的人力、物力维修费用或换新费用LM；3-3.人身环境损失严重度分析人身环境损失为设备故障造成的人身伤亡以及环境污染治理费用LP；3-4.系统损失严重度分析根据电网运行风险评估方法，结合电力事故和风险相关规定，将系统损失严重度LG分解为以下5项，需进行分别分析：1)减供负荷型系统损失严重度LG1，根据应用场景，按减供负荷总量的大小或减供负荷量占负荷总量的比例来衡量。2)重载或过载型系统损失严重度LG2，包括了设备和输电断面的重载和过载，通过实际负载值与额定值的比例来划分严重度等级。3)电压偏移型系统损失严重度LG3，包括低电压严重度以及过电压严重度两种。4)电网解列型系统损失严重度LG4，电网中部分关键设备的故障停运有可能会造成系统局部解列，根据电网拓扑判断是否存在解列以及解列后局部电网的电压等级来确定严重度等级。5)厂站或重要用户全停型系统损失严重度LG5，电网运行中存在一些关键厂站和重要用户，有可能因设备故障造成某些厂站和重要用户全停，引发较大的电网事故。对于厂站全停型系统损失严重度按厂站电压等级确定严重度等级，对于重要用户全停型系统损失严重度按重要用户等级确定风险等级，重要用户等级由地方人民政府根据相关管理方法确定。由于系统损失严重度指标无法用确切数值量化，因此本方法将系统损失严重度分为一级、二级、三级和无后果损失共四级，其中一级为最严重级，具体后果严重度定级方案如表1所示：表1后果严重度定级方案注：取系统中存在的最高严重度等级作为系统严重度等级，若均不属于一、二、三级严重度则系统损失严重度为无损失级。3-5.社会损失严重度分析社会损失严重度由两部分组成，一部分为负荷减供导致的GDP损失，另一部分为断电、减供、电网事故导致的声誉损失，经济型社会损失严重度函数表达式为：LS1＝Pgdp×LG1式中，Pgdp为综合产电比；声誉型社会损失严重度与系统损失严重度等级及民众关注度有关，其中民众关注度分为一般、关注和十分关注三类。当系统所处地区正在举行诸如G20、世博会等大型会议、活动或者赛事时，民众关注度应上升为十分关注等级；而当系统所处地区处于人烟稀少的非发达地区时，民众关注度应下降为一般等级；其他情况下民众的关注度为关注。3-6.综合设备故障后果严重度分析根据严重度指标的表征方式，将众指标分为后果严重度经济指标和后果严重度非经济指标两类，指标间的关系及分类如图1所示；后果严重度经济指标C1由设备损失严重度LM、人身环境损失LP和经济型社会损失严重度LS1构成，其表达式为：C1＝LM+LP+LS1后果严重度非经济指标C2考虑系统损失严重度定级和声望型社会损失严重度两方面因素，按图2所示的非经济指标后果严重度等级矩阵确定，其中0级为无损失级；后果严重度指标C为：C＝C1+k(C2)式中，k为经济性折算函数，由运检人员根据实际应用情况选取，函数k决定了在分析设备故障后果严重度时运检人员对经济型指标与非经济型指标的差异化关注程度。3-7.归一化设备故障后果严重度分析当采用状态选取方法获得N个电网运行场景中的综合设备故障后果严重度C后，将其归一化得最终的后果严重度指标C#：C#=ΣNC/N]]>步骤4.基于检修风险收益的设备检修排序选择检修风险收益，即检修后设备风险的降低量作为设备检修优先级排序的决策量：R＝ΔRISK＝p0C0-p′C′式中，为检修后设备风险的降低量，p0、p’、C0、C’为检修前后设备的故障概率和归一化后果严重度指标C#，以决策量R为决策量指标将设备进行排序，结合检修的资源约束，获得在指定状态下最需要进行维修的设备集合。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1)从输变电设备故障概率以及故障后果入手，将设备检修优先级的决策量落实到设备检修风险收益上，客观有效；2)故障概率模型能综合响应老化失效、健康状态和天气环境变化对设备故障可能性的影响，全面考虑了影响设备故障概率的相关风险因素；3)采用蒙特本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于检修风险收益的输变电设备检修优先级排序方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.输变电设备信息采集，收集并分析设备风险源辨识环节与设备风险评估环节所需要设备的环境、系统和设备信息；步骤2.输变电设备风险源辨识，利用信息采集环节采集的信息，对设备面临的不确定因素和安全隐患进行辨识和分类量化，建立设备停运模型；步骤3.设备故障后果严重度评估，根据设备停运情况及各运行设备的故障概率对电网进行拓扑分析、潮流计算，并模拟电网运行场景，评估设备故障后电网的综合后果严重度。步骤4.基于检修风险收益的设备检修排序，选择检修风险收益，即检修后设备风险的降低量作为设备检修优先级排序的决策量：R＝ΔRISK＝p0C0‑p′C′式中，为检修后设备风险的降低量，p0、p’、C0、C’为检修前后设备的故障概率和归一化后果严重度指标C#，以决策量R为决策量指标将设备进行排序，结合检修的资源约束，获得在指定状态下最需要进行维修的设备集合。

【技术特征摘要】
1.一种基于检修风险收益的输变电设备检修优先级排序方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.输变电设备信息采集，收集并分析设备风险源辨识环节与设备风险评估环节所需要设备的环境、系统和设备信息；步骤2.输变电设备风险源辨识，利用信息采集环节采集的信息，对设备面临的不确定因素和安全隐患进行辨识和分类量化，建立设备停运模型；步骤3.设备故障后果严重度评估，根据设备停运情况及各运行设备的故障概率对电网进行拓扑分析、潮流计算，并模拟电网运行场景，评估设备故障后电网的综合后果严重度。步骤4.基于检修风险收益的设备检修排序，选择检修风险收益，即检修后设备风险的降低量作为设备检修优先级排序的决策量：R＝ΔRISK＝p0C0-p′C′式中，为检修后设备风险的降低量，p0、p’、C0、C’为检修前后设备的故障概率和归一化后果严重度指标C#，以决策量R为决策量指标将设备进行排序，结合检修的资源约束，获得在指定状态下最需要进行维修的设备集合。2.根据权利要求1所述一种基于检修风险收益的输变电设备检修优先级排序方法，其特征在于，步骤2中，输变电设备风险源辨识的具体方法如下：步骤2-1.建立适用于风险评估的设备故障概率模型，建立能够响应老化失效状况、设备自身健康状态以及天气、环境状况影响的输变电设备故障概率模型，模型表达式为：p＝(β/η)(Teq/η)β-1gexp(γ1Z1+γ2Z2+γ3)；式中，η为比例参数；Teq为设备等效运行时间；Z1为设备健康状态类别；Z2为天气环境分级；β、γ1、γ2、γ3为通过历史样本进行极大似然估计拟合获得的参数；步骤2-2.根据设备类型确定故障概率模型中的参数η，Z1，Teq；步骤2-3.根据同类型设备历史运行数据进行极大似然拟合获得故障概率模型参数β、γ1、γ2、γ3；步骤2-4.根据检修前后设备运行条件分析检修前后设备故障概率。3.根据权利要求1所述一种基于检修风险收益的输变电设备检修优先级排序方法，其特征在于，从影响层级划分，设备故障后果严重度分：设备损失严重度、人身环境损失严重度、系统损失严重度、社会损失严重度四个层级，具体评估方法如下：步骤3-1.通过蒙特卡罗仿真等状态选取方法建立不同电网运行场景；步骤3-2.设备损失严重度分析，设备损失严重度为设备故障后维修所需要的人力、物力维修费用或换新费用LM；步骤3-3.人身环境损失严重度分析，人身环境损失为设备故障造成的人身伤亡以及环境污染治理费用LP；步骤3-4.系统损失严重度分析，将系统损失严重度分为一级、二级、三级和无后果损失共四级，其中一级为最严重级；步骤3-5.社会损失严重度分析，社会损...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏盛海，邹欣，甘宁，邓超志，黄宇，金宇，杨攀，朱怀金，延敏娜，高适，刘喜成，龚霄，李琴，王帮华，蒋琳，罗艳，张迎秋，张薇薇，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司贵阳供电局，
类型：发明
国别省市：贵州;52