一种引入海底电缆检修成本的海缆状态检修决策优化方法技术

本发明专利技术公开了一种引入海底电缆检修成本的海缆状态检修决策优化方法，包括：构建海底电缆综合健康指数模型：建立海底电缆静态健康指数模型，建立海底电缆实施健康指数模型，融合两种健康指数计算模型得到海底电缆综合健康指数模型，得到海底电缆综合健康指数；构建海底电缆检修成本模型：建立马尔可夫决策模型和成本模型，融合模型，构建海底电缆检修决策优化模型，海底电缆长期运行时间平均单位时间成本，结合公式K构建状态值函数的贝尔曼方程；采用策略迭代法对检修决策优化问题进行求解，通过迭代贝尔曼方程求得当前策略下的值函数，根据值函数更新策略，基于更新以后的策略计算值函数，循环上述过程，直到策略收敛得到最优的目标函数和策略。的目标函数和策略。的目标函数和策略。

【技术实现步骤摘要】
一种引入海底电缆检修成本的海缆状态检修决策优化方法


[0001]本专利技术涉及海缆状态检修决策
，更具体的说是涉及一种引入海底电缆检修成本的海缆状态检修决策优化方法。

技术介绍

[0002]目前，电气设备具有种类多、成本高、故障后影响大等特点，检修作为电气设备运行过程中不可或缺的重要组成部分，是维持电力系统正常运转的重要手段，能够在减少电力企业运维花费的同时提升资产的利用率。海底电缆由于处于复杂的海洋环境中，状态检修开展困难，在很长的一段时间内，海底电缆的检修采用的是事后检修的方式，在故障发生后采取相应的检修方式对故障状态进行补救，作业过程中的长时间停电操作常常带来巨大经济损失。得益于在线状态监测技术的发展,能够实时获取海底电缆的运行状态,为海底电缆的巡检提供了有利条件。在这样的条件下，合理利用状态信息，借鉴陆上电缆的状态检修模式，制订合理的海底电缆状态检修策略十分有必要。
[0003]但是，国内外针对电气设备检修决策的制订大多研究从风险评估、状态评估等结果出发，结合以检修费用、停电成本等为主的经济性目标，以可靠度、可用度、风险值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种引入海底电缆检修成本的海缆状态检修决策优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建海底电缆综合健康指数模型：建立海底电缆静态健康指数模型，建立海底电缆实施健康指数模型，融合两种健康指数计算模型得到海底电缆综合健康指数模型，计算得到海底电缆综合健康指数；S2、构建海底电缆检修成本模型：建立马尔可夫决策模型和成本模型，融合两种模型，构建海底电缆检修决策优化模型，海底电缆长期运行时间下的平均单位时间成本，结合公式K构建状态值函数的贝尔曼方程；S3、采用策略迭代法对检修决策优化问题进行求解，通过迭代贝尔曼方程求得当前策略下的值函数，然后根据值函数更新策略，基于更新以后的策略计算值函数，循环上述过程，直到策略收敛得到最优的目标函数和策略。2.根据权利要求1所述的一种引入海底电缆检修成本的海缆状态检修决策优化方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：S11、基于输变电导则中针对电力电缆的状态量制订相应的评价标准，对状态信息进行评价扣分，最终得分作为健康指数，增加校正因子，获得海底电缆定期信息的总体健康指数HI1其中，K
Y
为年限校正因子，运行超过25年取0.95，否则取1；K
F
为家族缺陷校正因子，有家族缺陷取0.95，否则取1；α
i
为各组成部件权重；HI
1i
为各组成部件健康指数值。S12、记海底电缆在线监测的实测数据为xi,k，k＝1,2,3分别对应空气段、J型管段、埋设段，标准化处理海底电缆在线监测数据得到的健康指数表达，ω的取值与各个监测量的自身性质相关，ω＝
‑
1、ω＝1、ω＝0分别对应越小越好型、越大越好型、中间优型其中，x
i,k
为海底电缆第i在线监测状态量处于k区段的监测数值；为海底电缆k区
段的在线监测状态量i的最大值；为海底电缆k区段的在线监测状态量i的最小值；为海底电缆k区段的在线监测状态量i的最优值；将得分最低区段的健康指数为该监测量的健康状态量化结果，即：h
j
＝min[h
i,k
],(j＝0,1,2)基于多在线监测状态指标，得到基于在线监测数据的海底电缆时变健康指数的表达式：其中，m为海底电缆在线监测量个数，β
j
为监测量j的权重；S13、基于海底电缆总体健康指数HI1和海底电缆时变健康指数HI2，得到海底电缆综合健康指数：HI＝ω1HI1+ω2HI2其中，ω1、ω2为海底电缆的两个部分对海底电缆综合运行状态的影响程度。3.根据权利要求1所述的一种引入海底电缆检修成本的海缆状态检修决策优化方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：S21、构建马尔科夫模型{S,A,{P},R,γ}：S211、状态集S为有限状态集，根据海底电缆健康指数将海底电缆的状态表示为“正常”、“注意”、“异常”、“严重”，状态集可记作S{1,2,3,4}，状态数值越高所反映的海底电缆状态越差；S212、动作集A为状态s(s∈S)的可用决策空间，表示在某个决策点时，海底电缆处于状态s，采用检修方式W(s)、检修时间T(s)即动作a(a∈A)时，所有转移状态下检修方式与检修时间的集合。当海底电缆处于状态s时通过某个动作a转换到状态s
′
，策略π为产生动作a的依据，即策略π是状态到动作的映射π：s
→
a；S213、状态转移概率P是系统的状态转移概率集合，表示当海底电缆在某个决策点处于状态s，采取动作a时，表示在下一个决策时刻，海底电缆处于状态s
′
的概率集合，即：其中，S
t
为海底电缆当前决策点的状态；S
t+1
为海底电缆后继状态；A
t
为海底电缆当前状态动作集；S214、奖励函数R表示在某个决策点时，系统处于状态s，采用检修方式W(s)、检修时间T(s)的实值报酬，即检修动作所产生的检修成本；S215、折扣因子γ计算累积回报，为当前时刻的决策受未来时刻决策影响的程度，γ为0到1之间的数，其值越小，表示受到的影响程度越小，决策者更注重短期利益，反之，受到影响程度越大，更注重长期利益；S22、建立成本模型，包括直接检修成本R
d
(s,W(s))，检测试验成本R
j
，随机性故障检...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，李茜，张安安，魏俊，何明光，杨威，张亮，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：