電力系統調度中檢修與運行協調決策的理論研究

《電力系統調度中檢修與運行協調決策的理論研究》是依託山東大學，由韓學山擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：電力系統調度中檢修與運行協調決策的理論研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：韓學山
• 依託單位：山東大學

中文摘要

狀態檢修背景下，設備個體的檢修與運行決策相對容易，且利於提高其效能，但從電力系統整體角度看，由於各設備檢修時機實時關聯其性能而產生差異性，使檢修與運行決策中若不折中處理這一差異性就會產生整體與個體間的矛盾和衝突，喪失整體效能。以此為線索，本項目提出電力系統調度中檢修與運行協調決策的理論，核心是：在設備狀態監測及輔助量測信息基礎上，挖掘內在、外在特性結合的設備隨時間變化的故障率規律，提出對其線上預測、估計及預估的方法；在一定前瞻周期內，以期望損失為指標，演繹檢修、運行行為與設備故障率關聯的電網故障風險和檢修風險的數學表達和評估方法；探索、改進不同時域、地域協調的電網節點的有功、無功負荷預測的框架和方法基礎上，尋求以期望損失最小為目標的檢修與運行協調決策的模型和解決方法，進而實現具有前瞻性的、動態的、線上的電力系統調度理論體系。該項目在切合節能減排及可持續發展戰略上，具有迫切性和理論儲備價值。

結題摘要

狀態檢修背景下，輸變電設備個體的檢修決策相對容易，且利於提高其性能，但從電網整體運行的角度看，由於各輸變電設備檢修時機實時關聯其性能而產生差異性，使檢修決策中若不折中處理這一差異性，就會產生電網運行整體與設備個體之間的矛盾和衝突，從而喪失整體性能。以此為線索，本項目提出電力系統調度中檢修與運行協調決策的理論，取得的主要成果體現在：（1）以電網電氣量測信息為依據（如SCADA、廣域系統等），在遵循電氣設備物理規律（伏安特性）的前提下，建立了反映設備性能的最小特徵表達（漏電、漏磁、效率指標），並提出設備性能狀態超前預測與實時估計的有效算法，實現了電網運行環境下的設備性能評判，獲得2012年度國家電網公司科技進步三等獎；以設備狀態檢修為基礎，完成《計及系統風險的輸變電設備可靠性研究》，該成果獲得2011年度山東省科技進步一等獎。（2）從輸變電設備檢修與電網運行間的辯證關係入手，提出電網狀態檢修的新概念，在設備性能線上跟蹤及預測前提下，引出電網檢修風險與故障風險間折中決策的定義，建立電網狀態檢修的數學模型及求解方法；在此基礎上，針對變電站的設備檢修問題，通過對其功能、經濟、隨機性的關聯分析，以變電站整體運行為特徵，給出電網狀態檢修概念引導下的模型及求解方法，使複雜電網狀態檢修決策問題得以簡化；進一步，針對電網中機會事件所導致的現象對系統風險的影響，將設備機會維修融入電網狀態檢修決策中，提出計及機會維修的系統狀態檢修決策模型，提高了的電網狀態檢修的效益；圍繞電力系統可靠性評估問題，開展了計及故障切除與故障恢復的主接線可靠性分析、計及站內接線的電網可靠性評估的蒙特卡洛方法、基於馬爾科夫鏈的電力系統運行可靠性快速評估等問題的研究。（3）將設備狀態檢修與電網運行與控制有機結合，構建了檢修與運行協調決策的理論體系，體現在：在充分把握電網節點有功、無功變化規律基礎上，建立電網的節點負荷預報體系，並提出自適應動態模型的超短期負荷預測總體構架；圍繞檢修與運行協調決策的模型和算法，進行了檢修與機組組合協調決策的機理分析、不確定運行條件下的電力系統魯棒調度和區間經濟調度，交流潮流約束下的機組組合的分解協調等研究；開展了電網分析方法的研究，如稀疏技術與求解精度之間的關係研究、提出以支路為基元的封閉計算格式潮流算法、基於全參量靈敏度的電網靜態穩定實用判據等。