基于风险管理的配网检修计划优化研究 张秋红

基于风险管理的配网检修计划优化研究张秋红
摘要：配电网设备检修是保证其安全稳定运行的一项重要措施，合理的检修计
划安排不仅可以提高电网企业自身的经济效益，同时能够最大程度地保证配电网
的供电可靠性。

因此，建立一个能够同时考虑经济性和可靠性的配电网检修计划
模型具有重要的理论价值和现实意义。

关键词：风险管理；配网检修计划；优化
1基于风险的检修技术原理
检修工作通常包括设备信息收集、状态评价、检修策略、检修计划、实施、
评价及考核部分，前三者是制定检修计划制定的基础性工作。

具体检修原理如图
1所示。

图1基于风险的检修技术原理
1.1设备信息收集
对配电网运行设备信息收集是基础性工作，主要收集的信息包括投运前信息、运行信息、检修试验信息及家族信息。

投运前信息是指电力设备出厂及交接实验
报告、安装验收等信息；运行信息是指电力设备在运行过程中维护、接地、故障、缺陷及不良工况等信息；检修试验信息是指诊断性实验报告、缺陷消除记录等；
家族性缺陷信息是指同一批次产品的共性缺陷。

1.2设备状态评价
设备状态评价是指按照一定的评价方法，依据收集到设备运行过程中的各种
信息，从而对设备健康状态进行客观的分析和评估，这是检修决策的基础。

目前
行业最通用的状态评估方法是打分制，依据打分制的评价模式，将设备拆分成部件，每个部件又分为不同的状态量，根据状态量的全部信息，将缺陷进行分类细化，根据设备部件的不同按照既定的分值和权重进行评分。

1.3设备检修策略
设备检修策略是指采用某种检修决策，并根据电力设备的状态评价制定检修
类别和内容，电力设备的检修等级通常可以分为下述五等：A、B、C、D、E，其
中前面三类必须停电进行，第四类为不停电检修，第五类为带电检修，检修时具
体采用何种检修模式是根据电力设备的结构特点决定。

检修策略必须按照以下几
个原则进行：根据电力设备的状态评价结果分析，坚持”应修必修，修必修好”，
确保电力设备的安全可靠运行；最好采用不停电作业方式，以便降低损失，提高
供电稳定性；对状态异常、严重的电力设备必须要采取合理的检修等级及增加必
要的诊断性实验。

1.4设备故障率的推算
基于风险管理的检修既要考虑检修及故障造成的后果，还要考虑电力设备发
生故障的概率，电力设备故障率是很关键的指标，是对配网进行风险评估的很重
要因素，预测设备故障率是十分必要的。

合理预测电力设备故障率必须考虑几点：设备状态评估要依据一定的评估周期进行；配电网的长期检修计划时间相对较长，要考虑较长时间对设备健康状态变化的影响；电力设备在耗损期故障率相对较高，检修周期内变化要引起重视。

2基于风险的检修计划优化模型
2.1检修风险和故障风险
配电网检修工作对象是配电网设备，本文主要考虑两类检修：周期性检修和
非周期性检修，周期检修是指按照固定时间对电力设备的检修，非周期性检修是
按照电力设备的运行状态进行提前或延后检修。

本文基于风险的检修计划优化是
考虑负荷变化、设备随机故障等基础上对电网不同检修方案进行风险评估，以便
合理安排检修计划，最大限度降低检修周期存在的风险。

就配电网的检修而言，
运行过程中存在的风险主要有两部分：电网检修风险和电网故障风险，这两种风
险互相矛盾，要解决这种矛盾的核心在于找到两部分的平衡点，使得检修后配电
网运行风险最小，这样既能避免检修过度导致检修风险太大，也能避免由于检修
不足而造成的故障风险过高。

电网检修风险定义及表达式：配电网检修退出运行
时会损失一部分电荷，称为计划失负荷损失；配电网检修时设备不可靠，当其他
电力设备故障时电网失负荷风险变大，这种损失称为随机失负荷损失，具体表达
式如式（1）：
上式中，RM（t），Mt，RM1，m，RM2，m，Ft，PM1，m，PM2，m，PM2，0Pf，NF，NR，c1，c2，Tm分别表示t时段电网检修风险、模式及周期内的时段数、m检修模式的计划失负荷损失、随机失负荷损失、故障模式集合、计划失负
荷量、m检修模式和无设备检修模式的随机失负荷量、f故障模式的发生概率、
故障设备集合、非故障设备集合、计划失负荷单位电价、随机失负荷单位电价及
持续时间。

电网故障风险定义及表达：配电网设备可能出现故障导致电网面临随
机失负荷损失、设备维修或更换的个体损失，具体表达式如式（2）：上式中，分别表示时段t配电网故障风险、模式合集、f故障模式的随机失负
荷损失、自身损失、检修模式的电网随机失负荷量、修复几率、i设备的维修费用、更换费用及停电时间。

2.2基于风险的检修计划优化模型
为确保配电网可靠、稳定运行，在检修人员能力许可前提下，建立优化的检
修计划模型，目标函数表达如式（3）：F=min（R0）=min（RM+RF）（3）。

具体约束条件如下：①线路潮流约束。

电力设备在检修时可能表现不可靠，
为了避免电网运行方式变化，要对其安全校验，如下式（4）所示：Si<Smax。

式
中Si，Smax分别表示线路允许传输的极限潮流值。

②检修关系约束。

为了避免
电力设备维修过程中重复停电导致配电网供电质量下降，要将同段线路检修安排
统一时段检修，时间要求如式（5）所示：tmi=tmj（5）。

式中分别表示tmi，tmj
设备的检修开始时间。

③检修资源约束。

检修资源约束具体体现是同时检修电力设备的数量，具体表达如式（6）：（6）。

式中μit，mi，Mt分别表示检修状态
变量、资源及资源上限（取值为3）。

3结语
总之，基于风险的配电网检修计划优化模型既能考虑配电网检修的经济性，
又能提高配电网供电质量，值得推广使用。

参考文献：
[1]崔姗姗，张建华.复合遗传混合智能算法在配电网检修时间优化中的应用[J]
现代电力，2013，（1）.
[2]胡文堂，余绍峰.输变电设备风险评估与检修策略优化[M].北京：中国电力
出版社，2014.
作者介绍：
张秋红（1974.8.8-）；女；福建晋江；汉；本科；工程师；配网计划管理；
国网福建省电力有限公司漳州供电公司。