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电网状态检修 摘要：随着电力事业和科学技术的快速发展，传感技术、计算机技术微电子技术综合智能系统等技术日益科学与规范，使得多功能、多状态的在线监测技术和离线监测技术得到了广泛的推广和应用。在状态检修背景下，为解决电网运行整体与输变电设备个体之间的矛盾和冲突，在已有研究成果基础上，提出电网状态检修的概念，在输变电设备状态检修决策过程中，给出电网故障风险和电网检修风险的定义以及相应的量化表达式。依据设备状态预测，以电网故障风险和电网检修风险的和最小为目标，将设备检修、运行以及电网整体性能在概率引导下相互牵制，形成电网状态检修的数学模型，并给出相应的解决方法。 关键词：输变电设备；状态检修；故障风险；检修风险 1 引言 电力关系到国民经济的可持续发展。随着现代社会和经济的发展, 对能源的巨大需求促进了电力工业的飞速发展,使得电力系统向大容量、超高压和跨区域方向发展。然而, 随着系统容量的增大和电力网规模的扩大，电力设备故障给人们的生产和现代生活所带来的影响也越来越大, 因此对系统的稳定经济运行也提出了越来越高的要求, 而保证系统经济性和稳定性的一个强有力措施就是在提高电力设备使用率的同时保障其正常运行。目前的设备检修体制, 即计划检修，并不能满足要求。在高速发展的科学技术带动下, 为适应电力部门向市场化现代企业模式的转变,出现了一种新的检修策略, 这就是电力设备状态检修。 所谓状态检修就是根据设备的运行状态和健康状况而执行检修的预知性作业。以设备当前的实际工作状况为依据，通过先进的状态监测和诊断手段、可靠性评价手段以及寿命预测手段来判断设备的健康状态，识别故障的早期征兆，对故障部位的严重程度故障发展趋势做出判断，并根据分析诊断结果，在设备性能下降到一定程度或故障将要发生之前主动实施维修。 实施状态检修主要有以下两个优点： 其一，实施设备检修可以 防止设备过检修或欠检修，并利用经济性分析手段，确定设备是否检修 ，以延长设备运行时间和检修时间间隔，减少检修项目，降低设备维修成本 ，能够克服计划检修的种种弊端，避免大量的人力 物力和财力的重复浪费，延长设备的稳定运行时间和使用寿命。 另外，实施状态检修可以 减少现场的工作任务和工作量，减少设备的停电次数和倒闸操作次数，减少发生电气误操作事故的几率，对确保人身安全和设备安全十分有利，因而使供电的可靠性得以明显提高，降低了检修成本 ，提高了经济效益 ，大大提高了设备运行水平和管理水平。 2 电网状态检修的引出 2.1 设备检修与电网运行的关系 在电网运行过程中，设备检修和故障是一对矛盾，处理这一矛盾的实质就是检修与运行的协调，各种检修体制都是在不同程度上对这一矛盾进行的协调。其中的事后检修(即在设备故障后进行的检修)减少了设备监测和检修费用，但面临较大故障风险的威胁，在现代电网运行中是不可取的；而定期计划检修根据检修周期安排的合理性程度，对二者间的处理不可避免的存在着保守或冒进的情况。状态检修以设备当前的实际性能为依据对检修时机进行决策，相比定期计划检修，提高了对检修时机把握的精确性，有效地协调了检修与故障间的矛盾，但已有的研究大多只考了设备的个体性能，缺乏对设备间关联和电网运行风险的考虑。 其次，在电网运行过程中设备检修与运行策略之间充满关联性，主要体现在：一是内在的关联，不同的检修与运行策略，设备运行中显现的效能不同，如设备的可靠性和载荷能力与检修、运行交替的规律关系密切，恰当的检修与维护可提高运行的可靠性和载荷能力，而所谓恰当是指检修也需要付出代价，就设备个体而言，其检修与运行就是一个折中决策的问题；二是外部的关联，待检修设备不同的安排方式，对电网运行质量(安全、可靠、经济)至关重要，如待检修的设备集内元素间有功能(串联与并联，同时受制于基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律)上的关联，也有捆绑式的经济利益上的关联，同时从不确定性角度看，该集内元素不同的组合，抵御随机不确定性问题的能力也随之变化，显现出随机性的关联。 2.2 设备故障率评价及其预测 定期计划检修模型中，通常使用平均故障率来代表所有同类型设备的故障率，因而检修时难以与设备性能进行关联。为了实现电网状态检修，需要跟踪设备的故障率及其发展趋势，以及预测或估计检修后设备的故障率变化。 根据输变电设备监测及状态评价结果，利用国家电网公司《输变电设备状态检修试验规程》以及相关设备的状态评价导则，可以求取各设备状态的评价分值，然后根据输变电设备故障率与设备状态之间的关系，便可求取设备的故障率。设备故障率与设备状态之间的关系可描述为： (1) 式中：λ为设备故障率；K为比例系数；C为曲率系数；H1为设备状态评价分值。由此，利用设备可靠度与其故障率间关系，可以求取待检修设备在