电力系统调度中检修与运行协调决策的理论研究

状态检修背景下，设备个体的检修与运行决策相对容易，且利于提高其效能，但从电力系统整体角度看，由于各设备检修时机实时关联其性能而产生差异性，使检修与运行决策中若不折中处理这一差异性就会产生整体与个体间的矛盾和冲突，丧失整体效能。以此为线索，本项目提出电力系统调度中检修与运行协调决策的理论，核心是：在设备状态监测及辅助量测信息基础上，挖掘内在、外在特性结合的设备随时间变化的故障率规律，提出对其在线预测、估计及预估的方法；在一定前瞻周期内，以期望损失为指标，演绎检修、运行行为与设备故障率关联的电网故障风险和检修风险的数学表达和评估方法；探索、改进不同时域、地域协调的电网节点的有功、无功负荷预测的框架和方法基础上，寻求以期望损失最小为目标的检修与运行协调决策的模型和解决方法，进而实现具有前瞻性的、动态的、在线的电力系统调度理论体系。该项目在切合节能减排及可持续发展战略上，具有迫切性和理论储备价值。

状态检修背景下，输变电设备个体的检修决策相对容易，且利于提高其性能，但从电网整体运行的角度看，由于各输变电设备检修时机实时关联其性能而产生差异性，使检修决策中若不折中处理这一差异性，就会产生电网运行整体与设备个体之间的矛盾和冲突，从而丧失整体性能。以此为线索，本项目提出电力系统调度中检修与运行协调决策的理论，取得的主要成果体现在：（1）以电网电气量测信息为依据（如SCADA、广域系统等），在遵循电气设备物理规律（伏安特性）的前提下，建立了反映设备性能的最小特征表达（漏电、漏磁、效率指标），并提出设备性能状态超前预测与实时估计的有效算法，实现了电网运行环境下的设备性能评判，获得2012年度国家电网公司科技进步三等奖；以设备状态检修为基础，完成《计及系统风险的输变电设备可靠性研究》，该成果获得2011年度山东省科技进步一等奖。（2）从输变电设备检修与电网运行间的辩证关系入手，提出电网状态检修的新概念，在设备性能在线跟踪及预测前提下，引出电网检修风险与故障风险间折中决策的定义，建立电网状态检修的数学模型及求解方法；在此基础上，针对变电站的设备检修问题，通过对其功能、经济、随机性的关联分析，以变电站整体运行为特征，给出电网状态检修概念引导下的模型及求解方法，使复杂电网状态检修决策问题得以简化；进一步，针对电网中机会事件所导致的现象对系统风险的影响，将设备机会维修融入电网状态检修决策中，提出计及机会维修的系统状态检修决策模型，提高了的电网状态检修的效益；围绕电力系统可靠性评估问题，开展了计及故障切除与故障恢复的主接线可靠性分析、计及站内接线的电网可靠性评估的蒙特卡洛方法、基于马尔科夫链的电力系统运行可靠性快速评估等问题的研究。（3）将设备状态检修与电网运行与控制有机结合，构建了检修与运行协调决策的理论体系，体现在：在充分把握电网节点有功、无功变化规律基础上，建立电网的节点负荷预报体系，并提出自适应动态模型的超短期负荷预测总体构架；围绕检修与运行协调决策的模型和算法，进行了检修与机组组合协调决策的机理分析、不确定运行条件下的电力系统鲁棒调度和区间经济调度，交流潮流约束下的机组组合的分解协调等研究；开展了电网分析方法的研究，如稀疏技术与求解精度之间的关系研究、提出以支路为基元的封闭计算格式潮流算法、基于全参量灵敏度的电网静态稳定实用判据等。