基于状态监测的输电系统模糊概率混合可靠性评估及其在预防性维修优化决策中的应用

In order to tackle the difficulty in quantified power system maintenance decision, a reliability evaluation method for transmission systems based on combined fuzzy and probabilistic models is established by relating device condition to reliability parameters. The membership function of failure rate is developed using a fuzzy model. The proposed model considers both fuzzy uncertainty and probabilistic uncertainty, and has stronger appropriateness to error tolerance and data. The reliability index is a membership function, which is more in line with the actual risk of power system. Based on the proposed model and classified load points, the impact of local loads on the grid can be reflected in reliability efficiency index. The method for calculating the membership function of maintenance reliability benefit index is presented. The NSGA-II algorithm is used to optimize the device maintenance strategy. Both system reliability and economic objectives are considered at the device level and system level. Based on the non-inferior solution set for multi-objective optimization, four criteria are used to determine the final maintenance program, which results in a solution for the bottleneck problem in optimized maintenance decision.

针对电力系统维修决策中无法定量评估维修效果的难题，提出将设备状态与系统可靠性联系起来建立基于状态监测的输电系统模糊概率混合可靠性评估模型。巧妙地利用模糊综合评判的结果生成故障率隶属函数，恰好满足模糊概率混合可靠性评估对故障率隶属函数的需求，实现了基于状态监测的输电系统模糊概率混合可靠性评估模型的构建。该模型全面考虑了系统的模糊不确定性和概率不确定性，对数据具有更强的容错性和接纳性，评估得到的可靠性指标为隶属函数，与电力系统的实际风险更加相符。在此模型的基础上，通过对负荷点分类统计的方式，使得维修可靠性效益指标能体现对电网局部负荷的影响，并推导了维修可靠性效益指标隶属函数的计算方法。利用NSGA-II算法以系统可靠性和维修经济性为目标对电力设备实施从设备层到系统层的全面的维修优化。针对多目标优化结果为非劣解集的特点，给出了四个准则分别确定最终的维修方案，解决了维修优化的瓶颈问题。

提出将设备状态与系统可靠性联系起来建立基于状态监测的输电系统模糊概率混合可靠性评估模型。.建立了综合考虑电网结构、运行方式、设备工况、运行环境和保电需求的电网运行风险评估指标体系。基于风险诱因、发生概率、影响对象、风险后果、持续时间等方面因素从电网的安全、经济、优质三个方面对电网运行风险进行全面分析。利用支持向量机在有限样本下能较好地对非线性模型进行映射的优点，构建了大电网运行风险量化评估模型，并利用专家层次分析法自适应调整支持向量机决策函数的精度。.提出了一种无功优化资产配置模型，综合考虑投资无功补偿装置的费用和效益之间的平衡，将电压目标、网损目标和投资目标全部转化为费用进行优化。针对现有优化方法中负荷模型的缺点，提出全节点负荷断面聚类方法，将仅能处理实向量的欧氏距离推广到复数域的酉空间，给出全节点负荷复向量相似性度量方法，并给出全节点负荷复向量K-means聚类的详细步骤。.针对现有变压器全寿命周期成本退役策略并未考虑设备在网络拓扑位置不同对系统可靠性的影响，有可能造成高估或者低估停电损失费用，导致变压器过早或过迟退役的问题，提出考虑输电系统可靠性的变压器全寿命周期成本退役策略。该方法利用历史数据计算随时间变化的变压器老化失效不可用率，利用输电系统可靠性指标期望缺供电量来度量变压器故障造成的停电损失，从而得到不同拓扑位置的变压器的全寿命周期成本。本方法得到的退役时间能使变压器的经济效益最大化，并保证系统运行的可靠性。