CN101764405B - 多周期多维度一体化检修计划优化与安全分析的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力系统检修计划评估与优化领域，涉及一种多周期多维度一体化检修计划优化与安全分析的方法。包括下列步骤：计算完所有时刻的发电容量损失和负荷供应充裕度后，根据安全评估结果，确定需要进行检修计划优化的时刻；第一次优化过程：分析发电容量损失指标的变化，确定需要调整的检修计划；第二次优化过程：根据确定的检修计划优化时段，首先对一个时段分析确定负荷供应充裕度不足的母线负荷，确定使负荷供应充裕度降低的危险支路，计算检修与危险支路的相关性，根据相关性大小确定需要调整的检修计划。分析完所有待优化时刻的检修计划的调整情况后，给出最终的优化调整建议。采用本发明的方法，解决了既有方法存在的问题。

Description

多周期多维度一体化检修计划优化与安全分析的方法

技术领域

本发明属于电力系统检修计划评估与优化领域，涉及一种多周期多维度一体化检修计划优化与安全分析的方法。

背景技术

随着电力系统的发展，电力网络规模越来越大，调度中心所管辖的设备越来越多，各类设备本身都有自己的生命周期，需要定期安排检修，另外，由于基建和技改的需要，需要不定期的安排某些设备停电。安排多个设备检修或停电会引起到电力系统运行方式的变化，需要对检修计划进行安全分析。有时虽然检修计划能够通过安全分析，而检修计划安排却不合理，使得电力网络输电能力下降，造成经济损失，或者使负荷供应充裕度不足，极易引起安全问题，影响电网公司的经济效益。因此，对安排的多个检修计划进行优化与安全分析有着很重要的意义。

目前，调度中心安排检修时一般是根据经验，判断检修计划是否会引起安全问题，而网络结构越复杂，经验判断越不准确。对于检修计划的优化，国内外对发电机组优化研究的较多，而实际中却应用较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种科学有效检修计划优化与安全评估方案，能够满足在检修模式下系统安全的需要，同时对检修计划的优化调整给出指导性建议。

本发明基于电网的物理模型参数，网络拓扑数据，负荷预测数据，安全约束等，在计算发电容量损失指标和负荷供应充裕度指标后，根据指标分析得到检修计划优化调整的方案。

本发明提出了一种多周期多维度一体化检修计划优化与安全分析的方法。主要解决了以下问题：

(1)获得使发电容量损失趋于最小的检修计划优化调整方案，发电容量损失越小，检修计划安排越合理。电力系统实际运行中，发输电设备检修有可能造成实际可用发电能力的降低。发电容量损失就是指由于发电设备检修或者输电设备检修，造成的实际可用发电能力降低。发电容量损失是综合考虑发电检修、输电检修和负荷需求的一个综合指标。

基于发电容量损失的评估指标进行优化的主要目的：

避免负荷高峰时段检修；

避免同一输电通道上多个输电设备同时检修；

鼓励发、输电设备同时检修。

(2)获得使负荷供应充裕度趋于最大的检修计划优化调整方案，每个母线负荷的供应充裕度越高，检修计划安排越合理。负荷供应充裕度评估是评估在设定的检修计划模式下，各负荷需求供应的充足程度。对其优化的目的是分析检修对负荷需求供应能力的影响，通过调整检修计划，使负荷供应充裕度趋于最大。对负荷供应充裕度的评估落实到每一个母线负荷节点上。通过进行基于负荷供应充裕度的检修计划优化分析，能够得出满足系统安全性的检修计划调整建议。

本发明的方法包括如下步骤：

1)计算完所有时刻的发电容量损失和负荷供应充裕度后，根据安全评估结果，确定需要进行检修计划优化的时刻；

2)第一次优化过程：分析发电容量损失指标的变化，确定需要调整的检修计划：

本次优化过程涉及基于发电容量损失的优化，在检修计划评估阶段计算获得发电容量损失的指标。不同的检修计划安排，发电容量损失小的方式，计划安排较合理。

在检修计划评估阶段，发电容量损失的计算首先是分不同时间断面进行的，计算每个时间断面的发电容量损失评估，最后将所有时间断面的计算结果相加，获得总的发电容量损失值，该值越小，发电容量损失越小。

可以通过比较每个时段发电容量损失值的变化，和检修计划的变化作对比，分析得到每个检修计划，所引起的发电容量损失的变化的趋势。

根据发电容量损失的评估结果，如果某一时间断面的发电容量损失超过一定比例(该比例与最大负荷需求相关)，可以通过分析该时间断面检修计划的增减变化，给出相应的检修计划调整建议。

3)第二次优化过程：根据步骤1)所得的检修计划优化时段，首先对一个时段分析确定负荷供应充裕度不足的母线负荷；

4)分析确定使负荷供应充裕度降低的危险支路；

根据负荷充裕度评估的结果，如果某一时段有的负荷充裕度不足，根据负荷充裕度评估的原理，必定是某一条或几条输电支路的输电功率逼近或超过该支路的热稳定限值造成发电量不能供应到此负荷，我们称此种支路为负荷供应充裕度不足的相关支路。

5)计算检修与危险支路的相关性，根据相关性大小确定需要调整的检修计划；

在该时段的检修和危险支路有一定的相关性，我们称之为检修对负荷供应充裕度的灵敏度，检修对负荷供应充裕度的灵敏度越大，则检修对此输电支路影响越大，进而对该负荷的供应充裕度影响越大。通过找出对负荷供应充裕度的灵敏度大的检修计划，给出影响负荷供应充裕度不足的负荷的检修计划，并给出相应的检修计划调整建议。

6)返回步骤3)，分析下一个时段检修计划的调整情况；

7)综合步骤2)和步骤5)的分析结果，得出检修计划优化调整方案。

本发明的方法具有以下特点和功能：

(1)充分利用检修计划安全评估的结果。

(2)使发电容量损失趋于最小的检修计划优化方案，根据发电容量损失指标的计算结果，分析可得到使发电容量损失趋于最小的检修计划优化方案。

(3)使负荷供应充裕度趋于最大的检修计划优化方案，根据负荷供应充裕度指标的计算结果，分析可得到使负荷供应充裕度趋于最大的检修计划优化方案。

本发明所达到的有益效果是：

本发明对检修计划编制，不管是日检修计划编制、月检修计划编制还是年检修计划编制，都可以在检修计划安排的安全性评估基础上，通过分析安全评估结果，得出满足一定经济性和安全性的检修计划优化调整方案。如何安排检修计划，使系统运行不仅能够满足安全性的要求，还能够兼顾系统经济，一直是检修计划优化领域研究的问题。本发明提出的多周期多维度的检修计划优化与安全分析方法从系统运行的经济性和安全性两个角度考虑，进行检修模式下的系统的仿真计算，安全性评估，并针对可能出现的安全性问题，通过分析评估结果，得出检修计划优化调整方案。本发明通过分析检修模式下系统运行的安全隐患，指导检修计划安排的优化调整，对电网的安全稳定运行有着重要的意义。由于负荷预测、联络线计划等计划数据不是完整的潮流数据，所以把计划数据，网络拓扑数据等整合成潮流数据，并进行调整，获得满足运行要求的潮流是检修计划安全评估的重要部分，也是进行优化的前提。

本方法在实际电网数据下开展检修计划优化与安全分析的研究和尝试，摸索出一种在自动整合潮流数据的基础上，进行检修计划优化与安全分析的方法。本方法将网络拓扑数据，计划数据整合为潮流数据，形成完整潮流，在此基础上进行潮流计算和灵敏度计算，分析后得出检修模式下，系统的发电容量损失和负荷供应充裕度，根据安全评估所得结果进行检修计划的优化调整，提高电网运行的安全性和经济性。

由于本方法涉及的潮流计算、优化与安全评估，都是自动计算，不需要大量人力的参与，计算速度也可以满足需求，有效的解决了以往优化与安全分析需大量人力，依靠经验，效率低的弊病。

附图说明

图1是本发明检修计划优化与安全分析计算流程图。

具体实施方式

本发明基于多周期多维度一体化检修计划优化与安全分析方法。下面是本发明的一个优选实施例，包含了采用本发明方法的一个日检修计划编制的优化与安全分析过程，它的特征、目的和优点可以从实施例的说明中看出。

在日检修计划优化与安全分析过程中，安全评估是优化的前提，可以按24个时段进行评估，按照需评估的时刻顺序，整理每一时段的检修计划，同时根据获得的计划数据和网络拓扑数据进行潮流数据整合，然后根据预定的方案、运行极限约束等自动计算评估结果，直到所有时段评估完成为止，根据所有时段评估的结果，确定需要进行检修计划优化的时刻，结合相应时段的潮流数据，进行优化分析，获得优化调整方案。

本发明的检修计划优化与安全分析主要包括两个部分，一个是基于发电容量损失的优化，根据发电容量损失的归一值，给出检修计划优化调整建议；另一部分是基于负荷供应充裕度的优化，根据母线负荷供应充裕度，通过潮流计算结果、灵敏度计算结果和支路运行极限约束，分析给出检修计划优化调整建议。

1)基于发电容量损失的优化

在检修计划评估阶段计算获得发电容量损失的指标。

在日检修计划编制中的检修计划评估阶段，发电容量损失的计算分24个时段进行，计算得到24个发电容量损失值，最后将24个时段计算结果相加，和越小，发电容量损失越小。通过比较每个时段发电容量损失值的变化，和检修计划的变化作对比，分析得到每个检修计划，所引起的发电容量损失的变化的趋势。

根据发电容量损失的评估结果，如果某一时段的发电容量损失超过一定比例(该比例与最大负荷需求相关)，可以通过分析该时段检修计划的增减变化，给出相应的检修计划调整建议。比如，在某一时段，发电容量损失值增大，而在此时段增加了一条检修计划，则会给出检修计划调整建议，建议该检修计划调整出该时段。

2)基于负荷供应充裕度的优化

在日检修计划编制中的检修计划评估阶段，负荷充裕度评估分24个时段进行。如果负荷充裕度评估的结果中，某一时段有负荷充裕度不足，根据负荷充裕度评估的原理，需先找出负荷供应充裕度不足的相关支路。再通过计算获得检修对负荷供应充裕度的灵敏度。检修对负荷供应充裕度的灵敏度越大，则检修对此输电支路影响越大，进而对该负荷的供应充裕度影响越大。通过找出对负荷供应充裕度的灵敏度大的检修计划，给出影响负荷供应充裕度不足的负荷的检修计划，并给出相应的检修计划调整建议。

首先根据负荷充裕度评估的结果，获得需要进行优化的时段。我们一般认为负荷充裕度指标大于2即为负荷需求有一定的裕度。如果小于2则需要适当调整检修计划，使负荷供应充裕度能够大于2。获得需要进行优化的时段后，在该时段加上相应的检修计划，计算潮流，获得负荷供应充裕度不足的相关支路i所对应的潮流P_i，然后轮流恢复相应的检修计划j，分别计算在恢复某一检修计划后相关支路潮流的变化ΔP_ij，以

作为检修对负荷供应充裕度的灵敏度，灵敏度大的检修计划建议调整出该时段。

综合各个时段的评估结果和检修对负荷供应充裕度的灵敏度计算结果，最后给出总的优化调整建议。即建议哪些检修调整出哪些时段。

实际应用效果

本技术方案在某区域电网一体化检修优化管理系统中得到应用。该电网包括五个省级电网。能够从其他系统获得省网拼接的大模型，及其相应的物理模型数据，网络拓扑数据，系统负荷预测数据，联络线计划等，通过数据整合形成该区域全网评估日的24个点的完整潮流数据。通过潮流计算和灵敏度分析，获得检修计划安全评估所需的基础数据，进行安全评估，并根据评估结果进行优化分析，获得最终的优化调整方案。

对计算结果进行分析，检修计划优化与安全分析的结果符合实际情况。

本方法在实际电网数据下开展检修计划优化与安全分析的研究和尝试，摸索出一种多周期多维度的检修计划优化与安全分析的方法。该方法首先整合潮流数据，进行基于网络拓扑的灵敏度分析和潮流计算，根据灵敏度分析和潮流计算的结果，在进行多时段发电容量损失和负荷供应充裕度安全评估之后，根据评估结果选择时段进行优化与安全分析。该方法不需要大量人力的参与，计算速度可以满足实际应用的需要，有效地解决了传统的检修计划优化与安全分析需要大量人力，依靠经验，效率低，优化效果不明显的弊病，具有广泛的推广前景。

此处根据特定的示例性实施例描述了本发明。对本领域的技术人员来说不脱离本发明范围下进行适当的替换或修改是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附属的权利要求定义。

Claims (3)

1.一种多周期多维度一体化检修计划优化与安全分析的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)计算完所有时刻的发电容量损失和负荷供应充裕度后，根据安全评估结果，确定需要进行检修计划优化的时刻；

2)第一次优化过程：分析发电容量损失指标的变化，确定需要调整的检修计划；

3)第二次优化过程：根据步骤1)所得的检修计划优化时段，首先对一个时段分析确定负荷供应充裕度不足的母线负荷；

4)分析确定使负荷供应充裕度降低的危险支路；

5)计算检修与危险支路的相关性，根据相关性大小确定需要调整的检修计划；

6)返回步骤3)，分析下一个时段检修计划的调整情况；

7)综合步骤2)和步骤5)的分析结果，得出检修计划优化调整方案，

在所述步骤2)中，包括以下步骤：

21)发电容量损失的计算分不同时间断面进行，计算每个时间断面的发电容量损失评估，最后将所有时间断面的计算结果相加，获得总的发电容量损失值，该值越小，发电容量损失越小；

22)通过比较每个时间断面发电容量损失值的变化，和检修计划的变化作对比，分析得到每个检修计划所引起的发电容量损失的变化的趋势；

23)根据发电容量损失的评估结果，如果某一时间断面的发电容量损失超过一定比例，通过分析该时间断面检修计划的增减变化，给出相应的检修计划调整建议。

2.根据权利要求1所述的多周期多维度一体化检修计划优化与安全分析的方法，其特征在于：在所述步骤4)中，根据负荷供应充裕度评估的结果，如果某一时段有的负荷供应充裕度不足，必有某一条或几条输电支路的输电功率逼近或超过该支路的热稳定限值造成发电量不能供应到此负荷，判断为此种支路为负荷供应充裕度不足的危险支路。

3.根据权利要求1所述的多周期多维度一体化检修计划优化与安全分析的方法，其特征在于：在所述步骤5)中，通过找出对负荷供应充裕度的灵敏度大的检修计划，给出影响负荷供应充裕度不足的负荷的检修计划，并给出相应的检修计划调整建议。

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