CN104252646A - 一种电网日常检修计划自动编排方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电网日常检修计划自动编排方法，尤其涉及到电力管理部门制定本级及下属电力单位检修计划的软件算法，该方法适用于上级调度运行人员综合电网运行情况和各级电网检修计划需求，在多种约束条件下自动生成合适的检修计划，算法首先通过软件协议从电网相关系统中获取电网拓扑结构和各级检修计划安排，利用字典序对所有日常检修计划进行简单初步排序。对于排序后的第一个未遍历的检修计划，以失电连锁效应方式进行搜索。搜索原则为如执行此检修，所有必然停电的设备的原则，形成检修集合，通过循环迭代调整得到优化的日常检修计划。
Description
技术领域
本发明属于电气工程技术领域，尤其涉及一种电网日常检修计划自动编排方法。
背景技术
随着电力行业的快速发展，各级电网涉及的设备越来越多，上下级电网之间的关联性越来越强。在电网检修计划的安排中，常常会出现各种矛盾与冲突，比如同一地区的不同发电企业在同一时间段进行检修，发电机组检修与输电设施检修造成同一地区重复停电。上级管理部门在进行检修计划统筹决策的时候需要综合考虑本级和下级的电力系统情况，进行整体的检修计划安排。在满足电网安全运行的基础上，通过科学决策、协调优化，深入挖掘检修计划安排各环节的资源优化配置潜力和空间，实现检修计划编制的快速、优化，降低电网的安全风险。同时，电网设备的突发故障状况客观上需要编排算法能对检修计划进行快速的调整和复核，实现整个电力系统运行的经济性、可靠性与安全性。
目前，电网调度中心作为电网日常检修计划的决策单位，一般根据人工经验判断检修计划的合理性。随着电力网络的复杂度不断加大，人工排序具有工作强度大、响应不及时等缺点。国内外对于电网设备检修计划的自动化编排研究很少，相关研究主要集中在工厂生产工序的调度问题研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于已知电网网络拓扑结构和设备参数的情况下，提供一种电网日常检修计划自动编排方法，对多个下级电网提供的检修计划进行优化调整，实现整体的检修计划自动化编排，在电网设备突发故障情况下，能快速的对检修计划的优化调整给出指导性建议。
一种电网日常检修计划自动编排方法，包括如下步骤：
(1)数据采集，即通过软件协议从以下系统中获取电网运行和检修计划的相关数据：
电网数据采集，从电力设备管理系统中解析出电网网络拓扑结构和设备实体属性；
检修计划采集，从检修管理信息系统中获得各下辖电网部门上报的检修计划；(2)检修计划合并，按照字典序<开工时间(早优先)、完工时间(早优先)、检修优先级(级别高优先)、检修权重(大优先)>，对所有检修子计划进行简单排序，形成检修序列X；
(3)检修计划修编，通过循环调整得到优化的检修计划：
(A)标记X集合中所有检修计划序列为未修编状态。
(B)检查停机条件。如果检修序列全部修编完毕，则算法转步骤4；否则执行步骤(C)；
(C)取出检修序列X中第一个尚未修编的检修Xi，按照失电连锁效应枚举方式进行搜索。搜索原则为如执行检修Xi所有必然停电的设备的原则，形成检修集合S，基本方法如下：
(i)初始化集合S为队列，S的第一个元素为Xi；
(ii)按照先入先出原则，取出队列S中第一个未判断的设备Sk；
(iii)以Sk为目标，在X集合中进行搜索，搜索方法以在电能传递方向上，与设备Sk连接的节点度数为判定原则。节点度数定义为与此连接节点相连的设备数量。分为两类情况考虑：
第一类：如果Sk是开关、线路、发电机、变压器，若节点度数等于2，则与此连接节点相连的设备放入集合S尾端；否则，则集合S不作扩充，
第二类：如果Sk是母线，则X中与母线连接节点相连的全部设备放入队列S尾端；
(iv)检查停机条件，如果集合S中所有元素都已经判断完毕，则算法转 步骤(D)，否则转步骤(ii)；
(D)安排检修Xi在其最早可能的时间开始检修，同时尽量安排集合S中的其它检修Xs与Xi一起开始，同时更新X集合中相应检修计划为已修编。如果Xs不满足约束条件，则不对Xs进行处理。对集合S中所有检修修编完毕后，转步骤(B)，约束条件有不重复停电规则，互斥检修原则，安全校验原则，时间不能更改原则，上层计划优先原则；
(4)按照调整后的检修计划生成日常检修计划安排。如有突发故障，及时更新电网数据或本部门检修子计划，重新进行电网检修计划修编。
本发明的工作原理是：已知电网的网络拓扑结构和设备参数，已知各地区电网调度部门上报的检修计划，问题是首先对这些检修计划合并，然后要在满足约束条件的前提下，对所有检修计划进行合并、删除、调序等操作，使得整体目标函数值达到最优。
本发明的有益效果是：检修计划安排的合理性和可行性直接影响着整个电力系统运行的经济性、可靠性与安全性。在检修计划的安排中，常常会出现各种矛盾与冲突，比如发电企业追求经济利益最大化与系统安全可靠性的冲突，同一地区的不同发电企业在检修计划的安排上存在着不协调，发电机组检修与输电设施检修之间的不一致性问题等。于是，本方法可以极大限度的减少调度运行人员劳动强度，达到实时的科学安排检修计划的目的。
有益效果：
本发明方法可以有效解决电网日常维护，工作效率高。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面结合具实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
本发明的一种电网日常检修计划自动编排方法针对年度检修的实施例，主要流程如下：
1、电网数据采集
根据电力系统公共信息模型(CIM：Common Information Model)协议，从CIM文件中解析出电力设备实体属性和电网网络拓扑结构。电力设备实体主要有发电机、变压器、母线、线路、开关等。电网拓扑结构是一种以节点及边的集合形成的有向图数据结构。实际中可将每个电力设备作为一个边，电能量的输送方向作为有向边的方向。连接设备与设备之间的逻辑节点作为边与边之间的连接节点，节点度数定义为与此连接节点相连的设备数量。
2、检修子计划采集
电网管理部门通过信息管理系统获得各下辖单位上报的检修计划。检修计划包括停电线路、设备名称、检修内容、检修工期、检修优先级、检修权重值、工作班组、申请人及通知人等信息。
3、检修子计划合并
合并各单位上报的检修计划，按照字典序对所有检修计划进行简单排序，形成检修序列X。其中，字典序的优先级可按照如下原则进行：<开工时间(早优先)、完工时间(早优先)、检修优先级(级别高优先)、检修权重(大优先)>。
考虑到电网面临的故障突发特性，检修优先级分为1～3级，数字越大级别越高。临时计划定为1级，月计划检修定为1级，紧急计划检修定为3级，。检修权重为上报单位根据自身情况定义的权重值，分为1～5级，数字越大权重越大，应优先安排检修。
4、检修子计划调整
对合并后的检修计划X进行调整，具体见实施例2。修编完成的检修计划一般要求生成年检计划，并一次性分解到日计划。
5、年度检修计划执行
各电网部门执行年度检修计划。如有突发故障，及时更新电网数据或本部门检修子计划，重新进行电网检修计划修编。
实施例2
本发明对检修子计划进行修编的实施例，主要流程如下：
1.标记X集合中所有检修序列为未修编状态。
2.检查停机条件。如果检修序列全部修编完毕，则修编算法停机；否则，算法转步骤3。
3.取出检修序列X中第一个尚未修编的检修Xi。
4.按照失电连锁效应枚举方式进行搜索，搜索原则为如执行检修Xi所有必然停电的设备的原则，形成检修集合S，基本方法如下：
(i)初始化集合S为队列，S的第一个元素为Xi；
(ii)按照先入先出原则，取出队列S中第一个未判断的设备Sk。
(iii)以Sk为目标，在X集合中进行搜索，搜索方法以在电能传递方向上，与设备Sk连接的节点度数为判定原则。节点度数定义为与此连接节点相连的设备数量。分为两类情况考虑：第一类：当Sk是开关、线路、发电机、变压器。可把Sk认为是一个有向边，考虑有向边指向的第一个连接节点。若节点度数等于2，这表明当Sk失电，此节点必然失电，并导致此连接节点相连的设备也失电。因此应把此连接节点相连的设备放入集合S尾端；否则，则集合S不作扩充。
第二类：如果Sk是母线，则X中与Sk的连接节点相连的全部设备放入队列S尾端。
(iv)检查停机条件，如果集合S中所有元素都已经判断完毕，则算法转步骤5，否则转步骤(ii)；
5.安排检修Xi在其最早可能的时间开始检修，同时尽量安排集合S中的其它检修Xs与Xi一起开始，同时更新X集合中相应检修计划为已修编。如果Xs发生冲突，则不对Xs进行处理。对集合S中所有检修修编完毕后，转步骤2。
其中，冲突可根据电网部门需求设定为以下约束条件的组合：
不重复停电规则：在一个电力系统中，一次停电可以解决的问题要全部解决。不允许因考虑不周，在同一时间周期内发生重复停电解决同一问题。
互斥检修原则：互为备用的电力设备检修不能安排在相同的时间段内。例如：某一用户由两条互为备用的供电线路供电，则这两条线路上的设备不能同时安排检修。
安全校验原则：设备检修有可能导致转供线路的传输线路功率过限，必须进行潮流计算校验，判断各节点、设备的供电能力和用电能力是否可以达到平衡。
时间不能更改原则：主要指上级调度部门制定的检修计划、事故抢修等，这类检修的起始时间可认为是不可更改的，故检修计划编排实际上对其无效。
上层计划优先原则：当编排检修计划时，如果其他因素一致，则属于上层的计划应优先安排。例如：编排计划时，如果两个检修有一个属于本月计划，另外一个属于临时计划，其他因素一致，则应优先安排属于本月的计划。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管按照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (1)
1.一种电网日常检修计划自动编排方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)数据采集，即通过软件协议从以下系统中获取电网运行和检修计划的相关数据：
电网数据采集，从电力设备管理系统中解析出电网网络拓扑结构和设备实体属性；
检修计划采集，从检修管理信息系统中获得各下辖电网部门上报的检修计划；(2)检修计划合并，按照字典序＜开工时间(早优先)、完工时间(早优先)、检修优先级(级别高优先)、检修权重(大优先)＞，对所有检修子计划进行简单排序，形成检修序列X；
(3)检修计划修编，通过循环调整得到优化的检修计划：
(A)标记X集合中所有检修计划序列为未修编状态，
(B)检查停机条件，如果检修序列全部修编完毕，则算法转步骤4；否则执行步骤(C)；
(C)取出检修序列X中第一个尚未修编的检修Xi，按照失电连锁效应枚举方式进行搜索，搜索原则为如执行检修Xi所有必然停电的设备的原则，形成检修集合S，基本方法如下：
(i)初始化集合S为队列，S的第一个元素为Xi；
(ii)按照先入先出原则，取出队列S中第一个未判断的设备Sk；
(iii)以Sk为目标，在X集合中进行搜索，搜索方法以在电能传递方向上，与设备Sk连接的节点度数为判定原则，节点度数定义为与此连接节点相连的设备数量，分为两类情况考虑：
第一类：如果Sk是开关、线路、发电机、变压器，若节点度数等于2，则与此连接节点相连的设备放入集合S尾端；否则，则集合S不作扩充，
第二类：如果Sk是母线，则X中与母线连接节点相连的全部设备放入队列S尾端；
(iv)检查停机条件，如果集合S中所有元素都已经判断完毕，则算法转步骤(D)，否则转步骤(ii)；
(D)安排检修xi在其最早可能的时间开始检修，同时尽量安排集合S中的其它检修Xs与xi一起开始，同时更新X集合中相应检修计划为已修编。如果Xs不满足约束条件，则不对xs进行处理，对集合S中所有检修修编完毕后，转步骤(B)，约束条件有不重复停电规则，互斥检修原则，安全校验原则，时间不能更改原则，上层计划优先原则；
(4)按照调整后的检修计划生成日常检修计划安排，如有突发故障，及时更新电网数据或本部门检修子计划，重新进行电网检修计划修编。
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