CN109472381A - 一种保电设备检修作业优化方法 - Google Patents

一种保电设备检修作业优化方法 Download PDF

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Abstract

一种保电设备检修作业优化方法，用于当保电设备发生故障时，进行保电设备的切换和检修车辆的调配，将重要的保电设备设置为一级设备，为每个一级设备设置备用设备，当一级设备发生故障时，先切换至备用设备供电，再进行检修，检修完成后再切换回原一级设备。本发明围绕及时应对保供电故障排除这一目标，根据保电线路以及同一保电线路上不同设备在不同时段的重要性不同，对故障排除的优先级进行排序，综合当前路况、距离以及车流量进行检修车辆的调度，选择用时最短的检修车辆到达优先级更高的故障设备处进行故障排除，保证保电任务的质量和效率。

Description

一种保电设备检修作业优化方法
技术领域
本发明涉及电力系统自动化领域领域，特别涉及一种保电设备检修作业优化 方法。
背景技术
随着经济生活各方面的飞速发展，越来越多地面临一些重要会议、高规格活 动和重量级接待任务，对各级供电公司保供电能力也提出了更多更高的要求。电 力系统保证供电需求，处理突发事故、保障电网安全运行的平台，要解决的核心 问题是突发事件发生后，如何在最短的时间内做出全面响应，保证供电任务的可 靠、迅捷，从而最大限度的减少事故造成的损失，提升供电服务水平和供电保障 能力。在目前的保供电工作中，检修车辆的调度主要依赖于指挥者的主观判断， 缺乏科学的规划，也无法兼顾重要保电对象，不利于对突发故障设备的及时检修， 因此需要结合保电设备的优先级对保电检修车辆的调度方法进行优化。
中国专利CN 101105891 A，公开日2008年1月16日，一种应用于电力系统 的GPS车辆监控调度系统，包括车载终端设备、无线通信网络、监控调度中心以 及具有智能调度算法和故障处理时间统计模型的任务分派系统，通过具有智能调 度算法和故障处理时间统计模型的任务分派系统监督和分派维修任务，实现对 GPS车辆的监控和调度，其不足之处在于侧重于对车辆的调度方法，当出现多处 设备出现故障时，未考虑如何根据设备的优先级进行最优的车辆调度。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的无法根据设备的优先级进行最 优的车辆调度问题，提供了一种保电设备检修作业优化方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种保电设备检修作业优化方 法，用于当保电设备发生故障时，进行保电设备的切换和检修车辆的调配，将重 要的保电设备设置为一级设备，为每个一级设备设置备用设备，当一级设备发生 故障时，先切换至备用设备供电，再进行检修，检修完成后再切换回原一级设备， 过程包括以下步骤：
S1：导入保电线路拓扑结构和检修车辆位置信息，建立保电设备集合[X]和检修车辆集合[Y]；
S2：将故障设备信息纳入到集合[X′]中；
S3：将集合[X′]中的一级设备供电线路切换至备用设备上；
S4：t时刻，确定集合[X′]内的检修优先级[X′1，X′2，...，X′i]，若集合[X′]为空，则等待时间Δt后重新执行本步骤；
S5：根据故障设备X′i周围一定范围内检修车辆Y的状态，确定处于待命状态的检修车辆Y1的集合[X′iY11，X′iY12，...，X′iY1j]；
S6：选择最优检修车辆X′iY′1j调度至故障设备X′i处进行检修；
S7：i＝i+1，跳转至S5；
S8：当t＝t+Δt时，更新故障设备集合[X′]，跳转至S3。
作为优选，所述步骤S4中集合[X′]内的检修优先级[X′1，X′2，...，X′i]根据保 电优先系数决定，所述保电优先系数＝保电权重*设备优先系数；保电优先系数越 小，检修优先级越高。
作为优选，所述保电权重＝用户等级*任务等级；保电权重的大小由该线路上 的保电用户和保电任务决定，每条保电线路上连接若干类保电用户，承担若干项 保电任务，每类保电用户对应相应的用户等级，每项保电任务对应相应的任务等 级，该任务等级会根据时段的变更进行变更。
作为优选，所述设备优先系数由该保电设备所连接的负载类型、负载数量、 负载使用率以及负载故障率决定，所述设备优先系数＝∑故障率/(负载数量* 使用率*比重系数)，设备优先系数越小，设备优先性越高；每个时段针对各 个负载类型设置相应的比重系数。
作为优选，所述步骤S5检修车辆Y的状态包括待命、工作、维护以及故障四 种：处于待命状态时状态为Y1；对故障设备X′i进行检修时状态为Y2；处于车辆维 护或维修状态时状态为Y3；出现故障时状态为Y4；选中检修车辆X′iY1j对故障设备 X′i进行检修时，检修车辆X′iY1j的状态从Y1转换为Y2，检修结束后，该车辆的状态 从Y2转换为Y1；所述步骤S5保电设备状态包括正常、故障以及检修中，X表示 正常，X′表示故障设备，X″表示检修中；进行到步骤S6时故障设备X′的状态转 化为X″；检修完成后保电设备的状态转化为X，当一级设备的状态转化为X时， 供电线路从备用设备切回该一级设备。
作为优选，所述步骤S6中选择最优检修车辆X′iY111的方法是指：计算集合 [X′iY11，X′iY12，....，X′iY1j]内各元素到达故障设备X′i所需的时间建立时间集合所述最优检修车辆
作为优选，所述时间 其中， 表示车流情况，将检修车辆Y1j与故障设备X′i之间路段上的车流量划分为若 干区间，每个区间对应相应的系数，车流量越大，系数越小；表 示检修车辆Y1j与故障设备X′i之间的路况系数；表示检修车辆Y1j与故障设备 X′i之间的距离。
作为优选，所述一级设备集是指：设备检修优先级[X′1，X′2，...，X′i]排在前列 的设备归入一级设备集[F0]，其他设备归入备选设备集[Bc]，且o≤(o+c)/3。
作为优选，若备选设备Bc的供电余量为一级设集F0用电量的1.2-1.5倍，则 该备选设备Bc作为一级设集F0的备用设备；若备选设备集[Bc]内元素的供电余量 均小于一级设集F0用电量1.2倍，则在该一级设备F0处设置UPS供电电源，并选 择备选设备集[Bc]内供电余量最大者作为一级设备F0的备用设备，为一级设备F0的重要用电设备提供备用电；所述供电余量＝设备最大供电量-用电量。
本发明的实质性效果：围绕及时应对保供电故障排除这一目标，根据保电 线路以及同一保电线路上不同设备在不同时段的重要性不同，对故障排除的优先 级进行排序，综合当前路况、距离以及车流量进行检修车辆的调度，选择用时最 短的检修车辆到达优先级更高的故障设备处进行故障排除，保证保电任务的质量 和效率；当故障发生时，将重要的设备设为一级设备，对于一级设备先将供电线 路切换至备用供电设备供电，待检修完成后再切回原一级设备供电，以保证重要 活动的保电需求。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
一种保电设备检修作业优化方法，用于当保电设备发生故障时，进行检修车 辆的调配，包括以下步骤：
S1：导入保电线路拓扑结构和检修车辆位置信息，建立保电设备集合[X]和检修车辆集合[Y]；
保电设备集合[X]和检修车辆集合[Y]均根据水平面坐标进行编号。
S2：将故障设备纳入到集合[X′]中；
设备发生故障时，控制中心会自动进行设备状态的切换，将故障设备纳入到 集合[X′]中。
S3：将集合[X′]中的一级设备供电线路切换至备用设备上；
所一级设备集是指：设备检修优先级[X′1，X′2，...，X′i]排在前列的设备归入一级设备集[F0]，其他设备归入备选设备集[Bc]，且o≤(o+c)/3。若备选设备Bc的 供电余量为一级设集F0用电量的1.2-1.5倍，则该备选设备Bc作为一级设集F0的 备用设备；若备选设备集[Bc]内元素的供电余量均小于一级设集F0用电量1.2倍， 则在该一级设备F0处设置UPS供电电源，并选择备选设备集[Bc]内供电余量最大 者作为一级设备F0的备用设备，为一级设备F0的重要用电设备提供备用电。备选 设备Bc的供电余量为一级设集F0用电量的1.2-1.5倍，是选择为备用设备的电量 需求，目的在于保证备用设备不会超负荷运行，保证供电的稳定性和安全性。供 电余量＝供电余量＝设备最大供电量用电量，每台供电设备上连接若干种不同的 用电负载，供电设备的用电量是所有负载用电量的总和。
S4：t时刻，确定集合[X′]内的检修优先集[X′1，X′2，...，X′i]，若集合[X’]为空，则等待时间Δt后重新执行本步骤；
集合[X′]内的检修优先级[X′1，X′2，...，X′i]根据保电优先系数决定，保电优 先系数＝保电权重*设备优先系数；保电优先系数越小，检修优先级越高。
故障设备X′的保电优先系数＝保电权重*设备优先系数；保电优先系数越小， 检修优先级越高；保电权重用于综合评价每条保电线路的重要性，保电权重＝用 户等级*任务等级；保电线路的重要性与该线路上的保电用户和保电任务有关， 根据不同时段的用电场景，将保电任务分为会议、就餐、休闲、就寝、接待...... 等若干下级任务，不同时段，每个下级任务的重要性都不尽相同，例如办公时间 要优先保证会议用电，夜间要优先保证就寝用电，吃饭时间优先保证就餐用 电......需要根据时间段对这些下级任务的重要性进行划分，用任务等级来代表 下级任务的重要程度，重要程度越高，任务等级系数越小；将保电用户分为不同 的等级，例如一般会议、重要会议、高级会议等，用户等级即为该保电用户的等 级系数，用户等级越高，系数越小，任务等级会根据时段的变更进行变更；
设备优先系数＝∑故障率/(负载数量*使用率*比重系数)；每台保电设备 的用电情况与负载类型、负载数量、使用率、故障率有关，每个时段针对每个负 载类型设置相应的比重系数，例如一台照明设备，负载类型可能包括：吊顶灯、 台灯、插座等，每种负载类型有数量和使用频率、故障率的差异，在白天光线充 足时，吊顶灯、台灯的比重系数比较低，相应的该时段的使用率和故障率也就较 低；到了夜间，吊顶灯、台灯的比重系数就会变大，使用率和故障率也就提高了；
总而言之，保电优先级是根据不同时段进行动态更新的，以便于根据具体的 使用情况，当故障发生时，优先保证优先级更高的保电任务或保电对象的用电需 求，机动的进行检修车辆的调配。
S5：根据故障设备X′i，周围一定范围内检修车辆Y的状态，确定处于待命状态的检修车辆Y1的集合[X′iY11，X′iY12，...，X′iY1j]；
检修车辆Y的状态包括待命、工作、维护以及故障四种：处于待命状态时状 态为Y1；对故障设备X′i进行检修时状态为Y2；处于车辆维护或维修状态时状态为 Y3；出现故障时状态为Y4；选中检修车辆X′iY1j对故障设备X′i进行检修时，检修车 辆X′iY1j的状态从Y1转换为Y2，检修结束后，该车辆的状态从Y2转换为Y1，，当车 辆处于维修、维护状态时该车辆状态转换为Y3，出现故障状态转换为Y4，一方面 指挥端能及时掌握整个检修车辆系统的工作情况，另一方便也便于车辆调配的精 准性。
S6：选择最优检修车辆X′iY′1j调度至故障设备X′i处进行检修；
保电设备状态包括正常、故障以及检修中， X表示正常，X′表示故障设备，X″表示检修中；进行到步骤S5时设备X′的状态 转化为X″；检修完成后保电设备的状态转化为X，当一级设备的状态转化为X时， 供电线路从备用设备切回该一级设备。
选择最优检修车辆X′iY1j1的方法是指：计算集合[X′iY11，X′iY12，...，X′iY1j] 内各元素到达故障设备X′i所需的时间建立时间集合 最优检修车辆 其中，表示车流情况，将检修 车辆Y1j与故障设备X′i之间路段上的车流量划分为若干区间，每个区间对应相应 的系数，车流量越大，系数越小；表示检修车辆Y1j与故障设备X′i之间的路况系数，的大小根据以往的历史数据进行设置，例如路况非常好，路况一般，路况糟糕，表示检修车辆Y1j与 故障设备X′i之间的距离，为故障设备和检修车辆之间的最短路径距离，根 据水平坐标结合GIS地图，进行最短路径规划；
S7：i＝i+1，跳转至S5；
按照优先顺序逐个为故障设备X′安排检修车辆。
S8：当t＝t+Δt时，更新故障设备集合[X′]，跳转至S3；
故障设备集合[X′i]每隔Δt更新一次，以应对随时发生的设备故障，使得优 先级较高的故障设备能及时得到检修。
以上所述实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上 的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其他的变体及改型。

Claims (9)

1.一种保电设备检修作业优化方法，用于当保电设备发生故障时，进行保电设备的切换和检修车辆的调配，其特征在于，将重要的保电设备设置为一级设备，为每个一级设备设置备用设备，当一级设备发生故障时，先切换至备用设备供电，再进行检修，检修完成后再切换回原一级设备，过程包括以下步骤：
S1：导入保电线路拓扑结构和检修车辆位置信息，建立保电设备集合[X]和检修车辆集合[Y]；
S2：将故障设备纳入到集合[X′]中；
S3：将集合[X′]中的一级设备供电线路切换至备用设备上；
S4：t时刻，确定集合[X′]内的检修优先级[X′1，X′2，...，X′i]，若集合[X′]为空，则等待时间Δt后重新执行本步骤；
S5：根据故障设备X′i周围一定范围内检修车辆Y的状态，确定处于待命状态的检修车辆Y1的集合[X′iY11，X′iY12，...，X′iY1j]；
S6：选择最优检修车辆X′iY′1j调度至故障设备X′i处进行检修；
S7：i＝i+1，跳转至S5；
S8：当t＝t+Δt时，更新故障设备集合[X′]，跳转至S3。
2.根据权利要求1所述的一种保电设备检修作业优化方法，其特征在于，所述步骤S4中集合[X′]内的检修优先级[X′1，X′2，...，X′i]根据保电优先系数决定，所述保电优先系数＝保电权重*设备优先系数；保电优先系数越小，检修优先级越高。
3.根据权利要求2所述的一种保电设备检修作业优化方法，其特征在于，所述保电权重＝用户等级*任务等级；保电权重的大小由该线路上的保电用户和保电任务决定，每条保电线路上连接若干类保电用户，承担若干项保电任务，每类保电用户对应相应的用户等级，每项保电任务对应相应的任务等级，该任务等级会根据时段的变更进行变更。
4.根据权利要求2所述的一种保电设备检修作业优化方法，其特征在于，所述设备优先系数由该保电设备所连接的负载类型、负载数量、负载使用率以及负载故障率决定，所述设备优先系数＝∑故障率/(负载数量*使用率*比重系数)，设备优先系数越小，设备优先性越高；每个时段针对各个负载类型设置相应的比重系数。
5.根据权利要求1所述的一种保电设备检修作业优化方法，其特征在于，所述步骤S5检修车辆Y的状态包括待命、工作、维护以及故障四种：处于待命状态时状态为Y1；对故障设备X′i进行检修时状态为Y2；处于车辆维护或维修状态时状态为Y3；出现故障时状态为Y4；选中检修车辆X′iY1j对故障设备X′i进行检修时，检修车辆X′iY1j的状态从Y1转换为Y2，检修结束后，该车辆的状态从Y2转换为Y1；
所述步骤S5保电设备状态包括正常、故障以及检修中，X表示正常，X′表示故障设备，X″表示检修中；进行到步骤S6时故障设备X′的状态转化为X″；检修完成后保电设备的状态转化为X，当一级设备的状态转化为X时，供电线路从备用设备切回该一级设备。
6.根据权利要求1所述的一种保电设备检修作业优化方法，其特征在于，所述步骤S6中选择最优检修车辆X′iY1j1的方法是指：计算集合[X′iY11，X′iY12，...，X′iY1j]内各元素到达故障设备X′i所需的时间建立时间集合所述最优检修车辆
7.根据权利要求6所述的一种保电设备检修作业优化方法，其特征在于，所述时间
其中，表示车流情况，将检修车辆Y1j与故障设备X′i之间路段上的车流量划分为若干区间，每个区间对应相应的系数，车流量越大，系数越小；表示检修车辆Y1j与故障设备X′i之间的路况系数；表示检修车辆Y1j与故障设备X′i之间的距离。
8.根据权利要求1所述的一种保电设备检修作业优化方法，其特征在于，所述一级设备集是指：设备检修优先级[X′1，X′2，...，X′i]排在前列的设备归入一级设备集[F0]，其他设备归入备选设备集[Bc]，且o≤(o+c)/3。
9.根据权利要求8所述的一种保电设备检修作业优化方法，其特征在于，若备选设备Bc的供电余量为一级设集F0用电量的1.21.5倍，则该备选设备Bc作为一级设集F0的备用设备；
若备选设备集[Bc]内元素的供电余量均小于一级设集F0用电量1.2倍，则在该一级设备F0处设置UPS供电电源，并选择备选设备集[Bc]内供电余量最大者作为一级设备F0的备用设备，为一级设备F0的重要用电设备提供备用电；所述供电余量＝设备最大供电量-用电量。
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