CN110084447A - 一种电力设备的风险评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力设备的风险评估方法，首选计算出现有电力设备的导则风险值，根据导则风险值判断出现有电力设备是否处于高风险等级；同时算出现有电力设备和新设备的等额年金，比较两者大小判断现有电力设备是否处于高风险等级；同时计算各种失效模式的风险评估指标，并把风险评估指标最大值作为可靠性风险值，根据可靠性风险值判断出现有设备是否处于高风险等级；上述过程中若至少一个步骤的判断结果为设备处于高风险等级，则判断为现有电力设备的综合风险状态为高风险状态，需尽快进行运维操作或更换新设备。本发明可对现有电力设备的状态进行综合全面的整体性风险评估，评估准确度高，提高了设备运维决策的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及电网电力技术领域，具体涉及一种电力设备的风险评估方法。
背景技术
在电力系统中，电力设备的运维工作，是保证设备正常运行的重要措施，为了提高运维的准确性，降低资源浪费，通常需要对电力设备进行风险评估，现有技术中，对于正常的风险，主要是根据设备故障老化的模型或者电监会发布的“可靠性指标”来评估设备的故障概率的，对于潜伏性质及异常性质的故障风险则是根据故障的模式来进行风险评估的，但是现有的风险评估方式准确度较低，无法准确地为运维工作提供相应的决策参考。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电力设备的风险评估方法，能够对现有电力设备的状态进行综合的和全面的整体性风险评估，评估准确度高，提高了设备运维决策的准确度。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：
一种电力设备的风险评估方法，包括以下步骤：
1)对现有电力设备的资产值、平均故障率和资产损失度进行评估计算；再根据资产值、平均故障率和资产损失度得出现有电力设备的导则风险值，根据导则风险值判断出现有电力设备是否处于高风险等级；
2)计算出现有电力设备的等额年金EAC旧，以及购买新设备代替现有电力设备时新设备的等额年金EAC新，如果EAC新>EAC旧，则判断为现有电力设备处于高风险等级，如果EAC新＝EAC旧，则判断为现有电力设备处于中风险等级；如果EAC新<EAC旧，则判断为现有电力设备处于低风险等级；
3)根据现有电力设备失效模式的灰色关联度计算各种失效模式的风险评估指标，并把风险评估指标最大值对应的失效模式的失效概率作为现有电力设备在风险模式下的失效概率，且将风险评估指标最大值作为现有电力设备的可靠性风险值，根据可靠性风险值判断出现有电力设备是否处于高风险等级；
4)若步骤1)、步骤2)、步骤3)中至少一个步骤的判断结果为现有电力设备处于高风险等级，则判断为现有电力设备的综合风险状态为高风险状态，需要尽快进行运维操作或更换新设备。
所述步骤1)中导则风险值等于资产值、平均故障率和资产损失度的乘积。
所述步骤2)中现有电力设备的等额年金EAC旧根据以下公式计算得出：
新设备的等额年金EAC新根据以下公式计算得出：
式中：NPV新表示新设备的净现值，C′表示购置成本，N表示新设备运行年限，Mi表示新设备第i年的维护费用，r表示年利率，NPV旧表示现有电力设备的净现值，R表示现有电力设备的预期剩余寿命，HMi表示现有电力设备第i年的维护费用。
所述步骤3)中风险评估指标根据以下公式计算得出：
式中γj表示第j种失效模式的风险评估指标，wt表示风险评估权重，ζ(x0(t),xj(t))表示灰色关联度，n表示n种失效模式的评价指标，x0(t)表示第一种失效模式的失效矢量，xj(t)表示第j种失效模式的失效矢量。
所述资产损失度等于设备的损失程度、损失概率和损失程度权重的乘积。
所述步骤4)中运维操作包括巡视、检查、试验和检修。
本发明具有以下有益效果：本发明的电力设备的风险评估方法可对现有电力设备的状态进行综合的和全面的整体性风险评估，评估准确度高，提高了设备运维决策的准确度，从而进一步提高设备的实际运行年限，并减少相应成本的支出。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
一种电力设备的风险评估方法，包括以下步骤：
1)导则评估：对现有电力设备进行资产值、平均故障率和资产损失度的评估计算；再根据资产值、平均故障率和资产损失度得出现有电力设备的导则风险值，根据风险值和风险级别的对应关系表(表1)判断出现有电力设备是否处于高风险等级；若导则风险值大于或等于三，则判断为现有电力设备处于高风险等级；
表1风险值和风险级别的对应关系表
| 风险级别分类 | I(高风险) | II(中风险) | III(低风险) | IV(极低风险) |
| 风险值(RK) | RK≥3 | 3>RK≥0.5 | 0.5>RK≥0.1 | RK<0.1 |
其中导则风险值等于资产值、平均故障率和资产损失度的乘积，即导则风险值＝资产值*平均故障率*资产损失度。
资产损失度等于设备的损失程度、损失概率和损失程度权重的乘积，即资产损失度＝(损失程度*损失概率)*损失程度权重。资产损失度的考虑因素包括成本、环境、人身安全和电网安全。
资产值是根据设备价值、设备地位和用户等级加权计算得出，设备价值是根据电压等级来确定；
平均故障率的计算具体为：根据设备状态评价分值CI、比例系数K、曲率系数C计算出现有电力设备的平均故障率。
2)基于经济性对现有电力设备进行评估：计算出现有电力设备的等额年金EAC旧，以及购买新设备代替现有电力设备时新设备的等额年金EAC新，如果EAC新>EAC旧，则判断为现有电力设备处于高风险等级，如果EAC新＝EAC旧，则判断为现有电力设备处于中风险等级；如果EAC新<EAC旧，则判断为现有电力设备处于低风险等级；
其中，现有电力设备的等额年金EAC旧根据以下公式计算得出：
新设备的等额年金EAC新根据以下公式计算得出：
式中：NPV新表示新设备的净现值，C′表示购置成本，N表示新设备运行年限，Mi表示新设备第i年的维护费用，r表示年利率，NPV旧表示现有电力设备的净现值，R表示现有电力设备的预期剩余寿命为R年，R＝N-现有电力设备已运行年数，HMi表示现有电力设备第i年的维护费用,一般情况下，HMi＝Mi。
3)基于可靠性对现有电力设备进行评估：根据现有电力设备失效模式的灰色关联度计算各种失效模式的风险评估指标，比较各种失效模式的风险评估指标的大小，把风险评估指标最大值对应的失效模式的失效概率作为现有电力设备在风险模式下的失效概率，并将风险评估指标最大值作为现有电力设备的可靠性风险值，根据风险值和风险级别的对应关系表(表1)判断出现有电力设备是否处于高风险等级；若可靠性风险值大于或等于三，则判断为现有电力设备处于高风险等级；
上述步骤3)具体为：
31)计算现有电力设备在每种失效模式下的失效概率，并依据计算出的失效概率建立风险评估矩阵，其中失效概率＝每种故障发生次数/各种故障发生总次数；
32)建立参考矩阵，失效模式的风险排序是相对于一定的参考基准而言的，从产品或系统可靠性的角度考虑，参考矩阵是选择失效模式各变量的最优值而建立的；
33)参考风险评估矩阵和参考矩阵计算失效模式的灰色关联度，并将灰色关联度的值代入以下公式计算出各种失效模式的风险评估指标：
式中：γj表示第j种失效模式的风险评估指标，n表示共有n种失效模式的评价指标，wt表示风险评估权重，ζ(x0(t),xj(t))表示灰色关联度；
其中，灰色关联度ζ(x0(t),xj(t))根据以下公式进行计算得出：
式中x0(t)表示第一种失效模式的失效矢量，xj(t)表示第j种失效模式的失效矢量，δ为分辨系数，δ∈(0,1)。
34)将各种失效模式的风险评估指标值按照从大到小的顺序进行排序，并将风险评估指标最大值对应的失效模式的失效概率作为现有电力设备在风险模式下的失效概率，且将风险评估指标最大值作为现有电力设备的可靠性风险值，例如若γ1＞γ2＞γ3＞γ4，则把γ1所对应的失效模式的失效概率作为现有电力设备的失效概率，并把γ1作为现有电力设备的可靠性风险值，再根据风险值和风险级别的对应关系表(表1)判断出现有电力设备是否处于高风险等级；若可靠性风险值大于或等于三，则判断为现有电力设备处于高风险等级；
4)若步骤1)、步骤2)、步骤3)中至少一个步骤的判断结果为现有电力设备处于高风险等级，则判断为现有电力设备的综合风险状态为高风险状态，需要尽快对现有电力设备进行运维操作或更换新设备，否则可继续使用现有电力设备而不进行运维操作。
其中，运维操作包括巡视、检查、试验和检修。
其中，步骤1)、步骤2)和步骤3)的顺序可调整，例如步骤1)可放在步步骤3)之后执行；步骤3)可放在步骤1)之后且在步骤2)之前执行。
本实施例的风险评估方法尤其适用于特高压输电系统中电力设备的风险评估。
本实施例可综合导则评估、经济性和可靠性对现有电力设备的状态进行综合的整体风险评估，评估准确度高，便于根据评估结果准确做出运营检修的决策，例如修理后再次投运或更换设备等决策，从而减少运检相关的工作，提高设备的实际运行年限，并减少相应成本的支出。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (6)
1.一种电力设备的风险评估方法，其特征是，包括以下步骤：
1)对现有电力设备的资产值、平均故障率和资产损失度进行评估计算；再根据资产值、平均故障率和资产损失度得出现有电力设备的导则风险值，根据导则风险值判断出现有电力设备是否处于高风险等级；
2)计算出现有电力设备的等额年金EAC旧，以及购买新设备代替现有电力设备时新设备的等额年金EAC新，如果EAC新>EAC旧，则判断为现有电力设备处于高风险等级，如果EAC新＝EAC旧，则判断为现有电力设备处于中风险等级；如果EAC新<EAC旧，则判断为现有电力设备处于低风险等级；
3)根据现有电力设备失效模式的灰色关联度计算各种失效模式的风险评估指标，并把风险评估指标最大值对应的失效模式的失效概率作为现有电力设备在风险模式下的失效概率，且将风险评估指标最大值作为现有电力设备的可靠性风险值，根据可靠性风险值判断出现有电力设备是否处于高风险等级；
4)若步骤1)、步骤2)、步骤3)中至少一个步骤的判断结果为现有电力设备处于高风险等级，则判断为现有电力设备的综合风险状态为高风险状态，需要尽快进行运维操作或更换新设备。
2.如权利要求1所述的电力设备的风险评估方法，其特征是，所述步骤1)中导则风险值等于资产值、平均故障率和资产损失度的乘积。
3.如权利要求1所述的电力设备的风险评估方法，其特征是，所述步骤2)中现有电力设备的等额年金EAC旧根据以下公式计算得出：
新设备的等额年金EAC新根据以下公式计算得出：
式中：NPV新表示新设备的净现值，C′表示购置成本，N表示新设备运行年限，Mi表示新设备第i年的维护费用，r表示年利率，NPV旧表示现有电力设备的净现值，R表示现有电力设备的预期剩余寿命，HMi表示现有电力设备第i年的维护费用。
4.如权利要求1所述的电力设备的风险评估方法，其特征是，所述步骤3)中风险评估指标根据以下公式计算得出：
式中γj表示第j种失效模式的风险评估指标，wt表示风险评估权重，ζ(x0(t),xj(t))表示灰色关联度，n表示n种失效模式的评价指标，x0(t)表示第一种失效模式的失效矢量，xj(t)表示第j种失效模式的失效矢量。
5.如权利要求1所述的电力设备的风险评估方法，其特征是，所述资产损失度等于设备的损失程度、损失概率和损失程度权重的乘积。
6.如权利要求1所述的电力设备的风险评估方法，其特征是，所述步骤4)中运维操作包括巡视、检查、试验和检修。
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