一体化检修计划优化管理系统的研究及实现.doc

一体化检修计划优化管理系统的研究及实现谢丽荣 1，杨乐勇 1，吴炳祥 1，罗亚洲 2(1.国电南瑞科技股份有限公司， 江苏省南京市 2100612.华北电网公司电力调度通信中心，北京，100001)摘要：提出一体化检修计划优化管理系统该系统对检修计划进行评估、优化、基态、静态、暂态和动态多维度一体化安全校核，通过基于电网运行经验专家库、评估指标分析、静态暂态动态校核等进行全过程的检修计划优化辅助决策检修计划优化调整贯穿整个编制过程实现了年度、月度、日前多周期，各周期多时段的检修计划优化管理，通过对电网日前及多未来模型的本地存储管理，在计划优化校核过程中自动匹配应用当前及未来多个网络模型关键词：检修计划优化调整；负荷供应充裕度；发电容量损失；安全校核；多模型应用0 引言 1电网规模化发展后，电网设备达到相当规模的水平，设备的种类也千差万别，各类设备的运行环境和运行情况也差异较大，各类设备的生命周期和检修周期不尽相同另外，目前电网迅速发展过程中，存在大量基建和技改的需要，为了保证电网按时、保质、保量的完成建设工作，电网运行过程中需要多次、不定性的进行设备停电和方式调整以配合基建和技改工作，加大了电网运行方式安排的难度和电网调整控制的难度。

目前的检修计划管理办法对检修计划执行方式下的电网是否满足供电安全和供电质量要求缺乏定量化的分析手段，无法快速捕捉各种检修方案下可能存在的静态安全、动态安全和暂态安全潜在风险，难以对检修计划进行优化分析和安排针对上述情况，结合考虑各类众多因素，提出了一体化检修计划优化管理系统的研究认真梳理各类设备检修计划工作需求，充分考虑未来发展的需要，积极合理采纳目前国内外在检修管理、优化等领域的经验和新技术，合理、科学地安排年度、月度及日检修计划1 系统方案本系统主要实现对检修计划进行评估、优化、基态、静态、暂态和动态多维度一体化安全校核，实现了基于电网运行经验专家库、评估指标分析、静态暂态动态校核的全过程检修计划优化辅助决策，校核检修计划的可行性安排检修计划优化调整贯穿整个编制过程实现了年度、月度、日前多周期，各周期多时段的检修计划优化管理，通过对电网日前及多未来模型的本地存储管理，在计划优化校核过程中自动匹配应用当前及未来多个网络模型一体化检修计划优化管理系统是一项非常复杂的系统工程，需要从其他系统接入电网模型、负荷预测数据、检修申请等信息，达到整合数据资源，实现检修计划的优化管理的目标，从而提高电网设备检修安排水平。

系统总体结构如图 1 所示：主要包括检修计划制定模块、检修计划申请审批模块、人十一五国家科技支撑计划重大项目“大电网安全防御信息支持系统研究” （2008BAA13B06）机界面和管理平台模块等组成检修计划制定模块的功能是完成年、月、日检修计划的制定、安全校核及优化，检修申请审批模块的功能是实现检修计划网络申请和发布、检修计划的审批流转和统计，人机界面和管理平台模块的功能是为工作人员提供友好的人机界面、管理其他模块的运行根据电力系统实际运行需求，检修计划编制周期分三类：年度、月度、日前年度检修计划编制结果用于指导运行单位申报月度检修申请，运行单位在申报月度检修计划时，可以选择已经批准的年度检修计划，自动重用检修工期和检修内容等信息，如果时间调整，则表示原年度检修计划需要变更如果申报月度检修计划时没有选择年度检修计划，则表示检修申请在年度计划中未考虑，为新增检修申请在月度检修计划中，保留对应年度检修计划的检修单号年检修计划制定模块月检修计划制定模块日检修计划制定模块检修计划申请 、 审批 、 统计 、 发布模块人机界面和管理平台状态检修系统模块年 、 月 、 日安全约束构建模块年 、 月 、 日网络模型构建模块年 、 月 、 日潮流 、 稳定数据等构建模块年 、 月 、 日故障集构建模块静态安全校核动态安全校核A C 2 总线接入模块与已有系统文件交换检修计划评估分析检修计划执行跟踪图 1 系统总体结构示意图月度检修计划编制结果用于指导运行单位申报日前检修申请，运行单位在申报日前检修计划时，可以选择已经批准的月度检修计划，自动重用检修工期和检修内容等信息，如果时间调整，则表示原月度检修计划需要变更。

如果申报日前检修计划时没有选择月度检修计划，则表示检修申请在月度计划中未考虑，为新增临时检修申请由于年度、月度和日前检修需要分别申请，因此年度检修计划不直接用于月度检修计划编制，月度检修计划也不直接进入日前检修计划编制2 检修计划编制流程设计针对不同的检修计划编制周期，总体业务流程大致相同，如图 21）初始信息输入 检修计划、状态检修信息输入：检修申请信息、输变电设备状态检修信息能输入系统在检修申请中，检修主体的选择范围包括机组、线路、变压器、开关、电容电抗器检修申请的内容包括：检修编号、设备名称（检修主体名称） 、对应月度检修计划单号（新增检修申请编号为空） 、检修开始时间、检修工期、最早开始时间、最迟结束时间、检修影响容量等 负荷预测信息输入：负荷预测系统的负荷预测信息能输入系统 联络线计划数据的输入：联络线计划数据能够输入系统 当前或未来网络模型输入：当前或未来网络模型能输入系统，结合实际基建投产信息，并可人工调整以上信息均能自动保存至数据库，在计划编制时根据时间筛选出检修计划编制日期的检修计划，然后自动匹配相应时间的电网模型，方式数据，负荷预测、联络线计划，构建潮流计算数据，并启动检修计划预评估与优化计算。

2）检修计划评估与优化对于提交来的检修计划，首先进行评估前的优化，过滤掉一些明显不满足安全性的问题，然后进行基于负荷供应充裕度和发电容量损失的安全性评估，根据安全评估分析出现的问题，进行进一步优化，并给出优化辅助决策，调整检修计划或者负荷指标，经人工确认或调整检修计划、负荷后，进行安全校核日前检修计划编制优化空间较小，所以不做优化分析3）安全校核通过初始检修计划制定发电计划后，进行静态、动态、暂态的全维度多时段的安全校核，并输出校核结果，为检修计划制定和运行提供建议安全校核的数据由典型潮流、稳定数据构建模块自动生成，可人工干预4）审批、发布、执行跟踪检修计划通过安全校核后，需要提交到调度业务数字支撑系统审批，审批通过后的检修计划需要在一体化检修计划优化管理系统中备案，在检修计划执行完成后，同样要将实际执行信息由调度业务数字支撑系统提交到一体化检修计划优化管理系统备案另外，本系统还能够为其他系统以电子文档的形式发布已经确定的检修计划图 2 检修计划制定流程示意图检修计划申报年 、 月 、 日发输变电设备检修计划评估后优化静态 、 动态等安全校核网络模型与安全约束故障集安全约束校核通过计划批准发布至运行单位及调度处执行人工干预 、 调整计划统计是否是否自动关联配合检修申请检修计划评估分析执行跟踪评估前优化负荷预测联络线计划3 关键技术研究3.1 基于负荷供应充裕度和等效发电容量损失的检修计划评估分析负荷充裕度评估的目的是分析检修对负荷需求供应能力的影响，评价在设定的检修计划模式下，各负荷需求供应的充足程度。

对负荷供应充裕度的评估落实到每一个母线负荷节点上负荷供应充裕度计算分时段进行如日检修计划的负荷供应充裕度评估可以分 24 个时间点进行，即每小时评估一个断面在已知基态潮流下，在每一时段考虑相应的待评估的检修计划，计算支路有功对负荷有功的灵敏度，通过计算在支路的热稳定限值下，还能再增长多少出力，即 -P，根据支路对负荷的有功灵敏度计算负荷最多还能增长多少功率maxP针对某一时段的某一负荷 j，在考虑所有支路的影响后，计算所得的 min{ , …… ……}即为在相应检修下负荷 j 能增长的最大功率，也即负荷的1jldmaxP2jldaild裕度1）iiijldaxjsen其中： 表示支路 i 的热稳极限功率， 表示当前潮流的支路 i 的功率， 表示负imiPijsen荷 j 对支路 i 的灵敏度， 表示在支路 i 的限制下，负荷 j 能增长的最大出力ijldmaxP因为灵敏度 反应了支路和负荷的相关性，相关性越大， 值就越大，而ijsen ijs反应了支路的热稳定裕度，也即能保证该支路运行在安全范围内最大的有功功率iaxiP上升空间， 值越小，该支路的热稳定裕度越小，也就造成和该支路相关性越大的imaxi负荷的充裕度 值越小，因此公式能够很好的反映检修状态下负荷供应充裕度的情况。

jld另外，由于要拉高支路潮流，以计算负荷的功率上升空间，根据实际系统运行的经验，此功率的贡献一般由系统内多台机组提供，因此，此处使用的灵敏度为考虑多机平衡的灵敏度，根据经验，系统中有大量的备用，足够负荷增长的需要，换句话说，负荷在增长到一定程度时，支路早已越限，而此时系统中还有大量备用一体化检修计划优化管理系统的主要目的就是在保障设备安全的情况下，合理组织电网输电设备检修和发电设备检修，充分保障用电需求得到安全、稳定、可靠的满足通过对设备检修计划进行优化调整，尽可能提高电网输电能力，提高发电可用容量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对发电容量损失进行评估,可以避免负荷高峰时段检修以及同一输电通道上多个输电设备同时检修；同时鼓励发、输电设备同时检修对可用发电容量产生影响的检修分为两种：机组检修和支路检修本文对可用发电容量损失的定义是描述性的，不是准确的检修评估数据模型变量 作为 t 时段发电机 对检修设备 j 的灵敏度参数，变量 为发电机 的tijSens, iGiPiG额定功率， 为 t 时段系统总负荷。

如果是发电机检修，则 =1；如果是支路 j 检L, tiSens,修，则可以通过灵敏度计算得出发电机 对该支路的灵敏度 发电容量损失可以i j,通过如下公式计算得到：(2) , , ,t,tt(maxin())ijtiitisi j siSespSenpLL如果机组在 t 时段检修，则 ＝1，否则去 0机组可用容量的损失来自机组检ti,修的直接影响和线路、变压器检修的间接影响，每一类的影响都不超过机组额定容量，取二者之间的最大值如果同一通道的发、输电设备设备同时检修，则计算的值肯定比较小公式将 作为因子，即, ,max(in))ijtiitijSespSensptsL,充分考虑了该时段负荷需求所造成的影响，如果该时段负荷需求很大，则公式计算所得发电容量损失也会增大，这和避免负荷高峰时安排检修的目标是契合的另外，本公式将作为除数，是为了实现归一化处理，归一化处理后所得值应该是一个不是很大的值，,ttsL便于直观的看出发电容量损失的指标变化了多少可以通过上式所得值进行发电容量损失的评估发电容量损失的计算是分时段进行的，如日检修计划编制中的发电容量损失评估，可以分 24 个时段进行，可以得到 24 个发电容量损失值，通过比较每个时段检修计划的变化，分析得到每个检修计划所引起的发电容量损失的变化。

3.2 多周期多维度检修优化辅助决策检修优化辅助决策包括基于电网运行经验专家库、评估指标分析、静态暂态动态校核的全过程检修计划优化辅助决策基于电网运行经验专家库的优化辅助决策，根据实际电网运行经验给出检修计划的优化调整建议比如：检修应与系统负荷配合，在系统负荷较小时期进行；检修不应过于集中，应尽量错开；保障 500 千伏主网、地区电网安全运行等原则通过基于电网运行经验专家库的优化辅助决策过程，可以过滤掉一些明确不能满足安全性能指标的检修计划，并对其执行时间进行自动调整基于评估指标分析的优化是根据负荷充裕度评估的结果，如果某一时段的有负荷充裕度不足，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。