智能电网条件下输电检修优化模式与实施方案研究

摘要

目前，低碳经济发展模式已被各国广泛认同并逐步推行，以应对气候变化、实现可持续发展。我国一次能源消费中，煤炭比例长期保持在70％以上。在低碳经济发展模式下，面对高碳型的电源结构，电力行业已成为我国实现节能减排的关键。推进智能电网建设，是电力行业转变发展方式，逐步实现向低碳经济转型的必然趋势。在此过程中，电网中将引入大量先进电力电子技术、可再生能源、微网等智能化因素，以提高能源的利用效率、减少温室气体排放，这将在一定程度上给我国传统输电检修模式带来新的机遇与挑战。一方面，随着清洁能源分散接入，电网规模日趋庞大，电网结构日益复杂，电网施工安装、运行维护检修及其技术管理的工作量也呈阶梯式增长，此时，如何针对输电检修面临的新状况，采取有效的方式方法确定输电检修策略，缩小影响范围，对于确保电网的安全稳定具有重要的理论意义;另一方面，在线监测技术、智能电网状态检测技术等先进技术的引入，为电网安全风险评估、设备故障诊断和状态检修等提供了技术支持，此时，如何充分利用智能电网的技术优势，确定有效的输电检修实施方案，对于智能电网条件下的输电检修具有重要的实践意义。因此，研究智能电网条件下输电检修优化模式与实施方案具有重要的理论和实践意义。
　　本文针对智能电网建设对输电检修产生的影响，研究智能电网条件下输电检修的优化模式与实施方案。
　　第一，从设备故障、故障检测及诊断、设备故障风险评估以及设备故障检修等方面，分析输电检修优化理论，为论文的深入研究奠定理论基础。
　　第二，针对智能电网条件下输电检修信息连续性和实时性的特点，提出基于连续蚁群优化算法的输电检修优化模型。以输电检修费用最小化、可用输电容量最大化为优化目标，建立输电检修优化决策模型，提出一种利用改进高斯函数反映人工蚂蚁搜索过程中信息素浓度变化情况的连续蚁群优化算法求解模型。
　　第三，针对智能电网引入的大量先进电子技术能够为量化分析输电系统的风险提供技术支撑这一技术优势，提出基于风险评估的输电检修优化模型。从故障后果角度评估输电系统的风险，以故障风险降低值为检修优化指标，建立基于风险的输电检修优化模型，利用拉格朗日松弛规划技术求解模型。
　　最后，研究智能电网条件下输电检修管理的实施方案，包括智能电网技术突破研究、输电资产管理、输电检修计划管理、输电检修需求侧响应、输电检修技术保障以及输电检修组织保障等内容。
　　研究表明：
　　第一，在智能电网条件下基于连续蚁群优化算法的输电检修模型研究中，发现与常规蚁群算法相比，利用连续蚁群优化算法求解输电检修优化决策问题，所产生的检修费用相对较低，获得的可用输电容量相对较大，说明连续蚁群算法由于充分考虑了信息素浓度变化的连续性，所求得的解集有效性更好，为制定输电检修策略提供了借鉴。
　　第二，在智能电网条件下基于风险评估的输电检修模型研究中，发现以输电系统故障风险降低值最大化为目标来安排输电检修任务是合理且可行的，基于动态规划的松弛线性规划算法满足最优解性质且计算效率高，而且通过重新对资金和人员进行分配能够进一步增加风险降低值，为检修资源的优化分配提供了决策支持。
　　最后，在智能电网条件下输电检修管理的实施方案研究中，提出了“以智能电网技术为核心，输电资产管理、计划管理、需求侧管理、技术保障和组织保障同步推进”的输电检修管理的实施方案，在介绍智能电网基础技术和状态检修关键技术的基础上，以全寿命周期管理为出发点，介绍了智能电网条件下输电检修资产管理的特点及流程;分析了输电检修的短期、中期以及长期计划;分析了智能电网条件下输电检修的需求侧管理;从技术学习、专业间的技术渗透、岗位“准入门槛”、技能培训、激励约束机制以及信息技术水平六个方面，分析了智能电网条件下输电检修的技术保障;从输电检修工作管理、输电检修工作实施以及输电检修工作评估三个方面，分析了智能电网条件下输电检修的组织保障。这些研究成果能够为我国在大力推行智能电网建设的背景下，寻求合适的输电检修优化模式提供一定的参考价值，并在一定程度上为保障电网安全经济运行和供电可靠性做出贡献。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状综述

1．2．1 输电检修方式研究

1．2．2 检修计划模型研究

1．2．3 检修计划优化算法研究

1．2．4 输电检修实践情况研究

1．3 论文研究内容及创新点

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 论文创新点

第2章 输电检修优化理论研究

2．1 引言

2．2 输电设备故障分析

2．2．1 输电设备故障过程

2．2．2 输电设备故障模式

2．3 输电设备故障探测及诊断

2．3．1 设备状态探测

2．3．2 设备故障诊断

2．4 输电设备故障风险评估方法

2．4．1 基于负荷状况的评估方法

2．4．2 基于故障率的评估方法

2．4．3 基于马尔可夫模型的评估方法

2．4．4 基于隐式马尔可夫模型的评估方法

2．5 输电设备故障检修

2．6 本章小结

第3章 智能电网条件下基于连续蚁群优化算法的输电检修优化模型研究

3．1 引言

3．2 基于连续蚁群优化算法的输电检修优化模型

3．2．1 输电检修模型建立

3．2．2 连续优化问题分析

3．2．3 基于连续蚁群优化算法的模型求解

3．3 算例分析

3．3．1 基础数据

3．3．2 结果分析

3．4 本章小结

第4章 智能电网条件下基于风险评估的输电检修优化模型研究

4．1 引言

4．2 基于故障后果的输电系统风险评估

4．3 基于故障风险降低值的输电检修优化模型

4．3．1 输电检修优化指标

4．3．2 基于风险降低值的输电检修优化模型

4．3．3 基于风险降低值的输电检修优化流程

4．3．4 基于松弛线性规划和动态规划算法的模型求解

4．4 算例分析

4．4．1 基础数据

4．4．2 结果分析

4．5 本章小结

第5章 智能电网条件下输电检修管理实施方案研究

5．1 引言

5．2 智能电网技术

5．2．1 智能电网发展现状

5．2．2 智能电网基础技术

5．2．3 智能电网状态检测关键技术

5．3 输电检修资产全寿命周期管理

5．4 输电检修计划管理

5．4．1 短期输电检修计划

5．4．2 中期输电检修计划

5．4．3 长期输电检修计划

5．5 输电检修需求侧管理

5．6 输电检修技术保障

5．7 输电检修组织保障

5．8 本章小结

第6章 结论及展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果

攻读博士学位期间参加的科研工作

致谢

作者简介