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1、第37卷暋第2期Vol.37暋No.22013年1月25日Jan.25,2013DOI:10.7500/AEPS201205001基于状态监测的多目标双层优化待修架空线选择模型张大波1,李文沅1,2,熊小伏1(1.输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆大学,重庆市400044;2.BCHydro公司,温哥华V7X1V5,加拿大)摘要:在建立架空线状态监测量与线路故障率的关系基础上,构建了检修费最少和系统风险最低的多目标双层优化待修架空线选择模型。为避免传统的将多目标优化转化成单目标优化的缺点,以改进的非支配排序遗传算法(NSGA灢栻)直接求解出多目标双层优
2、化模型的非劣解集。利用非劣解集反映的检修费用和系统风险目标间的关系,从可接受的系统风险角度来确定待检修的架空线。该策略可直观表明,对哪些线路检修能以最低的维修费用使系统可靠性维持在可接受的水平。通过可靠性测试系统RBTS的算例分析,表明所选择的待修线路集较常规状态检修有优势。关键词:可靠性检修;状态检修;多目标优化;改进的非支配排序遗传算法(NSGA灢栻)0暋引言已按状态事先确定。文献[13]则仅根据系统风险规划检修,没有充分利用设备的状态监测量。电力设备检修规划包括待修设备集决策和维修本文基于状态监测的架空线故障率模型,建立日程决策。待修设备集决策是智能电网高级资
3、产管了监测量与系统风险之间的关系,提出一种同时考[1]理(AAM)中的重要组成部分,对规划检修总费用虑线路监测状态和整体系统风险的多目标双层优化和系统可靠性总水平有重要影响。而维修日程决策待修架空线选择模型。是在待修设备集确定后,安排待修设备的检修日程,以满足各种运行约束,并减小运行费用和运行风险。1暋基于状态监测量的架空线故障率模型在电力公司实践中,这2个问题在不同时间分开决常规状态检修根据架空线自身健康状态制定统策,本文讨论待修设备集决策问题。一的检修标准,可能导致处在重要位置的线路得不为克服传统方法冗余检修或不足检修的缺点,到优先检修,而对系统可靠性相对不重要
4、的线路却[2]电力公司逐步从定期检修模式过渡到状态检修来占用大量检修资源。因此,应综合考虑线路自身健确定待修设备集。架空线跨度远且不同线路所处的康状态及线路对系统风险的影响来选择待修线路。自然环境相差很大,因此应根据线路状态开展状态电网系统风险评估中,通常采用的基于历史统[3][4][5][6]检修。针对铁塔、绝缘子、导线等架空线部[8]计的设备平均故障率不能反映设备不同状态对系件的在线监测技术得到广泛研究。电力公司也开展统风险的影响,为建立状态监测量与系统风险之间[7]了状态检修的试点工作。然而,常规的状态检修[14]的关系,应使用反映状态变化的设备故障率。由只针
5、对设备本身状况来确定是否检修,并未考虑设历史统计数据可知,架空线的状态评估量与故障率备在系统中不同位置对系统可靠性的影响。对此文[15]之间存在指数关系。架空线的状态监测内容如献[8]指出,某个设备的重要性及其维修策略并非主[7]表1所示,其权重值反映了某电力公司的经验。要依赖于它自身的状况,而是决定于它对系统可靠表1中列出的各个监测量的量纲、数值范围都性的影响。这一理念直接把单个设备与系统风险联有很大不同。因此,为了得到线路的整体状态评估系起来,从系统角度来考虑设备的检修水平。文[16]量,需要首先对不同的监测量进行归一化变换。献[9灢12]对维修日程进行了规划,
6、待修线路集假定假设共有m项监测量,每项监测量有N个数据。若rij表示第j项监测量的第i个数据,则N组数据收稿日期:2012灢05灢01;修回日期:2012灢07灢22。可以通过下式归一化:重庆大学研究生科技创新基金资助项目(CDJXS11150027);bestrij-rjrij曚=maxmin暋暋i=1,2,…,N(1)输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室科学研究rj-rj基金资助项目(2007DA10512710201,2007DA10512709202)。—23—2013,37(2)暋表1暋架空线状态监测量标Eavg。这样,从式(3)可得毩,毬,毭的求解
7、公式Table1暋Monitoringitemsofoverheadline如下:状态量权重值毬毸e-1max-毸min(4)基础位移、沉降或上拔4=毬Eavg毸e-1avg-毸min基础基础损坏及外露情况4基础护坡及防洪设施损坏情况3毩=毸max-毸min(5)毬杆塔倾斜(包括挠度)、变形(非基础原因)4e-1铁塔和钢管塔构件缺失、松动情况4毭=毸min-毩(6)杆塔铁塔、钢管杆(塔)锈蚀情况4求得线路的3个系数后,即可通过式(3)求出对拉线系统锈蚀损伤情况4应于任一次监测状态量的故障率。混凝土杆4腐蚀、断股、损伤和闪络烧伤情况42暋模型建立和求解导地线异常振
