基于风险评估的集成式隔离断路器运维策略
发布时间：2021-11-08 10:47
为了克服现有集成式隔离断路器定期运维模式的不足,从设备、站、网3个层面提出一种基于风险评估的集成式隔离断路器运维策略。设备层面,通过健康指数理论建立集成式隔离断路器的停运模型,并获得集成式隔离断路器故障样本集合。变电站层面,考虑变电站接线形式,建立含集成式隔离断路器的电网风险分析模型。电网层面,对所有集成式隔离断路器进行风险评估,采用风险追踪的方法确定各变电站运维次序,并根据整个运维期间的系统风险,结合运维费用,提出集成式隔离断路器优化运维方法,确定各变电站内集成式隔离断路器运维次序和运维时间。算例分析表明:相对于现有计划运维和状态运维,该文方法在满足运维要求的同时,电网风险分别降低了19.67%和13.21%,能够实现集成式隔离断路器精细化运维,具有较好的运维效益。
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
集成式隔离断路器运维框架Fig.1Operationandmaintenanceframeofintegrateddiscon-nectingcircuitbreaker
徐彦，方华亮，廖家齐，等：基于风险评估的集成式隔离断路器运维策略3953eCHλ=B(2)式中：B为比例系数；C为曲率系数；H为健康指数。参考国家电网公司《Q/GDW11507—2015隔离断路器状态评价导则》[17]中的评分标准获得集成式隔离断路器的状态分值作为健康指数。再根据平均故障率和最小故障率等统计数据求得式(2)中的比例系数和曲率系数。通过式(1)，由大数定律可以获得第k台集成式隔离断路器的状态为0,0,1kkkkkPXPξξ0，01，≤≤=≤≤(3)式中：kX为第k台集成式隔离断路器的状态，kX为0时表示停运，为1时表示运行；0,kP为第k台集成式隔离断路器的停运状态概率；kξ为[0,1]之间的随机数。2含集成式隔离断路器的电网风险评估2.1基于拉丁超立方抽样的集成式隔离断路器状态生成拉丁超立方抽样(Latinhypercubesampling,LHS)是一种分层采样的方法，可以保证各个采样区域都能够被采样点覆盖[18]。LHS解决随机抽样规模大，采样时间长，以及随机生成样本时数据过度集中的问题，因此本文采用LHS结合集成式隔离断路器的状态分布曲线，来获得集成式隔离断路器的状态集合，包括以下2个步骤：1）采样。假设一个待评估电网中包含K台集成式隔离断路器，()kkkY=FX表示kX的累计概率密度函数，其表达为0,0,0,[0,)(1)()+[,)kkkkkkkkPXXaaYPXaPXabba∈=∈(4)式中，a和b为待定参数。设采样值规模为N，具体采样过程为：首先，将区间[0,1]平均分为N等分，则每个区间的概率均为1/N；随后抽取各个子区间的中
3954高电压技术2020,46(11)图3变电站与电网结合示意图Fig.3Schematicdiagramofthecombinationofsubstationandgrid换为以下系统风险指标，即1()NsLsRN==∑(6)式中，L(s)为第s个抽样状态下负荷损失量。考虑设备故障对变电站主接线的影响，计及变电站接线方式的负荷损失模型表达式为以下模型tlCC=miniiiNiNLPP∈∈∑+∑(7)式中，CiP为母线i处切负荷量。该目标函数表示变电站内负荷损失和电网中负荷损失最校为满足电网稳定运行，设置以下约束条件：1）电网功率平衡方程为：tbGDCT1()()jnniiiiiNNnjijNiPAPPPAgnL∈∈==+∈∑∑∑，(8)kx=pqkZZA(9)ttltlGiCiCjDiDjiNiNjNiNjNPPPPP∈∈∈∈∈∑+∑+∑=∑+∑(10)式中：nP为电网支路n传输的有功功率；niA为支路有功潮流和节点注入潮流的变换矩阵中的元素；GiP为i节点发电机发出的有功功率；DiP为i节点有功负荷；ig为流过集成式隔离断路器的有功功率；TL为电网支路集合；Ak为支路有功潮流和节点注入潮流的变换矩阵中第k行向量；Zp和Zq为节点阻抗矩阵的p行和q行向量；kx为线路k的阻抗。2）发电机功率约束条件为minmaxGGGG()iiiP≤P≤Pi∈N(11)式中：minGiP和maxGiP为发电机有功上限和下限；GN为发电机集合。3）电网支路和变电站主接线中集成式隔离断路器功率约束条件为：maxT()nnP≤Pn∈L(12)maxS(
本文编号：3483559
【文章来源】：高电压技术. 2020,46(11)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
集成式隔离断路器运维框架Fig.1Operationandmaintenanceframeofintegrateddiscon-nectingcircuitbreaker
徐彦，方华亮，廖家齐，等：基于风险评估的集成式隔离断路器运维策略3953eCHλ=B(2)式中：B为比例系数；C为曲率系数；H为健康指数。参考国家电网公司《Q/GDW11507—2015隔离断路器状态评价导则》[17]中的评分标准获得集成式隔离断路器的状态分值作为健康指数。再根据平均故障率和最小故障率等统计数据求得式(2)中的比例系数和曲率系数。通过式(1)，由大数定律可以获得第k台集成式隔离断路器的状态为0,0,1kkkkkPXPξξ0，01，≤≤=≤≤(3)式中：kX为第k台集成式隔离断路器的状态，kX为0时表示停运，为1时表示运行；0,kP为第k台集成式隔离断路器的停运状态概率；kξ为[0,1]之间的随机数。2含集成式隔离断路器的电网风险评估2.1基于拉丁超立方抽样的集成式隔离断路器状态生成拉丁超立方抽样(Latinhypercubesampling,LHS)是一种分层采样的方法，可以保证各个采样区域都能够被采样点覆盖[18]。LHS解决随机抽样规模大，采样时间长，以及随机生成样本时数据过度集中的问题，因此本文采用LHS结合集成式隔离断路器的状态分布曲线，来获得集成式隔离断路器的状态集合，包括以下2个步骤：1）采样。假设一个待评估电网中包含K台集成式隔离断路器，()kkkY=FX表示kX的累计概率密度函数，其表达为0,0,0,[0,)(1)()+[,)kkkkkkkkPXXaaYPXaPXabba∈=∈(4)式中，a和b为待定参数。设采样值规模为N，具体采样过程为：首先，将区间[0,1]平均分为N等分，则每个区间的概率均为1/N；随后抽取各个子区间的中
3954高电压技术2020,46(11)图3变电站与电网结合示意图Fig.3Schematicdiagramofthecombinationofsubstationandgrid换为以下系统风险指标，即1()NsLsRN==∑(6)式中，L(s)为第s个抽样状态下负荷损失量。考虑设备故障对变电站主接线的影响，计及变电站接线方式的负荷损失模型表达式为以下模型tlCC=miniiiNiNLPP∈∈∑+∑(7)式中，CiP为母线i处切负荷量。该目标函数表示变电站内负荷损失和电网中负荷损失最校为满足电网稳定运行，设置以下约束条件：1）电网功率平衡方程为：tbGDCT1()()jnniiiiiNNnjijNiPAPPPAgnL∈∈==+∈∑∑∑，(8)kx=pqkZZA(9)ttltlGiCiCjDiDjiNiNjNiNjNPPPPP∈∈∈∈∈∑+∑+∑=∑+∑(10)式中：nP为电网支路n传输的有功功率；niA为支路有功潮流和节点注入潮流的变换矩阵中的元素；GiP为i节点发电机发出的有功功率；DiP为i节点有功负荷；ig为流过集成式隔离断路器的有功功率；TL为电网支路集合；Ak为支路有功潮流和节点注入潮流的变换矩阵中第k行向量；Zp和Zq为节点阻抗矩阵的p行和q行向量；kx为线路k的阻抗。2）发电机功率约束条件为minmaxGGGG()iiiP≤P≤Pi∈N(11)式中：minGiP和maxGiP为发电机有功上限和下限；GN为发电机集合。3）电网支路和变电站主接线中集成式隔离断路器功率约束条件为：maxT()nnP≤Pn∈L(12)maxS(
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