一種基于重大緊急缺陷率的主變壓器置換策略制定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種主變壓器置換策略制定方法，特別是一種基于重大緊急缺陷率的 主變壓器置換策略制定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電網(wǎng)信息化建設(shè)的推進(jìn)，電網(wǎng)生產(chǎn)運行過程產(chǎn)生了海量數(shù)據(jù)，運些數(shù)據(jù)蘊藏 著許多與安全生產(chǎn)和設(shè)備管理等領(lǐng)域密切相關(guān)的規(guī)律和特征，利用技術(shù)手段對運些數(shù)據(jù)進(jìn) 行分析挖掘，從中獲得有用的數(shù)據(jù)，能夠輔助企業(yè)把握電網(wǎng)生產(chǎn)運行的內(nèi)在特征，掌握管理 規(guī)律，提煉業(yè)務(wù)模式，輔助管理決策，開拓管理創(chuàng)新，從而提升企業(yè)的管理精益化水平，推進(jìn) 企業(yè)管理方式由粗放型向集約型、精細(xì)化轉(zhuǎn)變。
[0003] 在電網(wǎng)資產(chǎn)生命周期管理中，設(shè)備運維是其中時間最長的一個環(huán)節(jié)。在運一過程 中，產(chǎn)生了缺陷記錄、事故事件記錄、試驗數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)等大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)，運些數(shù)據(jù)不 但對安全生產(chǎn)管理本身具有重要意義，還對前期規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)與后期的退役報廢等各階 段工作的輔助決策與后評估具有重要參考價值。
[0004] 現(xiàn)有設(shè)備置換策略制定方法大部分僅考慮設(shè)備的劣化程度，而未考慮設(shè)備置換對 電網(wǎng)整體風(fēng)險的影響，同時，對整體的資金利用效率考慮也較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引本發(fā)明的目的在于提供一種可獲得較高的資金利用效率、降低設(shè)備置換對電網(wǎng)整 體風(fēng)險影響的基于重大緊急缺陷率的主變壓器置換策略制定方法，可有效輔助電網(wǎng)企業(yè)開 展技改投資決策，有助于促進(jìn)資產(chǎn)全生命周期管理橫向協(xié)同，提升企業(yè)的管理精益化水平。
[0006] 本發(fā)明的上述目的通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):一種基于重大緊急缺陷率的主變 壓器置換策略制定方法，其特征在于包括W下步驟：
[0007] 步驟S101，獲取作為研究對象的全部主變壓器的關(guān)鍵屬性數(shù)據(jù)；
[0008] 步驟S102,計算每個主變壓器在各投運年限的重大緊急缺陷率：
[0009] 步驟S103,對每個主變壓器重的大緊急缺陷率與投運年限進(jìn)行回歸分析，建立重 大緊急缺限率與投運年限的回歸模型，采用最小二乘法原理確定模型參數(shù)；
[0010] 步驟S104,根據(jù)"主變壓器受損度降低程度/置換費用"最大化原則，建立目標(biāo)函數(shù) 及約束條件；
[0011] 步驟S105，采用隱枚舉法求解目標(biāo)函數(shù)，得到主變壓器置換策略。
[0012] 本發(fā)明所述"主變壓器受損度降低程度/置換費用"最大化原則是指即使用相同置 換費用，主變壓器受損程度能夠降低的程度為最大，說明資金利用效率最高。
[0013] 本發(fā)明通過建立主變重大緊急缺陷率預(yù)測模型，并按照設(shè)備受損降低程度成本比 最優(yōu)的方式，在保障主變風(fēng)險在可接受的范圍內(nèi)，獲得較高的資金利用效率，從而有效輔助 電網(wǎng)企業(yè)開展技改投資決策。本發(fā)明充分利用了主變在運維過程中所積累的量化數(shù)據(jù)，通 過設(shè)備運維過程數(shù)據(jù)支撐資產(chǎn)全生命管理過程的退役報廢環(huán)節(jié)，有助于促進(jìn)資產(chǎn)全生命周 期管理橫向協(xié)同，提升企業(yè)的管理精益化水平。
[0014] 作為本發(fā)明的一種實施方式，在所述步驟S101中，所述關(guān)鍵屬性數(shù)據(jù)包括電壓等 級、投運年份和歷史缺陷記錄。
[0015] 作為本發(fā)明的一種實施方式，在所述步驟S102中，采用W下公式計算重大緊急缺 陷率：
[0016]
[0017] 式中：DR(t)為投運年限t的主變壓器的重大緊急缺陷率，yo、ymax分別為統(tǒng)計缺陷 的初始年份和結(jié)束年份，Dt(i)為年份i投運年限t的缺陷數(shù)量，St(i)為年份i投運年限t的設(shè) 備數(shù)量，i為年份。
[0018] 作為本發(fā)明的一種實施方式，在所述步驟S103中，回歸模型為：
[0019]
公式間
[0020] 式中，^表示重大緊急缺陷率隨投運年限的增長速度，_g;表示主變投運第一年(x = 0) 時的總體缺陷率，e為自然對數(shù)；
[0021] 采用最小二乘法原理確定模型參數(shù)，即：
[0022]
公式間 [002引式中：xi、y功觀測值，i為觀測數(shù)。
[0024] 作為本發(fā)明的一種實施方式，在所述步驟S104中，建立目標(biāo)函數(shù)及約束條件包括 W下步驟：
[0025] S104-1設(shè)定不同電壓等級重大緊急缺陷率權(quán)重，記電壓等級化的主變重大緊急缺 陷率為ω (化）；
[0026] S104-2設(shè)定評價周期為Ν年，即求解主變壓器在當(dāng)前年份之后的第1、2……Ν年時 的置換策略，判斷的標(biāo)準(zhǔn)為第Ν+1年重大緊急缺陷率的降低程度與評價周期Ν年間因主變壓 器置換投入的資金情況；
[0027] S104-3統(tǒng)計所有主變壓器在第1、2……Ν年時的投運年限t，各電壓等級的主變數(shù) 量分別為:C=化1，. . .，Ck，. . .Ck}，電壓等級的類別數(shù)量為K，各電壓等級主變的平均價格:f 二{fl，. . .，fk. . .，Γκ};
[002引 S104-4記主變壓器Ζ的集合為{z(n，k，i)}，z(n，k，i，）為在第n年第k個電壓等級的 第i個主變壓器，該主變壓器的投運年限為t(n，k，i)，該主變壓器是否置換記為事件E(n，k， 1) ，若更換該臺主變壓器，貝化(11^，1) = 1;若不更換該臺主變壓器，貝化(11^，1)=0;
[0029] S104-5按照W下公式計算"主變壓器受損度降低程度/置換費用"的比值：
[0030]
[0031 ] S104-6建立目標(biāo)函數(shù)和約束條件如下：
[0034] 式中，u表示"主變壓器受損度降低程度/置換費用"的比值，η為年數(shù)，k為電壓等級 排序的序號，i為主變壓器排序序號，A DR表示主變壓器受損度降低程度，F(xiàn)表示主變置換費 用，t(n，k，i)為在第η年第k個電壓等級的第i個主變壓器的投運年限，E(n，k，i)表示第η年 第k個電壓等級的第i個主變壓器是否置換，如置換，貝化(11^，1) = 1，反之記為0;31^為電壓 等級為化的主變壓器重大緊急缺陷率主變投運第一年時的總體缺陷率，bk表示重大緊急缺 陷率隨投運年限的增長速度，ω (化)為電壓等級為化的主變重大緊急缺陷率。
[0035] 作為本發(fā)明的一種實施方式，在所述步驟S105中，采用隱枚舉法求解目標(biāo)函數(shù)具 體包括W下步驟：
[0036] 步驟S105-1先試探求解，當(dāng)所有主變壓器均在達(dá)到最大重大緊急缺陷率要求max 化的那年置換滿足約束條件，故為一個解，可得到;
[0037] 步驟S105-2將uM乍為新增的約束條件：
[0038] 若目標(biāo)值u<u/，目標(biāo)值u<u/的解不用于檢驗是否滿足約束條件即可剔除；
[0039] 若目標(biāo)值u>u/，將該目標(biāo)值作為新的約束條件，原新增約束條件廢除；
[0040] 步驟S105-3重復(fù)步驟S105-2，不斷改進(jìn)過濾條件；
[0041] 步驟S105-4枚舉所有可能的解，得到主變壓器置換策略的最優(yōu)方案。
[0042] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著的效果：
[0043] 本發(fā)明通過建立主變重大緊急缺陷率預(yù)測模型，并按照設(shè)備受損降低程度成本比 最優(yōu)的方式，在保障主變風(fēng)險在可接受的范圍內(nèi)，獲得較高的資金利用效率。從而有效輔助 電網(wǎng)企業(yè)開展技改投資決策。本發(fā)明充分利用了主變在運維過程中所積累的量化數(shù)據(jù)，通 過設(shè)備運維過程數(shù)據(jù)支撐資產(chǎn)全生命管理過程的退役報廢環(huán)節(jié)，有助于促進(jìn)資產(chǎn)全生命周 期管理橫向協(xié)同，提升企業(yè)的管理精益化水平。
【附圖說明】
[0044] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[004引圖1為本發(fā)明的流程示意圖；
[0046] 圖2為本發(fā)明不同投運年限各電壓等級主變壓器統(tǒng)計情況；
[0047] 圖3為本發(fā)明220kV主變壓器重大緊急缺陷率與投運年限擬合結(jié)果；
[004引圖4為本發(fā)明不同技改策略資金需求對比表。
【具體實施方式】
[0049] 如圖1~4所示，是本發(fā)明一種基于重大緊急缺陷率的主變壓器置換策略制定方 法，包括W下步驟：
[0050] 步驟S101，獲取作為研究對象的全部主變壓器的關(guān)鍵屬性數(shù)據(jù)，在本實施例中，研 究對象為某省級電網(wǎng)公司的主變壓器置換策略，因此，所收集的數(shù)據(jù)包括某省級電網(wǎng)公司 全部主變壓器數(shù)據(jù)的設(shè)備臺賬，具體的關(guān)鍵屬性數(shù)據(jù)包括主變壓器的設(shè)備ID、投運年份、電 壓等級、容量、價格W及2007~2014年的歷史缺陷數(shù)據(jù)，具體的屬性包括發(fā)生缺陷的主變壓 器ID、缺陷描述、缺陷發(fā)現(xiàn)時間、缺陷級別。
[0051] 步驟S102,根據(jù)收集的主變設(shè)備臺賬，該電網(wǎng)公司的主變電壓等級的分布情況如 圖2所示。統(tǒng)計缺陷的初始年份為2007年，結(jié)束年份為2014年，計算得到各投運年限的重大 緊急缺陷率（由于投運年限20年之后設(shè)備數(shù)量太少，不具備統(tǒng)計意義，故暫不計算投運年限 20年之后的重大緊急缺陷率）；
[0052] 采用W下公式，計算每個主變壓器在各投運年限的重大緊急缺陷率：
[0053]
公式(1)
[0054] 式中：DR(t)為投運年限t的主變壓器的重大緊急缺陷率，yo、ymax分別為統(tǒng)計缺陷 的初始年份和結(jié)束年份，Dt(i)為年份i投運年限t的缺陷數(shù)量，St(i)為年份i投運年限t的設(shè) 備數(shù)量，i為年份。
[0055] 步驟S103,對每個主變壓器重的大緊急缺陷率與投運年限進(jìn)行回歸分析，建立重 大緊急缺限率與投運年限的回歸模型，如圖3所示，經(jīng)過擬合，220kV主變壓器重大緊急缺陷 率與投運年限的回歸模型為^ = 0.0204016<^'^2-(本實例前期在計算重大緊急缺陷率時，單 位為項/(百臺?年），在運里需進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為項/(臺?年））。其中，R 2 = 0.839,擬合程度較 好。按照前述方法，分別擬合其它電壓等級重大緊急缺陷率與投運年限的回歸模型為：
[0056]
公式間
[0057] 式中，蘭表示重大緊急缺陷率隨投運年限的增長速度，表示主變投運第一年(x = 0)時的總體缺陷率，e為自然對數(shù)；
[005