一种基于RCM的含可再生能源的电力系统检修优化方法

技术领域

本发明涉及一种基于RCM的含可再生能源的电力系统检修优化方法，属于配电网可靠性技术领域。

背景技术

检修工作在电力系统领域发挥着重要作用，可以最大限度地延长设备生命周期，但同时也会导致巨大的成本损耗。虽然通过执行频繁的检修操作可以提高供电可靠性，但由于检修成本较高将导致电价上涨。

此外，每次检修的成本不可以仅通过其实际执行的检修操作来评估，在评估检修成本时还应考虑设备装卸、系统中断等风险。因此，需要一种更有效的方法在保证电力系统可靠性的同时，考虑检修计划的经济性成本。

以可靠性为中心的检修(Reliability Centred Maintenance,RCM)于1960年首次被引入航空航天业，随后便应用于各领域。RCM运用在电力系统中将所有部件按照其故障风险水平进行排序，选择风险率最高的部件确定多种检修策略，并对其进行比较，并实施最佳策略。

RCM旨在同传统检修方法进行协同工作以保证系统可靠性水平，在以往的检修计划优化中，仅考虑了期望缺供电量、客户中断成本或某些概率指数。如今随着越来越多的可再生能源融入到电力系统当中，环境、经济等多种因素均需被重点考虑，且在经济因素中仅考虑检修成本以及故障后造成的中断成本并不完善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RCM的含可再生能源的电力系统检修优化方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于RCM的含可再生能源的电力系统检修优化方法，包括以下步骤：

S1：计算所有发电机和线路的SRI

S2：计算检修期间每种检修策略的系统运行成本、中断成本以及环境成本，计算检修后每种检修策略的系统运行成本、中断成本、环境成本以及检修成本；

S3：计算所选取的关键部件检修期间和检修后所有检修策略的总成本；

S4：进行比较后选择出最佳检修策略。

优选的，SRI

其中，w

RPL定义如下：

当TCAIDI<50时，RPL＝1/4；

当50≤TCAIDI<100时，RPL＝1/2；

当100≤TCAIDI<2000时，RPL＝3/4；

当TCAIDI≥200时，RPL＝1；

TCAIDI为所研究事件的停电时间。

优选的，采用最优潮流法对运行成本和中断成本进行计算。

优选的，运行成本和中断成本计算如下：

其中，n

其中，ENS

优选的，环境成本计算如下：

EC

其中，EC

本发明具有如下有益效果：

同时考虑经济性、环境、可靠性等因素，针对集成了可再生能源发电的系统提供了一种基于RCM逻辑的定量检修优化方案。

当对某一部件进行检修时，其在检修期间为停工状态，其他发电机则需要根据电力需求情况改变发电量，故除去发电机运行成本外，其排放量也将发生变化，导致环境成本出现。

考虑多种检修策略，针对其每种检修策略考虑运行成本、中断成本、检修前后的环境成本以及检修成本等得出检修总成本，进行对比选取总成本最低的策略作为最佳检修策略。

附图说明

图1为本发明识检修优化方法流程图；

图2为本发明关键部件检修总成本；

图3为本发明设备检修后的EENS；

图4为本发明实施100％检修后的发电机平均负荷；

图5为本发明实施100％检修后的线路平均负荷；

图6为本发明实施100％检修后的母线电压；

图7为本发明传统发电与可再生能源发电的比较；

图8为本发明系统2中发电机详细信息。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

实施例：

如图1-8所示：

1、关键部件的选取：

执行检修优化策略的第一步是采用多方面指数选择系统中的关键部件，这些指数需要反映出系统中不同部件的重要性程度。本文中采用由北美电力可靠性协会所提出的SRI

其中，w

RPL定义如下：

当TCAIDI<50时，RPL＝1/4,

当50≤TCAIDI<100时，RPL＝1/2,

当100≤TCAIDI<2000时，RPL＝3/4,

当TCAIDI≥200时，RPL＝1。

TCAIDI为所研究事件的停电时间。

由表达式可知，SRI

2、RCM的实施：

当选择出关键部件后，需要为其确定检修策略。本文所提出的检修策略需要根据所选部件应当进行的检修程度而确定，假设100％检修策略为关键部件的全面检修，50％检修策略即部分检修，0％检修策略则意味着无需进行检修。每种检修策略的总成本包含运行成本、中断成本、环境成本和检修成本，其中前三项在检修期间和检修完成后均需考虑，而检修成本仅在检修完成后适用。将其成本分别计算后相加得到每种检修策略的最终成本，如式(2)所示：

其中，TC

采用最优潮流法(Optimal Power Flow，OPF)对式(2)中所提的运行成本和中断成本进行计算，其目标函数定义为所有发电机的运行成本和系统中断成本的总和，如式(3)所示：

其中，n

VOLL以及EENS用来确定系统中断成本，是本文用以评估电力系统可靠性的重要标准，EENS可通过下式得出：

其中，ENS

当对某一部件进行检修时，其在检修期间为停工状态，其他发电机则需要根据电力需求情况改变发电量，故除去发电机运行成本外，其排放量也将发生变化，导致环境成本出现。具体计算如下：

EC

其中，EC

利用公式(3)至(5)，可以计算出每种检修策略的运行、中断和环境成本，需要加以注意的是在式(2)中出现的运行成本和中断成本需要同时考虑两次。

对于关键部件的某种检修策略总成本中的检修成本，需要按照其检修程度进行计算，例如100％检修策略意味关键部件的全面检修，0％检修策略意味着无需进行检修。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。