【探究】基于役龄回退理论的电网设备健康指数建模方法-北极星售电网

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对当前配电网检修现状做了简单叙述，并介绍了基于电网资产状态评估的风险防范管理体系（CBRM）与健康指数（HI）理论及其在高压设备中应用的健康指数建模思路。由于配电设备量大面广、单体造价较低，高压设备健康指数的建模思路将不再适用。为此文章从另一个角度，在设备寿命研究的基础上考虑配电设备作为可修复元件在长期检修过程中的老化情况，引入了役龄回退理论，建立了适合于配电设备的健康指数模型。

0引言

配电网的根本目的是保证高可靠、高效益供电，其物理载体是所有新旧技术、新老设备和网络的集成，而设备和网络的健康水平则是所有其他工作的重要基础和支撑，是电网运行数据的采集源头，是智能电网建设必不可少的基石。因此，全面系统地掌握现有配电网设备的健康水平，处理好设备的老化、使用和维护三者之间的关系，是当前配电网工作的重中之重。

在传统的配电网可靠性评估中，通常以故障率、可用率等常规可靠性指标作为衡量标准，但这种事后分析并不能有效指导配电网状态检修。文献［3］首次提出了电力系统健康诊断的概念，并定义其为通过对设备、网络与系统的状态实时进行扫描、建立其健康档案，实施动态跟踪，根据其特征量的变化诊断其健康程度，及时发现病灶并报警，必要时加以消除。

近年来，有不少专家学者提出了一种基于电气设备或电力网络实时健康状态的健康指数模型作为电网检修与规划的依据，并对某些高压设备建立了相关模型。但由于配电系统设备量大面广，设计、使用参差不齐，尚没有经济可行的方法来评估其健康状态。本文针对配电设备特点提出了一种基于役龄回退理论的设备级别健康指数建模思路，为配电设备资产管理、规划、检修和运行提供了一个全新视角。

1配电系统检修概述

1.1配电系统检修计划

总体上，电气设备的检修策略经历了从最初的事后检修（correctivemaintenance，CM）向当前主导的定期检修（timebasedmaintenance，TBM）以及状态检修（conditionbasedmaintenance，CBM）的变化过程。

文献［4］从风险角度指出，电网检修风险与故障风险二者统一于电网的安全经济运行水平。另一方面，电网检修风险与故障风险又是对立的，电网检修风险反映电网检修过剩，由于检修而引起的损失，对设备的使用过于保守；电网故障风险反映由于电网检修不足，设备发生故障而引起的损失，对设备的使用过于冒进。传统的事后检修与定期检修侧重点分别在于检修风险与故障风险，而状态检修则是对二者的一个折中，力求电网风险总和达到最低限度，因此越来越显现出其在电网检修计划制定中的优适性。

1.2检修措施对设备状态及发展的影响分析

传统的检修计划中，及时的预防性检修（preventivemaintenance，PM）措施能够延缓设备老化过程，从而延长设备的有效使用期。在以有的研究中，对于PM影响建立的模型分为PerfectPM与minimalPM两类。通常认为前者可以做到“修旧如新”，而后者仅能做到“修旧如旧”。后续的研究一般认为预防性检修的效果是介于“修旧如新”与“修旧如旧”之间的一种检修计划，即ImperfectPM。本文以役龄回退理论来等效这种影响，具体见第3小节。

文献［5］中模型所研究的风险率（Hazard-rate）是一种与时间呈指数关系的性能指标，而本文中建立的健康指数也与时间成指数关系，因此二者是正相关的。经过检修后系统或设备的风险率变化率会比检修前更高，意味着健康指数变化率（即老化速率）也会相应的增大。事实上，设备的老化率总是随时间递增的，本文以检修时刻作为老化率变化的区分段，即将变化的老化率以每一区段的一个定值表示以简化计算。

综合考虑以上两方面影响，本文建立的健康指数模型见图1，显示经历状态检修之后，设备健康指数HI回到了δT时间前设备对应的健康指数，但是经历状态检修之后其老化速率却增大了。

原标题：【特别策划】基于役龄回退理论的电网设备健康指数建模方法

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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