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全寿命周期成本(LOG)技术在电力系统中的应用综述

2020-01-18王菁许晓国网辽阳供电公司

环球市场 2020年21期
关键词:电力设备可靠性电网

王菁 许晓 国网辽阳供电公司

为了更好地实现“经济性”的要求,减少电力建设投资浪费,介绍了LOG技术的相关原理,分析了国内外研究现状,分别研究了LOG技术在电力设备中、在电网规划中以及在电力系统资产管理中的应用。建立了考虑LOG的多目标输电网络灵活规划模型,考虑了负荷变化的不确定因素。提出了电力系统的二维LOG模型,包括系统级、设备级以及外部环境成本,考虑了以可靠性为中心的维护(RCM)技术的影响。指出了未来应重点研究的关键问题,展望了LOG技术在智能电网中的应用前景,并提出相应建议。

一、国内研究现状

在国内,LOG技术还属于发展研究阶段。最初的应用集中于设备状态评估和检修策略的制定上,工作局限于单个特定的设备及其运行维护阶段。尽管我国全寿命周期成本技术的研究起步很晚,但发展很快,该技术在不少军用和民用单位得到应用并取得了较大的成果。在军事领域里,国军标“装备费用——效能分析”以及军队使用标准“武器装备寿命周期费用估算”已分别在1993年、1998年颁布实施。在电力系统领域,华东电网、上海电力以及高校率先开始了LOG技术的研究。

二、LOG技术在电力系统中的应用与展望

1.LOG技术在电力设备中的应用与展望。LOG技术在电力设备中的应用是其他所有应用的基础,目前已有一定基础的工作,包括对变电站改造的经济性评价、对输电线路绝缘设计方案的选择、对变电站的设备规划选择等。其应用范围和内容主要包括以下四个部分:(1)设备选型、采购;(2)设备运行检修策略;(3)设备更新改造;(4)设备寿命评估与延长。LCC技术在电力设备中应用的技术关键有:1)数据挖掘;2)设备状态诊断;3)费用预测;4)风险评估。从目前的工作状况看,由于长期以来我国电力企业设备采购、运行、检修管理等模式的限制,LOG技术实际应用范围不大且其理论及实践效果尚难以评估。因此,LOG技术在电力设备中的应用还需假以时日不断完善,重点研究如下问题:①如何将LOG技术与数据挖掘、状态诊断、费用预测技术相结合,建立LOG技术应用的准确数据平台?目前,LOG技术的零星应用大都建立在经典参数或者各自设定的参数基础之上,没有统一的数据来源,缺乏可比性。建议着力开展高级量测技术、状态监测手段的研究,采用智能方法处理分析预测所需要的数据,建立统一、透明的数据平台进行存储,并逐步纳入电网统一信息平台之中。②如何将LOG技术与风险评估、可靠性评估相结合?LOG技术是一种同时考虑经济性和可靠性的有效方法,但是风险成本或是可靠性成本在LOG总成本中所占的比重没有得到充分重视。建议建立统一的风险评估模型和可靠性模型,研究风险成本和可靠性成本比重,权衡不同经济性和可靠性的要求。

2.LOG技术在电网规划中的应用与展望。LOG技术在电网规划中的应用包括有功规划、无功规划、无功补偿规划等,它以电力设备为基础的,其关键模型是输电线路和变电站。以输电网络的水平年灵活规划为例,以全寿命周期成本值最小和最小切负荷量最小为多目标,假设在电源规划完成的基础上考虑负荷变化的不确定性因素,LOG技术在电网规划中应用的技术关键有:(1)不确定性因素建模;(2)模型求解算法。展望未来,LCC技术应具备更高的可靠性和更多的柔性,要真正实现LOG技术在智能电网规划中的全面应用,对下述关键技术的研究是重点:(1)如何充分考虑各种不确定性因素的影响,建立相应模型并有效求解?现有不确定性因素的建模方法大都针对某一种性质的不确定性因素能够取得较好的结果,而对于其他性质的不确定性因素则能力有限。因此必须加快不确定因素建模的研究,全面准确地对电力系统中的各种不确定性因素进行建模并有效求解。(2)如何基于LOG技术建立不同规划目的的模型并有效求解?当前电网规划的目的更趋多样性,例如考虑发电容量适应性、考虑输电阻塞和电网收益等。为了适应未来柔性电网的规划,建议建立不同规划目的的LOG模型,同时寻求模型的最优求解方法。

3.LOG技术在电力系统资产管理中的应用与展望。LOG技术在资产管理中的应用可简称为LCC管理,它是在可靠性的基础上使系统的全寿命拥有成本为最低的管理。LOG技术在电力设备中的应用也属于LOG管理。LOG管理的实现需要建立在电力系统的LOG模型之上。与电力设备模型不同的是,电力系统的LOG模型是以电力系统整体为研究对象,充分考虑设备互联的影响。展望未来,LOG技术在电力系统资产管理中的应用最具挑战性也最有意义,尚需重点研究如下问题:(1)如何定量研究发输配变各个环节的外部环境因素成本?目前已有一些文献对外部环境因素成本进行了定义,但是缺乏统一的标准,并且考虑不够全面。因此建议结合环境工程理论,对排放污染、土地占用、电磁辐射、节能减排等因素进行统一量化定义,并纳入电力系统LOG总成本中。(2)LOG管理是中国智能电网发展的必然选择,是一项系统工程。以实现LOG管理为目标,需要调研电力系统的管理现状,明确电力系统的管理结构,加强组织领导,统一人员认识,扎实推进基础管理工作。

总之,在当前世界资源越来越紧缺,国际竞争日趋激烈的条件下,为了更好地实现智能电网的“经济性”,引入了LOG技术。对LOG技术进行了国内外研究现状综述,全面分析了LOG技术在电力系统中的应用,包括应用范围、内容及其技术关键。建立了多目标输电网络灵活规划模型,提出了电力系统的二维LOG模型。最后对LOG技术在未来智能电网下的应用进行了展望和建议。

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