等备用法发电机组检修方法研究

1、华中科技大学文华学院毕业设计（论文）题目： 等备用法发电机组检修方法研究学 生 姓 名： 学号： 学 部 （系）: 专 业 年 级： 指 导 教 师：职称或学位： 教 授 2010年 5月20日目 录摘 要III关键词IIIABSTRACTIVKey words：VI1 绪论11.1 检修简介11.2 发电机组检修问题概述21.3 发电机组检修计划问题的研究概况31.4 本文做的工作52 发电机组检修计划问题的数学模型62.1 目标函数62.1.1 等备用容量法62.1.2 等备用率法72.1.3 等风险度法82.2 约束条件82.3 负荷模型93 程序设计103.1 等备用法设计原理103.

2、2 机组检修计划程序主流程图及相关说明114 算例分析124.1 原始数据124.2 机组检修计划安排结果124.3 结果和敏感性分析12结 论13参考文献14致 谢16附录17附录19附录21附录23等备用法发电机组检修方法研究摘 要发电机组是电力系统的重要组成部分，发电机组产生的电能通过输配电设备输送到用户，为工农业生产和人民生活提供电力。随着社会对电力需求的增加和科学技术的发展，电力系统越来越多地使用大容量发电机组。当发电机组特别是大容量机组意外事故停运时，电力系统的发电容量减少，备用容量随之减少，直接影响到电力系统的可靠性。如果不能保持发电容量与负荷之间的平衡，将造成电网频率变化，甚至

3、导致电力系统崩溃，出现大面积停电。同时，意外事故如短路，往往会严重损坏发电设备。这些都会造成重大的经济损失和社会影响。发电机的检修与电力系统可靠性密切相关，给电力系统带来重大影响。因此在考虑电力系统可靠性问题时，必须同时考虑机组检修问题。计划检修是减少发电机组停运事故，同时保证电力系统运行安全性和可靠性的一种有效方法。计划检修一般包括大修、小修和定期维护。大修间隔23年，小修间隔48个月。随着电力系统的日益扩大，相关因素越来越多，安排发电机组检修计划也越来越复杂，靠人工安排机组检修计划已不能满足发展的要求，近年来开展了许多发电机组检修计划优化方面的研究。合理安排检修计划可保持供电系统的稳定性和

4、人力物力资金安排的计划性，取得较好的经济效果。目前广泛采用的优化机组检修计划的方法有等备用法、等风险度法等。等备用法基本原理简单，但不能够完全保证系统各时段的可靠性最大；等风险度法原理先进，但由于无法保证原始数据的准确性，结果常与实际运行有差距。在求解方面，介绍了数学优化法和启发式方法，鉴于该问题用数学优化法求解受电网规模的限制，还不成熟，故选用启发式方法求解。可靠性指标算法应用随机生产模拟中原理先进的等效电量函数法计算，取得了较为理想的结果。本文从服务实际生产的角度出发，结合山东电网的实际情况，考虑实际运行中的多项约束条件，选择等备用容量法编制发电机组检修计划优化程序，介绍了该优化程序的原理

5、和流程图。最后应用该程序对山东电网发电机组检修计划方案进行优化，计算出全年各时段系统可靠性指标。计算结果满足系统实际运行中的各个约束条件，通过迭代计算后，可进一步优化发电机组的检修计划。关键词：发电机组 检修计划 可靠性 等备用容量Generator maintenance with reserve capacity methodsABSTRACTGenerator power system is all important part of the power generating units through the transmission and distribution equipmen

6、t transported to the user,for industrial and agricultural production and peopleS lives to provide electricityAs societyS increasing demand for electricity and scientific and technological development,more and more power systems use largecapacity generating unitsWhen the generator groups，particularly

7、 largecapacity unit accidents outage，the power system to reduce the generation capacity，reserve capacity be reduced，a direct impact on the reliability of the power systemIf we call not maintain the load and generating capacity of the balance between the power grids will change the frequency，or even

8、lead to the collapse of the power system，a large area blackoutAt the same time，accidents such as short-circuit，often severely damaged power generation equipmentAll these will cause significant economic losses and social impactMaintenance of generators and power system reliability is closely related

9、to a maj or impact On the power systemTherefore，in considering the power system reliability problems，we must also consider the issue of maintenance unit。With the growing power systems，more and more relevant factors，the maintenance plan for generating units also more complex，relying on artificial arr

10、angements Maintenance Unit has been unable to meet the requirements of the development，in recent years undertaken a number of generating units planned overhaul of optimizationNow widely used optimization unit overhaul plans，such as equal reserve capacity methods，such as levelizesk methodsAlthough eq

11、ual reserve capacity methods，and other basic principles of simple，but Can not fully guarantee system reliability of the greatest periods；such as levelize Risk methods，but Can not guarantee the accuracy of the original data,the results often there is a gap between the actual operationsIn solving，intr

12、oduced a mathematical optimization and heuristic methods，in view of the problem with mathematical optimization method to limit the scale of power grids，are not yet ripe，the choice of heuristic methods to solveReliability Index algorithm using random production of advanced simulation in principle fun

13、ction of the equivalent of electricity，has made a more satisfactory resultsIn this paper，the actual production of services from the point of view，with the actual situation in Shandong power system，consider the actual operation of a number of constraints，the choice of reserve capacity of generating u

14、nits overhaul plan optimization process，introduced the optimization of procedures and the principles of flow chartFinally application of the procedures in Shandong power system generating units overhaul plan for the optimization，calculated each year periods system reliabilityThe results met the actu

15、al system in the operation of various constraints，through iterative calculations，to further optimize the overhaul of units plannedKey words：Generator，overhaul plan，reliability，reserve capacity methods1 绪论1.1 检修简介设备从开始投入使用到最终报废的时间是有限的，也就是说设备是有寿命的。磨损是造成设备故障的主要原因之一。根据设备磨损情况，设备寿命可分为三个阶段，即初期磨损、正常磨损和急剧磨损。

16、如下图所示：时间急剧磨损初期磨损磨损量正常磨损图1-1 设备磨损与时间关系初期磨损指设备在开始投产使用后，零件上的毛刺和加工表面的不平整在使用时经过研磨或转动磨擦，才能达到正常的过程，因此磨损较快。同时，设备在制造、安装方面的某些问题也迅速暴露出来，也使初期磨损速度较快。在正常磨损期，磨损速度缓慢。到了后期，由于设备零部件普遍老化，故障增多，设备磨损会急剧增加，最终报废。在设备的正常磨损期，根据设备的故障运行状态和故障规律，合理安排设备检修，可以有效地减少设备的意外故障，延长设备的使用寿命。设备检修可分为事后维修、计划检修、改进性检修、状态检修等多种方式1。事后维修是当设备发生故障或其失效时进

17、行的非计划性维修。在现代化设备管理要求下，事后维修仅用于对生产影响极小的非重点设备、有冗余配置的设备或采用其它检修方式不经济的设备。这种维修方式又称为故障维修。计划检修是一种以时间为基础的预防性检修方式。它是根据设备磨损的统计规律或经验，事先确定检修类别、检修周期、检修工作内容、检修备件及材料等的检修方式。定期检修适合于已知磨损规律的设备，以及难以随时停机进行检修的流程工业、自动生产线设备。改进性检修是为了消除设备的先天性缺陷或频发故障，对设备的局部结构或零件的设计加以改进，并结合检修过程实施的检修方式。严格说来，它并不是一种检修体制。改进性检修通过对检查和修理的实践，对设备易出故障的薄弱环节

18、进行改进，改善设备的技术性能，提高可用率。状态检修或预知性维修是从预防性检修发展而来的更高层次的检修体制，是一种以设备状态为基础，以预测设备状态发展趋势为依据的检修方式2。它根据对设备的日常检查、定期重点检查、在线状态监测和故障诊断所提供的信息，经过分析处理，并判断设备的健康和性能的优劣化状态及发展趋势，并在设备故障发生前及性能降低到不允许极限前有计划的安排检修。这种检修方式能及时地、有针对性地对设备进行检修，不仅可以提高设备的可用率，还能有效的降低检修费用。1.2 发电机组检修问题概述电能生产与消费同时这一突出特点，使电力工业对可靠性有非常高的要求，而电力系统设备的检修，特别是发电机组的检修

19、则与电力系统可靠性密切相关，并给电力系统带来重大影响。因此，在考虑电力系统可靠性问题时，必须同时考虑发电机组检修问题。检修问题从来便与系统的可靠性问题同时进行研究，并成为可靠性工程研究内容的组成部分。实际上，无论在电力系统规划设计还是在运行调度中都很重视合理处理发电机组的检修计划问题。对这一问题的传统指导思想是：周期性地安排机组的计划检修(预防性检修)和有效地组织随机故障后的修复工作。这些活动总的目标是使设备经常保持或恢复到良好技术状态，减少设备的故障，延长设备的寿命，从而提高电力系统的可靠性和经济性。发电机组检修停运涉及到许多方面的问题，计划安排不当，会带来许多不利影响。就经济方面而言，发电

20、机组检修除花费直接用于检修的庞大费用外，还需花费许多潜在的费用。如：发电机组检修停运期间少发电能的费用；为保证系统供电可靠性而必须增加的检修备用容量的投资费用等。就系统可靠性方面而言，部分机组计划停运期间可能增大系统供电不足的风险，特别是备用容量紧张的系统这个问题更加突出3。目前，我国电力系统相当部分调度运行部门，此项工作的开展都是靠人的经验粗放的进行安排，主要目标是系统电力平衡及不造成能源浪费。但随着电力系统的日益扩大，系统内的装机台数大为增多，机组的类型更多样化，安排机组检修计划考虑的相关因素、约束条件也越来越复杂。若仍然靠人工凭经验安排机组检修计划，难免会产生疏漏。一旦检修计划安排不当，

21、就会在电力系统经济和安全等方面带来不利的影响，严重的可能导致系统供电不足。由此可见用科学方法、合理的安排发电系统的检修计划对提高电力系统运行可靠性是非常重要的。同时随着电力系统的装机不断增多，对发电系统检修计划优化问题进行研究具有越来越重要的现实意义。近20多年来，许多研究人员从电力系统规划设计或运行调度的角度出发，对合理安排发电机组检修计划问题，从理论上到方法上都作了广泛的探讨。研究和实践表明：电力系统检修计划的安排属于电力系统最优运行规划的范畴，实质上是一个带约束条件的优化问题4。当求得的检修计划满足所有的约束条件时，称此计划是可行的。在许多可行方案中，具有最佳目标函数值的方案，即是所求的

22、最优解。根据这种指导思想，可以建立起发电机组检修计划的优化模型。在电力系统检修计划问题中通常有两类目标函数：可靠性目标函数和经济费用目标函数，也有将两类目标函数综合考虑的。发电机组检修计划的优化模型可用数学规划的方法和启发式方法求解。数学规划的方法在检修问题中研究得较多的是整数规划法，但实际应用这种方法却存在着两方面的困难。首先，这种方法难以计及检修问题所具有的不确定性；其次对于规模较大的问题计算时间过长且占用存储容量过大。由于数学规划方法的局限性，目前检修问题中应用最多的是启发式方法。启发式方法的特点是在研究周期内(例如一年)，应用反复试探的方法使检修计划逼近目标函数的要求。启发式方法通常可

23、以方便的引入各种约束条件，而与它们是线性、非线性、离散等情况无关。1.3 发电机组检修计划问题的研究概况在检修计划的优化模型中，可靠性目标函数中的等备用法、等风险度法目标函数是目前世界上广泛采用的模型5，而对于经济费用目标函数，研究结果发现，它不是一个有效的目标函数，如参考文献6中对实际系统的研究表明：生产费用最大和最小的不同检修计划，其生产费用期望值之差仅为008。其他论文也有类似的研究结果3，故一般不采用经济费用目标函数。等备用法是计及发电机组的检修停运后，使系统的净备用在全年各时段尽可能相等以制定检修计划的方法。这个方法的基本原则非常直观，是电力系统中安排检修计划传统使用的方法。由于它的

24、概念简明所需计算工作量少，因而在规划和运行部门都得到广泛应用7。等备用法中具体又包括等备用容量法和等备用率法。由于等备用法具有确定性可靠性目标函数，在整个计算过程中没有考虑机组和系统可靠性的概率性质，故即使具有相同备用的两个系统，并不能保证其可靠性也完全相同。针对等备用法的这一突出缺点，70年代初期出现了处理发电机组检修问题的等风险度法。等风险度法是从提高系统可靠性原则出发，通过对检修计划的优化，实现系统风险度在研究周期各时段接近相等。但是等风险度法并没有精确地计算系统的可靠性，因而也限制了这种方法的使用。90年代初，西安交大发电教研室改变了传统等风险度法，该方法是通过精确计算系统各时段的可靠

25、性，进行检修计划的最优安排，同时考虑了机组故障率随时间变化的特性。较好地反映了机组的实际运行特性，衡量系统风险度使用的是国际惯用的LOLP概率可靠性指标，此指标能够较好地反映发电系统的随机性8。发电机组检修计划问题是一个复杂的组合优化问题，从数学的观点来讲，求解优化问题有两类不同的算法：一类属于数学优化方法；而另一类则是启发式优化方法。数学优化方法包含有线性规划、非线性规划、整数规划及动态规划方法等1973年MIT Energy Lab的JGruhl9-10提出了“一般性计划问题”(the General Scheduling Problem)。其中包含发电计划与检修计划，采用混合整数线性规划

26、模型(mixed integer program)。1975年，Dopazo和Merrill11提出了一种01整数规划模型(Integer liner programming formulation)。该模型的优点是能够保证找到存在的最优解，但是只能处理较小规模的问题12。同一年，Zum和Quintana13提出了采用连续近似逼近的动态规划方法(Dynamic programming with successive approximation approach)解决了规模更大的问题。1983年Yamayee和Sidenbland14在动态规划中采用积累方法(cumulative method)

27、估计阶段成本函数(stage cost function)，缩短了程序运行时间。1991年，Satoh和Norat15采用模拟退火算法(Simulated annealing method)求解检修计划问题。相对于整数规划，模拟退火算法可以成功求解中等规模和大规模的检修计划问题(具有100节点以上系统)。此后，遗传算法(Genetic algorithm)被应用于求解检修计划问题16，进而在算法中引入了tabu搜索单元，该算法中包含了日本电力系统检修的实际规则。1993年，Charest和Ferland对传统的混合整数规划(MixedInteger formulation)方法进行了新的扩展，

28、模型中加入了约束(Constraints)。从而建立了两个新的算法：Recursive exchange procedure和基于拉格朗日松弛的算法(Lagrangian relaxationbased method)。与Tabu搜索算法相比，新算法在性能指标上有一些改进，并且在所有算例中求解时间都有所减少。LRt201算法采用大系统分解协调的思想，是解决复杂整数和组合优化问题的有效算法。该算法优点是：随着机组数的增加，计算量近似线性增长，克服了维数障碍，且机组数目越多，算法效果越好；方法十分灵活，可以解决机组组合问题，也可以推广到水火电联合经济调度问题和电力交易的问题；算法的一些因子具有实际

29、的物理(经济)意义，如与系统负荷约束相关的拉格朗日乘子即等于系统边际发电成本。由于目标函数的非凸性，用对偶法求解时，存在对偶间隙，需要根据对偶问题的优化解采取一定的措施构造原问题的优化可行解，这是拉格朗日松弛法的一个难点；算法的迭代过程中有可能出现振荡或奇异现象，需要采取措施加快收敛。1997年Dahal和McDonald提出了一个用二进制(Binary representation)表示的遗传算法。后续的研究表明整数表示缩小了GA的搜索空间(Search space)，同时也缩短了算法的执行时间。在相关研究中，GA被应用于输电网络的检修计划中。同一年，Burke比较了4种应用于检修计划的算法

30、，tabu搜索算法、遗传算法、模拟退火算法以及tabu搜索与模拟退火相结合的算法，证明tabu算法是最有效的算法。2000年，Burke又通过比较进一步得出结论：在爬山算法(Hill climing)、GA、SA、TS等应用于发电机组检修计划的算法中，采用tabu局部搜索的Memetic算法在付出时间略微增加的代价后，能得到最好的优化方案。此外，还有新的智能全局优化算法不断被提出和应用。例如，免疫算法，粒子群算法等等。用数学优化方法处理检修问题近几年国外、国内虽然仍有许多人进行研究，但由于检修问题的复杂性、随机性和通常是高维次问题，直接求解很困难，总的看来实用性不强，有待于进一步研究。鉴于数学

31、规划方法在求解检修计划问题时的种种局限性，目前检修问题中应用最多的是启发式方法。启发式方法的特点是比较符合人们的思维方式，根据给定的目标函数对所有的变量排序求解，得出非常接近于最优解的可行解。这种方法简单、灵活，可以计及许多特定的条件17。检修计划安排中常用的等备用法、等风险度法等都可以用这类方法求解。其特点是在研究周期内，应用反复试探的方法使检修计划逼近目标函数的要求，但这种方法只能求得检修问题的较好解而不能保证求得的解是对原问题的最优解。在具体算法方面，由于随机生产模拟目前已成为电力系统分析的一个重要工具，在检修问题中随机生产模拟也得到广泛的应用。1.4 本文做的工作本文从实际出发，结合山

32、东电网的实际情况，考虑运行中的多项约束条件，选择等备用容量法编制发电机组检修计划优化程序，并应用随机生产模拟中原理先进的等效电量函数法计算可靠性指标。本文在以往工作的基础上，增加和改进了一下几方面内容：1)结合山东电网的实际情况，统一编排发电机组检修计划。2)建立了一年中按天安排发电机组检修的优化模型，考虑实际运行中的约束条件，每次检修有足够的时间间隔等约束条件。3) 由于山东各个发电厂检修力量、场地等条件不同，考虑了电厂检修力量的约束。4) 自动安排发电机组检修计划后，可统计出各时段备用容量、检修容量等指标。2 发电机组检修计划问题的数学模型本章首先介绍了发电机组检修计划的目标函数，并根据目

33、标函数的要求建立了等备用容量法、等备用率法、等风险度法的数学模型，针对电力系统实际运行中的问题，提出并建立了5种机组检修的约束条件。最后，介绍了用随机生产模拟的等效电量函数算法计算可靠性指标的数学公式。2.1 目标函数如前所述，在电力系统计划检修问题中通常有两类目标函数：可靠性目标函数和经济费用目标函数。可靠性目标函数又可分为确定性的和随机性的两类。确定性可靠性目标函数，是以考虑机组检修停运后系统的净备用(研究期间系统装机容量减去最大负荷和检修容量)最大或备用率最大为目标3，等备用量法和备用率法属于此类。随机性可靠性目标函数可以考虑发电机组随机强迫停运的影响，所安排的检修计划可以使系统的可靠性

34、最高，即系统失负荷的概率LOLP或系统损失电量期望值EENS最小。传统的等风险度法属于此类。经济费用目标函数包括检修费用和生产费用两部分。检修费用又由两部分组成：一部分为固定检修费用，它与发电机组是否经常处于运行状态无关，通常对给定的机组为一常量；另一部分与机组的使用情况有关，包括由于频繁启停或持续长期运行和人员维修水平不同导致的磨损和损坏的费用。此外，当允许检修持续期间变动时，意味着需要加班工作或雇佣额外人员，检修费用也可能变化。本论文主要采用可靠性目标函数中的等备用法。等风险度法原理先进，故对其也作介绍。 等备用容量法电力系统的供电可靠性与它所拥有的备用容量(包括旋转备用和冷备用)密切相关

35、，而系统备用容量的大小总是受着负荷变化和发电机组检修停运的影响。等备用法是在计及发电机组的检修停运后，使系统的净备用在全年各时段尽可能相等以制定检修计划的方法。这个方法的基本原则非常直观，是电力系统中安排检修计划传统使用的方法。由于它的概念简明、所需计算工作量少，因而在规划和运行部门都得到了广泛的应用18。安排检修计划的周期一般为一年，为了便于安排，可将整个检修周期分成T个时段(即t-=l，2，3，T)，每时段为一天、一周、一旬或一月。当划分为周时，T=52。为在预定的周期内建立检修计划模型，使用下列符号：S=1，2，k研究周期内参与检修的发电机组的集合。容许第k台机组安排检修的时间间隔的始、

36、末时段。对于发电机组k，引入下列个量：额定容量；检修开始时段检修持续时段检修状态检修班组在t时段可同时检修的发电机组最多台数；在一时段t的系统净备用容量，等于系统装机容量减去时段t的最大负荷和检修停运容量；目标函数 () (2-1)，t为一年365天的任一天，每时段为一天。实现的具步骤先将机组按一定顺序排列，然后在负荷曲线上，应用启发式方法，每次都从负荷最低的时段开始，逐台将检修设备容量叠加在选定时段的负荷曲线上，直到将所有检修机组安排完为止。2.1.2 等备用率法等备用容量法是保持各时段系统的备用容量相等，但忽略了一个明显的事实，即从保持一定的可靠性出发，在低负荷期间和高负荷期间所需的备用容

37、量并不相同。因此，在安排检修计划时，应尽可能在低负荷期间多安排检修容量，而在高负荷期间则少安排或不安排机组检修，等备用率法可以达到这一目的。等备用率法是以各时段的备用率即：净备用容量与该时段最大负荷的比值最大作为目标函数，具体定式为各时段的备用率相等： (2-2)，t为一年365天的任一天，每时段为一天。任一时段t的系统净备用率，等于该时段的净备用容量配与最大负荷L的比值。具体实现步骤与等备用容量法相同，只是在寻找每台机组的最佳检修位置时，不是从备用容量最大的时段而是从备用率最大的时段开始。当不考虑约束条件且在检修周期内只安排一次检修时，则机组检修的安排过程可简单归纳为：1)对所有机组排序，排

38、序可按机组容量大小，机组检修时间的长短或两者的乘积由大到小排序。安排检修时可根据所排的顺序依次进行。2)设现在已安排到第i台机组，在原有负荷曲线上，寻找负荷为最小(即备用容量最大)的并且是连续的个时段，在该处安排第i台机组的检修，设其起始时刻为。3)修正个时段的负荷，即 (2-3)4)机组是否安排完毕，若未安排完则i=i+l，返回第二步。若安排完毕则进行下一步5)机组检修完毕，输出计算结果。显然这种方法的基本思想是在负荷曲线上负荷最低即系统备用最大(即备用率最大)的地方安排机组检修。当在某处安排某个机组检修后，则将该处的负荷按公式进行修正。排序的目的是先安排容量大检修时间长的机组，然后安排容量

39、小的机组，这样可以使整个周期内各时段的备用容量尽可能接近相等。 等风险度法以上等备用法均具有确定性可靠性目标函数，在整个计算过程中没有考虑机组和系统可靠性的概率性质。等风险度法的目标函数是通过对检修计划的优化，实现系统风险度在研究周期各时段最小。衡量系统风险度通常用LOLP这一概率可靠性指标，具体可定式为在研究周期各时段系统风险度接近相等： （2-4），t为一年中任一时段。2.2 约束条件为使优化的检修计划可行，必须考虑一定的约束条件。检修计划的约束条件一般可分为时间约束、检修力量约束、资源约束三大类。具体来说，电力系统检修计划一般要考虑以下约束条件：(1)检修活动的连续性。一台机组开始检修后

40、必须在一连续的期间内完成，即 (2-5)(2)检修期间的约束。指机组k的检修必须在一给定的期间内进行，即 (2-6)(3)机组k一年检修次数。我国发电机组一年的检修次数一般为两次(一次大修和一次小修，当年无大修则为两次小修)。设两次检修的持续时间分别为和，则有： (2-7)(4)机组k两次检修之间的最小间隔期间。设此间隔期间为B周，则 (2-8) 式中和分别是第一次和第二次检修的起始时间。(5)检修班组约束。一般情况下，同一电厂在同一时段内不能安排两台发电机检修，此时。检修问题的决策变量是各电厂中各机组在一年内各次检修的开始时间。由于检修是连续的且各机组所需大修或小修时间是确定的，所以各机组各

41、次检修的终止时间也就随之确定了。2.3 负荷模型电力系统负荷在任一周期(一年、季度、一周、天或小时)内是一随机过程，很难用一简单的数学公式来描述。建立负荷模型都是从原始负荷数据开始，根据可靠性的需要，建立不同的负荷模型19。负荷的原始数据：1)一年内月最大负荷或周最大负荷；2)各季度典型日24小时负荷；3)一周内7天的最大负荷。本文选取的是一年内每个月的最大负荷，为转化成日负荷曲线，选取每个季度典型月的日负荷，并假定他对该季度内所有月都适用，把月最大负荷转化成日最大负荷曲线。3 程序设计本章对等备用法的原理及在编程时的具体实现过程进行了介绍，重点介绍了考虑各种约束条件后发电机组检修计划的安排过

42、程，最后列出了整个发电机组检修计划优化程序的流程图，解释子程序功能及主要的变量、数组含义。3.1 等备用法设计原理当不考虑约束条件且在检修周期内只安排一次检修时，计算过程非常简单。设安排检修计划的周期为一年，为了便于安排，可将整个检修周期分为M个时段，每个时段可为一天、一周、一旬或一个月。若系统中有N台机组，每台机组的容量为(i=1,2, ,N)，检修持续时间为(i=1,2, ,N)个时段.系统中每个时段的最大负荷为(i=1,2, ,M)。则机组检修的安排过程可简单归纳为：(1)对所有机组排序，排序可按机组容量大小，机组检修时间的长短或两者的乘积由大到小排序。安排检修时可根据所排的顺序依次进行

43、。(2)设现在已安排到第i台机组，在原有负荷曲线上，寻找负荷为最小(即备用容量最大)的并且是连续的个时段，在该处安排第i台机组的检修，设其起始时刻为。(3)修正个时段的负荷，即 () (3-1)(4)机组是否安排完毕，若未安排完则i=i+l，返回第二步。若安排完毕则进行下一步(5)机组检修完毕，输出计算结果。显然这种方法的基本思想是在负荷曲线上负荷最低即系统备用最大(即备用率最大)的地方安排机组检修。当在某处安排某个机组检修后，则将该处的负荷按公式进行修正。排序的目的是先安排容量大检修时间长的机组，然后安排容量小的机组，这样可以使整个周期内各时段的备用容量尽可能接近相等。当考虑各种约束条件时，

44、检修计划的安排过程就变得相当复杂了。这时不仅要考虑一台机组在一年内检修多次，以及各次检修之间相应的间隔，而且还要考虑同属一个电厂的机组不能在同一时刻安排大修等多种约束条件。3.2 机组检修计划程序主流程图及相关说明 通过上面的分析，现用等备用法设计的程序主流程图如下：YY数据输入机组排序第n台机组进行检修第n台机组进行第m次检修程序初始化m=m+1符合等备用法约束条件n=n+1第n台机组检修完否输出检修计划所有机组检修完否NN1234568107911图3-1 主流程图用等备用法自动优化发电机组检修计划核心内容的计算流程如图所示。现将有关各框解释如下：1框：程序初始化，使所有数据和程序从零开始

45、。2框：数据输入，其中包括总机组数、各机组容量、一年中每天最大负荷、各机组检修所需时间、各机组上一年检修终止时间。3框：机组排序可保证优先安排那些容量大，检修时间长的机组，这对于结果的整体最优有十分重要的意义。4框：表示开始逐台安排机组检修。5框：安排第n台机组检修，一般为两次。6框：安排机组检修期间使其满足各个约束条件。7框：第n台机组是否检修完成，完成则安排下一台检修计划，否则继续安排本台机组检修。8框：第n台机组检修次数加一。9框：所有机组检修计划是否安排完成，完成就输出安排机组检修计划表，否则继续安排检修10框：安排下一台机组的检修计划。11框：输出所有机组检修计划。4 算例分析 本文

46、引用2007年山东电网机组检修计划为实例进行运算。4.1 原始数据2007年山东电力月最高负荷32196万千瓦，单机容量最大的机组为邹县电厂100万千瓦超超临界#7机组，统调公用电厂37座，机组171台，装机容量35039万千瓦：统调自备电厂11座、机组32台，装机容量4036万千瓦。此次参与计划检修的是绝大部分统调公用电厂和部分自备电厂。数据机组的详表见附录中的表1日负荷表见附录的表14.2 机组检修计划安排结果使用等备用容量法进行机组检修计划的优化计算，计算结果如附录的表1。4.3 结果和敏感性分析表4-1 优化后的部分数据从计算结果我们可以看到，各厂机组检修时间满足检修连续性约束及其它各

47、项约束条件，如：每台机组各次检修之间时间间隔的约束、各机组在检修周期内检修次数约束。 但是如果按不同优先条件安排机组检修，则检修计划安排会与该输出结果不同。比如优先安排日负荷大时的机组检修，有可能日负荷最大处并没有机组检修安排。这说明各个约束条件和优先选择都会影响机组检修计划的安排，而本文主要从最大容量的机组优先安排。由于为了求解的方便而没有考虑机组随机强迫停运的情况，且对检修计划的可靠性指标处理不够，如何将这两种情况考虑到算法优化中，还需进一步进行研究结 论本文研究了等备用法机组检修计划模型、算法，并编制程序。最后通过对山东电网2007年实际机组检修问题的优化计算，得出以下结论：(1)本文建

48、立的能考虑多种约束条件的发电系统检修计划优化模型，特别是一台机组一年考虑检修多次、各次检修有间隔、按天安排机组检修等非常符合实际的约束，取得了比较满意的计算结果。(2)本文对山东电力系统机组检修计划的计算安排，比较符合实际，执行此检修计划后，系统有较高的可靠性。说明按等备用法的原则并考虑各项约束条件编制的机组检修计划优化程序，能够满足山东电网机组检修计划工作要求，同时也证明等备用法是有效的和实用的。参考文献1许婧，王晶.电力设备状态检修技术研究综述.电网技术，2000(8)：48-522孟凡强，许克明.电力市场下发电机组状态检修.电力系统自动化，2004(9)：41443王锡凡.电力系统优化规

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