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基于不确定理论的供电设备检修问题研究

作　者: 许旭锋
导　师: 黄民翔；邱家驹
学　校: 浙江大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 供电设备检修策略检修优化不确定理论二层规划可靠性评估随机模拟模糊模拟混合智能优化方法
分类号: F426.61
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
下　载: 327次
引　用: 4次
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内容摘要

电力设备检修是供电企业生产的一个重要方面,也是造成用户停电和电网供电可靠性降低的重要原因之一。但当前供电企业的检修安排一般依靠人工经验完成,效率低下且无法满足不断提升的信息化和自动化要求。有关供电设备检修问题的理论研究也处于初步阶段,但近年来逐步引起了重视。随着电力市场化改革的推进,该项研究需要处理越来越多的不确定因素。本文将不确定理论引入供电设备检修问题的研究中,取得了以下创新性成果：首先,重新分类和比较了各类检修范畴,包括检修策略、检修方式、检修优化及检修实施和管理等。在归纳和总结检修策略制定原则的基础上,基于可信性理论建立了一种检修策略优化模型。该模型以设备重要度的模糊综合评价为核心,并将设备重要度的模糊期望值及方差作为检修策略制定的重要参数。优化结果给出了倾向于选择各种检修方式的隶属度。其次,分析了输电线路检修优化涉及的随机性因素,如负荷、发电机出力、线路状态及检修资源等。基于随机期望值二层规划和随机机会约束二层规划,建立了两类输电线路检修优化模型。前者综合评估不安全现象的概率和后果,并采用静态安全控制成本来量化风险指标；而后者将检修期间的电网可靠性指标以约束的形式计入模型。再次,引入可信性理论描述和处理配电网检修优化中的各种模糊性因素。建立了以模糊总检修成本最小为目标函数的模糊二层规划模型。该函数计及了检修费用和各时段负荷转移情况。采用结合模糊模拟、启发式负荷转移、粒子群算法和禁忌表等的混合智能算法求解模型。优化结果不仅确定了各项目标的模糊期望值及其方差,还比较了不同置信水平下的优化值。最后,基于相关机会二层规划,提出一种协调检修过程中经济性和可靠性矛盾的新方法。同时考虑了配电网检修优化中的随机性和模糊性因素,应用概率论描述和处理设备状态及电网运行状态的随机性,利用可信性理论分析和建模设备故障率、负荷预测值等。引入经济性指标和可靠性指标满足一定期望的可信性概念,通过极大化不确定事件成立的可信性来获得最优的检修安排方案。本文提出的供电设备检修优化不确定二层规划模型与实际检修计划编制流程相接近,容易为供电企业所接受,对其实际开展检修工作也具有很好的指导作用。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-8
Abstract  8-17
第1章绪论  17-35
  1.1 引言  17-20
  1.2 检修基本概念  20-22
    1.2.1 检修体系结构  20-21
    1.2.2 检修层次结构  21-22
  1.3 检修策略  22-23
  1.4 检修方式  23-25
  1.5 检修优化  25-31
    1.5.1 数学模型  26-28
    1.5.2 求解方法  28-31
  1.6 检修实施和管理  31
  1.7 检修优化涉及的不确定因素  31-33
  1.8 本文的主要工作  33-35
第2章不确定理论基础  35-43
  2.1 引言  35
  2.2 不确定理论基本概念  35-38
    2.2.1 概率论  36-37
    2.2.2 可信性理论  37-38
  2.3 不确定二层分散决策问题的数学模型  38-40
  2.4 供电设备检修优化问题的特点  40-41
  2.5 本章小结  41-43
第3章供电设备检修策略优化研究  43-59
  3.1 概述  43-44
  3.2 供电设备检修策略优化模型  44-51
    3.2.1 设备重要度的评价因素  45-49
    3.2.2 设备重要度的模糊综合评价  49-51
  3.3 基于可信性理论的模型求解过程  51-52
  3.4 算例分析  52-56
  3.5 本章小结  56-59
第4章基于概率论的输电线路检修优化  59-77
  4.1 引言  59
  4.2 随机性因素模拟  59-61
  4.3 随机二层分散决策检修计划的数学模型  61-64
    4.3.1 随机期望值二层规划模型  61-62
    4.3.2 随机机会约束二层规划模型  62-64
  4.4 混合智能算法  64-68
    4.4.1 不确定约束条件处理  64-65
    4.4.2 基于蒙特卡罗仿真求解下层规划  65-66
    4.4.3 基于混合智能算法求解输电线路检修优化问题  66-68
  4.5 考虑随机性因素的输电线路检修优化分析  68-75
    4.5.1 算例1  68-71
    4.5.2 算例2  71-75
  4.6 本章小结  75-77
第5章基于可信性理论的配电网检修优化  77-97
  5.1 引言  77-78
  5.2 模糊性因素模拟  78-79
  5.3 模糊二层分散决策检修计划的数学模型  79-81
    5.3.1 模糊期望值二层规划模型  79-80
    5.3.2 模糊机会约束二层规划模型  80-81
  5.4 相关模糊指标定义  81-83
    5.4.1 联络开关备用容量  81-82
    5.4.2 线损变化量  82
    5.4.3 模糊可靠性指标  82-83
  5.5 混合智能算法  83-89
    5.5.1 确定性等价形式  83-85
    5.5.2 基于模糊模拟的启发式负荷转移过程  85-88
    5.5.3 算法流程  88-89
  5.6 算例分析  89-96
    5.6.1 算例数据  89
    5.6.2 模糊期望值二层规划在检修优化中的应用  89-92
    5.6.3 模糊机会约束二层规划在检修优化中的应用  92-96
  5.7 本章小结  96-97
第6章计及不确定性的检修优化问题研究  97-111
  6.1 引言  97
  6.2 统筹经济性和可靠性的检修优化模型  97-100
    6.2.1 目标函数  98-99
    6.2.2 约束条件  99-100
  6.3 模型求解  100-105
    6.3.1 等价形式  100-101
    6.3.2 算法流程  101-104
    6.3.3 模糊模拟  104-105
  6.4 算例分析  105-109
    6.4.1 优化结果  106-107
    6.4.2 可靠性分析  107-108
    6.4.3 参数灵敏度分析  108-109
  6.5 本章小结  109-111
第7章总结与展望  111-115
  7.1 全文总结  111-112
  7.2 研究工作展望  112-115
参考文献  115-123
附录  123-133
作者简历及在学期间所取得的科研成果  133-134

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