输电线路差异化运维计划优化分析

输电线路差异化运维计划优化分析

王海鹏 孙成

山东网源电力工程有限公司， 山东 济南 250018

摘要：针对当前输电线路运行与维护工作资源不足、管理粗放等缺陷，提出输电线路差异化运维方法。建立以经济性、安全性、可靠性为目标函数的多目标优化模型，采用约束多目标拟态物理。MOAPO)优化算法对该模型进行优化求解，非劣解集修剪采用虚拟力排序法，约束处理采用可行规则法，该算法收敛性能好，解决高维度多目标优化问题时计算速度快，且能有效保持解集分布性。将该模型与优化算法应用于某地区输电网络年度运维计划优化，与遗传算法计算结果的比较，验证了该方法的实用性。

关键词：输电线路；差异化运维计划；优化模型；多目标拟

引言

输电线路在电网系统中占据重要位置，发挥着重要职能，直接关系的整个电力系统的运行安全和质量，为保证输电线路运行质量必须采取有效维护措施。但是当前随着电力工程建设规模的不断扩大，输电线路数量日益增多，运维环境越发复杂，运维工作量不断增多，运维难度提高，传统运维方式以难以获得理想运维效果，无法满足运维工作量要求。而差异化运维则能起到很好运维效果，以解决当前运维模式中存在的不足，全面提升运维水平。而且很多地区已尝试进行差异化运维，并取得理想效果，差异化运维值得推广应用。

1、输电线路差异化运维的必要性

电力工业属于社会基础性产业，现代社会生产经营，日常生活，学习办公都离不开电力支持。停电不仅家用电器无法使用，而且企业也要面临停产，城市大面积停电甚至会导致交通混乱，输电线路运行状态是影响电网系统运行的关键，若输电线路出现故障，必然引起非计划性停电，对电网系统运行安全造成威胁。为保障输电线路运行状态，降低故障率就必须进行必要的运维，从而及时消除输电线路故障隐患，避免线路故障点扩大，规避安全事故的发生。

但近些年来，为满足不断增长的用电需求，我国不断加强对电网的建设，输电线路条数大幅度增加，线路结构与分布越来越复杂，运维任务量明显增多[1]。而实际运维工作开展中，运维资源却严重短缺，若沿袭传统运维模式必然导致大量人力物力的浪费，更无法有效发挥运维效能。通过差异化运维则能简化运维流程，降低运维难度，提升运维质量和效率，实现减人增效，解决运维资源短缺矛盾，降低运维成本。因此，运维工作开展中应对输电线路进行分级处理，根据用户需求和实际运行周期，对输电线路划分为不同可靠性需求区域，制定差异化运维措施与计划。

输电线路运维计划优化算法一般包括遗传算法[5]、机会约束2层规划法[6]、Benders分解法[7-8]、多目标粒子群算法[9]，文献[10]介绍了当前国内外输电线路检修计划优化研究现状，对灵敏度分析法等4种优化算法进行分析比较，指出了问题研究方向应朝实用化角度发展。文献[11]建立了以经济性为目标函数的单目标检修优化模型，其经济性目标函数中将停电损失划分为显性损失和隐性损失分别计入，通过Benders分解方法将目标函数分解后求解，但由于其为单目标模型，需要主观确定安全性及可靠性因素在电力系统中的重要性才能将其计入目标函数。文献[12]以系统负荷供应能力最大作为检修目标，模型简单，计算量小，但只考虑电力系统的可靠性，无法实现运维计划的多目标最优。文献[13]提出了一种以规划周期内因线路检修引起的供电量不足风险增加量最小为目标函数的单目标优化模型，并用基于禁忌搜索的求解数学模型算法进行仿真计算。

2、输电线路差异化运维现状分析

通过前文对输变电线路差异化运维必要性的分析，不难看出实施差异化运维的重要意义[2]。就目前来看，大多电力企业在输电线路运维方面不理想，不仅缺乏运维资源，更缺失人力资源，工作开展有效性差，严重制约了运维工作效能发挥，降低了运维效率，很多线路故障隐患问题得不到及时处理，电网安全性与稳定性难以得到保证，显然对差异化运维没有一个正确认识，没有正确实施差异化运维措施。而另外一些实施了差异化运维的电力企业，却在差异化运维计划制定方面存在问题，没有制定完善计划和运维目标。在线路分级方面和风险确定方面存在不合理现象，导致部分区域无法得到有效运维，一些低障率区域却巡视过剩，运维工作难以得到真正落实[3]。而且差异化运维中相关人员对差异化运维内涵不理解，对重点区域检查不够仔细，存在走形式的现象，对后期维修有一定依赖性，运维事后性突出。并且差异化运维中，对差异性的考虑非常不充分，存在较大片面性。对天气因素、建筑因素、人为因素考虑过少，缺乏实际调查，导致输电线路短路或跳闸现象频繁，严重影响了运维实效性。为全面提升输电线路差异化运维水平，运维工作开展中，应积极对差异化运维计划进行优化，使其符合工作实际情况，以促进运维效能有效发挥。

3、输电线路差异化运维计划优化措施

从前文对输电线路差异化运维现状的分析可以知道，目前差异化运维效果并不理想，在很多方面有待改进，所以运维效能发挥不明显，没有获得预期差异化运维目标，偏离了差异化运维初衷。因此，电力企业应针对当前运维实际情况，采取有效优化措施，对差异化运维计划进行优化处理，促进差异化运维水平的提高。下面通过几点来分析输电线路差异化运维计划优化措施：

3.1、计划制定

在计划制定阶段就应考虑到差异化运维特点，不能再走以往的老思路，应明确差异化运维目标和规律。根据输电线路运行周期和用户需求以及实际情况，制定具有针对性与可行性的差异化运维计划，为差异化运维提供依据和导向，保障工作有序性[4]。如差异化运维计划完全不具可行性，那只是纸上谈兵，更无法实现差异化运维。在计划制定中，不论是线路划分，还是资源调配都应注重差异性的体现，合理明确各区域运维标准，制定运维策略。另一方面，为保证计划科学性与合理性，应对各段区历年维护记录和详细资料进行整理分析，确定各段区健康状态和故障率，基于实际数据来制定差异化运维计划。

3.2、线路分级

输电线路合理分级是实施差异化运维的前提基础，直接关系差异化运维效能发挥质量，确保线路分级合理性非常重要，要根据线路重要性、线路环境、运行状态、所处区域将输电线路分为：一级线路、二级线路、三级线路，并根据线路等级制定不同运维方案[5]。具体分级中要摸清线路区段，对每个渠道的气象条件、地形地势进行考虑，分析线路运行状态信息，建立线路状态信息库，制定统一数据管理规范，确保各线路状态信息完整、无误。除了要对相关线路周边环境进行考虑外，还要考虑线路负荷情况和故障后果，分析目前线路运行缺陷性质，对线路类型进行区分和评价。

3.3、资源差异化配置

为提高差异化运维质量，全面落实差异化运维，必须针对差异化运维规律，进行差异化的运维资源配置，有策略性的减人增效。传统运维工作开展中，无重点、无偏向，所以运维状态不理想，资源浪费现象严重，当运维任务繁重时，就会出现走流程的现象。为实现减人增效，各线路应差异化配置人员，根据线路特点，配备不同数量、不能业务能力的运维人员，以破除传统运维弊端，实现风险、效能、成本综合最优，在节约运维成本，减少运维人员的同时，确保不运维质量。特殊区域应配置业务能力高的运维人员，人员数量上要符合实际需求，而对于安全线路则可少配置，仅作定期运维即可，从而提高运维效率。

4、结束语

现代社会已对电能产生依赖性，不论是企业生产，还是日常生活都已离不开电能。输电线路是电力系统核心组成部分，是影响电网系统运行安全关键所在。若输电线路运维不当，必然导致故障问题的发生，诱发停电，影响社会生产。但当前随着输电线路运维难度的不断提高，传统运维模式已经逐渐无法满足实际工作需求，实施差异化运维势在必行。

参考文献

[1]徐平，闻建中，马承志，杨玺.基于遗传算法的输电线路差异化运维优化方法的研究[J].陕西电力，2014，05：6~10.

[2]徐彬.云南省送变电工程公司代运维输电线路故障分析及应对策略[D].云南电力工业，2015.

[3]张徐东，王洪祥.低碳背景下电力系统规划与运营模式及决策方法研究[D].华北工业，2014，06：474~480.