研究背景
電網狀態檢修是綜合考慮設備個體狀態和電網整體經濟運行情況的預防性檢修。相比于計劃檢修，電網狀態檢修既能充分利用設備在線監測的實時信息，發揮設備狀態檢修優勢，又能通過評估設備因故障或檢修停運所產生的風險協調各設備的檢修時機，保障電網安全、可靠、經濟運行。另一方面，隨著新型電力系統建設的不斷推進，風電等新能源大規模并網發電，其固有的強不確定性與電網輸電設備性能狀態的不確定性疊加勢必會增加電網檢修時機選擇的難度，迫切需要對風電不確定條件下的電網故障風險和檢修風險進行量化評估，推動電網狀態檢修在以新能源為主體的新型電力系統中的推廣應用。由此使不確定性條件下電網檢修決策面臨挑戰，并成為目前研究的熱點問題。
目前國內外學者基于風險理論對不確定條件下的電網檢修問題進行了諸多探索。文獻[5]以因線路檢修停運所導致的系統切負荷增量最小為目標構建了輸電檢修計劃模型，并提出基于禁忌搜索的求解方法；文獻[6]利用蒙特卡洛模擬方法評估輸電系統可靠性，進而以電網供電不足風險最小為目標優化輸電線路檢修計劃。上述研究側重于通過評估輸電檢修決策對電網可靠性的影響優化輸電檢修計劃，但未考慮設備老化及檢修策略所導致的故障率在研究周期內的變化。為實現設備狀態與檢修策略關系的精細化建模，滿足電網狀態檢修決策的需要，文獻[7]提出了一種基于役齡回退理論的電網設備狀態評估方法；文獻[8]使用馬爾科夫理論描述線路的運行狀況，并據此建立了線路狀態評估模型；文獻[9]提出一種狀態檢修背景下的設備三階段時變停運模型；在此基礎上，文獻[10]基于輸變電設備的老化過程提出電網狀態檢修的概念并構建相應模型，通過折中處理設備個體性能與電網整體運行達到降低系統總風險的目的；在電網狀態檢修理念引導下，文獻[11]考慮檢修策略對變電站設備狀態變化的影響建立了變電站狀態檢修決策模型；文獻[12]考慮設備狀態評價結果可能存在誤差，據此決策的檢修計劃可能過于保守或冒進，為此構建了基于設備狀態部分可觀的電網狀態檢修計劃模型；文獻[13]針對配電網設備量多且多樣化的特點，提出考慮多狀態馬爾科夫過程的配電網狀態檢修方法；文獻[14,15]采用分段線性化的威布爾分布函數對電網設備老化故障率進行建模，并基于電網狀態檢修概念建立了變壓器狀態檢修兩階段混合整數線性規劃模型。上述關于電網狀態檢修決策的研究充分利用了設備在線監測信息，同時兼顧了設備個體和電網運行整體風險，使檢修計劃更加有的放矢，但未考慮風電不確定性對電網狀態檢修決策的影響。對此，本文在前人研究的基礎上，以輸電線路的檢修決策為研究對象，提出考慮風電不確定性的電網狀態檢修模型和求解方法。首先，在設備狀態檢修監測和評價技術基礎上，給出輸電線路故障率及其與檢修計劃間關系的數學模型；其次，給出電網故障風險和檢修風險的數學表達，并基于次時間尺度考慮風電不確定性的魯棒機組組合模型對事故場景下的電網運行損失進行計算；最后，考慮輸電線路檢修相關約束條件，以電網故障風險與電網檢修風險之和最小為目標建立考慮風電不確定性的電網狀態檢修模型，并給出對應的求解方法。
結論
針對設備狀態檢修和風電滲透率不斷提高背景下的輸電線路檢修問題，提出了考慮風電不確定性的電網狀態檢修的模型和方法，通過算例分析得到如下結論：
1）相比于傳統計劃檢修方式難以考慮設備實際的老化過程導致其過早或過晚檢修引起風險上升的問題，所提電網狀態檢修模型能有精確考慮設備性能劣化對故障率影響，通過電網故障風險和檢修風險的折中更好地把握設備的檢修時機，提升設備潛能的發揮。
2）相比于設備狀態檢修方式，所提模型能夠綜合考慮設備個體性能與電網整體運行效能，可以在提升電網檢修計劃整體經濟性的同時，保證設備個體的性能處于可接受的狀態，從而降低系統總風險。
3）所提模型通過計算電網檢修或故障等各種停運場景下的電網運行成本考慮風電不確定性對電網故障風險和檢修風險的影響，進而構建電網運行風險與電網狀態檢修策略間的關聯關系，能夠有效提升高比例新能源電力系統中電網檢修計劃的有效性，滿足以新能源為主體的電力系統構建需求。
