基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方法及系統(tǒng)，該方法包括：輸電線路差異化運(yùn)維策略的生成；將運(yùn)維策略輸入輸電線路差異化運(yùn)維數(shù)學(xué)模型；運(yùn)用多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)解決差異化運(yùn)維優(yōu)化數(shù)學(xué)問題；研制輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化軟件模塊且實(shí)現(xiàn)運(yùn)維策略的自動化調(diào)整及再生成。采用本發(fā)明，可以輸電線路差異化運(yùn)維策略的優(yōu)化，降低輸電線路運(yùn)行與維護(hù)工作量，自動化程度高，經(jīng)濟(jì)效益好。
【專利說明】基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方法及 系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電氣設(shè)備運(yùn)行與維護(hù)解決方案，特別涉及基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸 電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方法及系統(tǒng)。 技術(shù)背景
[0002] 輸電線路的運(yùn)維工作是運(yùn)行人員的一項(xiàng)重要日常工作，運(yùn)維工作質(zhì)量的好壞將 直接影響安全生產(chǎn)。目前國內(nèi)傳統(tǒng)的輸電線路運(yùn)維工作是定人、定點(diǎn)、定期地對線路進(jìn)行巡 視檢查，其特點(diǎn)是巡視位置和周期相對固定，并根據(jù)線路在電網(wǎng)中的重要程度和設(shè)備自身 的健康狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，對于可靠性不高且易產(chǎn)生規(guī)律性故障的情況還能夠適用。在 現(xiàn)今輸電線路日益增多、特維開展對日常運(yùn)維工作產(chǎn)生較大沖擊、產(chǎn)品質(zhì)量不確定性日益 提高的情況下，傳統(tǒng)的巡視模式造成了人力物力資源的浪費(fèi)，且不能及時(shí)地把握輸電線路 的實(shí)際運(yùn)行狀況，給電網(wǎng)安全運(yùn)行埋下了隱患。
[0003] 在基于風(fēng)險(xiǎn)評估的輸電線路差異化運(yùn)維研究中，制定差異化運(yùn)維策略或工作計(jì)劃 安排時(shí)，所生成的原始運(yùn)維策略只通過粗略的編排，工作量分配不均，可能導(dǎo)致某時(shí)段的運(yùn) 維工作沖突且無法完成，造成整個(gè)計(jì)劃的紊亂，人力物力等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也未達(dá)到最小。因此， 亟待尋求一種方法實(shí)現(xiàn)差異化運(yùn)維策略的優(yōu)化及其優(yōu)化過程的自動化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路 差異化運(yùn)維優(yōu)化方法及系統(tǒng)。其可以實(shí)現(xiàn)輸電線路運(yùn)維計(jì)劃的科學(xué)、合理的安排，實(shí)現(xiàn)人 力、物力資源的合理布置，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維策略的自動調(diào)整，從而減小因輸電線路造成的電網(wǎng)運(yùn)行 風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維工作的商質(zhì)量和商效率。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開了基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維 優(yōu)化方法，包括以下步驟： (1) 提取輸電線路各狀態(tài)量信息； (2) 根據(jù)輸電線路差異化運(yùn)維策略生成規(guī)則制定運(yùn)維策略； (3) 確定輸電線路運(yùn)維目標(biāo)函數(shù)及約束，構(gòu)建輸電線路差異化運(yùn)維數(shù)學(xué)模型； (4) 根據(jù)所述的數(shù)學(xué)模型，分別代入需要制定運(yùn)維策略的地區(qū)線路參數(shù)，對上述根據(jù)生 成規(guī)則制定的運(yùn)維策略，采用多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化求解，得到優(yōu)化后的運(yùn)維策 略。
[0006] 進(jìn)一步的，所述步驟（1)的提取輸電線路各狀態(tài)量信息包括一般狀態(tài)量信息與重 要狀態(tài)量信息；所述的一般狀態(tài)量信息包括基礎(chǔ)淹沒情況、絕緣子串傾斜情況、阻尼線位移 情況、防振錘缺損情況和輔屬設(shè)施缺損情況；所述的重要狀態(tài)量信息包括金具發(fā)熱情況、懸 垂線夾損壞情況、瓷絕緣子零值和玻璃絕緣子自爆情況、復(fù)合絕緣子芯棒護(hù)套和傘裙損傷 情況。
[0007] 進(jìn)一步的，所述的步驟（2)的根據(jù)輸電線路差異化運(yùn)維策略生成規(guī)則制定運(yùn)維策 略，包括如下步驟： 根據(jù)輸電線路風(fēng)險(xiǎn)定級數(shù)據(jù)確立相應(yīng)的基準(zhǔn)運(yùn)維策略； 根據(jù)輸電線路狀態(tài)評價(jià)工作，針對劣化狀態(tài)量確立輸電線路基于問題的運(yùn)維策略； 根據(jù)運(yùn)維策略生成規(guī)則，綜合基準(zhǔn)運(yùn)維策略和基于問題的運(yùn)維策略，生成未優(yōu)化的輸 電線路運(yùn)維策略。
[0008] 進(jìn)一步的，所述步驟（3)的確定輸電線路運(yùn)維目標(biāo)函數(shù)及約束，構(gòu)建輸電線路差異 化運(yùn)維數(shù)學(xué)模型，包括： 量化經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性指標(biāo)，確立輸電線路運(yùn)維工作約束，構(gòu)建輸電線路差異化 運(yùn)維數(shù)學(xué)模型。
[0009] 進(jìn)一步的，所構(gòu)建的輸電線路差異化運(yùn)維數(shù)學(xué)模型后，還包括以下步驟： (1) 獲取需要制定運(yùn)維策略的地區(qū)線路參數(shù)，包括規(guī)模、地理位置、電壓等級、人力物力 資源分布、運(yùn)維時(shí)間及順序要求； (2) 針對實(shí)際差異化運(yùn)維解決辦法，對多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，得到適用于解 決輸電線路差異化運(yùn)維模型的多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)優(yōu)化算法，優(yōu)化求解后，得到最終優(yōu)化后 的運(yùn)維策略。
[0010] 另外，本發(fā)明還涉及基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化系統(tǒng)，包 括：數(shù)據(jù)采集單元、策略制定模塊和策略優(yōu)化模塊，其中具體為： 數(shù)據(jù)采集單元，用于在狀態(tài)評價(jià)階段提取輸電線路各狀態(tài)量信息以及在進(jìn)行輸電線路 差異化運(yùn)維策略優(yōu)化階段獲取需要制定運(yùn)維策略的地區(qū)線路參數(shù)； 策略制定模塊，對線路進(jìn)行狀態(tài)評價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)定級，按照運(yùn)維策略生成規(guī)則，生成輸電線 路初步運(yùn)維策略； 策略優(yōu)化模塊，將輸電線路差異化運(yùn)維數(shù)學(xué)模型與上述改進(jìn)后的多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)優(yōu) 化算法，采用程序語言固化，對初步運(yùn)維策略進(jìn)行優(yōu)化求解后得到最終運(yùn)維策略。
[0011] 綜上所述，本發(fā)明的的基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方法及 系統(tǒng)具有如下有益效果：對于最新差異化輸電線路運(yùn)維工作計(jì)劃安排進(jìn)行了科學(xué)合理的編 排提高了運(yùn)維工作的經(jīng)濟(jì)性及科學(xué)性；其次，本優(yōu)化方法所采用的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了輸電線路差 異化運(yùn)維生成及優(yōu)化過程的自動化進(jìn)行，且其安裝和操作簡單易行，方便運(yùn)維人員掌握；最 后本判別方法綜合考慮了輸電線路動態(tài)參數(shù)及輸電線路風(fēng)險(xiǎn)等級，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性、安全性、 可靠性指標(biāo)的最優(yōu)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是本發(fā)明的基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方法的流程 圖； 圖2是本發(fā)明的基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化系統(tǒng)的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 本發(fā)明實(shí)施例主要提供了一種基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu) 化方法及系統(tǒng)，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí) 例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0014] 如圖1所示，該實(shí)施例的基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方 法，包括以下步驟： 5101 :提取輸電線路各狀態(tài)量信息； 5102 :根據(jù)輸電線路差異化運(yùn)維策略生成規(guī)則制定運(yùn)維策略； 5103 :確定輸電線路運(yùn)維目標(biāo)函數(shù)及約束，構(gòu)建輸電線路差異化運(yùn)維數(shù)學(xué)模型； 5104 :根據(jù)所述的數(shù)學(xué)模型，分別代入需要制定運(yùn)維策略的地區(qū)線路參數(shù)，對上述根據(jù) 生成規(guī)則制定的運(yùn)維策略，采用多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化求解，得到優(yōu)化后的運(yùn)維 策略。
[0015] 如圖2所示，該實(shí)施例還包括基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化 系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集單元、策略制定模塊和策略優(yōu)化模塊，其中具體為： 數(shù)據(jù)采集單元，用于在狀態(tài)評價(jià)階段提取輸電線路各狀態(tài)量信息以及在進(jìn)行輸電線路 差異化運(yùn)維策略優(yōu)化階段獲取需要制定運(yùn)維策略的地區(qū)線路參數(shù)； 策略制定模塊，對線路進(jìn)行狀態(tài)評價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)定級，按照運(yùn)維策略生成規(guī)則，生成輸電線 路初步運(yùn)維策略； 策略優(yōu)化模塊，將輸電線路差異化運(yùn)維數(shù)學(xué)模型與上述改進(jìn)后的多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)優(yōu) 化算法，采用程序語言固化，對初步運(yùn)維策略進(jìn)行優(yōu)化求解后得到最終運(yùn)維策略。
[0016] 具體詳細(xì)實(shí)施如下： 步驟SlOl :提取輸電線路各狀態(tài)量信息，具體如下： 針對輸電線路進(jìn)行狀態(tài)評價(jià)，提取輸電線路各狀態(tài)量信息，包括一般狀態(tài)量信息與重 要狀態(tài)量信息，確定其各項(xiàng)扣分后，得出輸電線路的狀態(tài)評價(jià)等級，分為正常狀態(tài)、注意狀 態(tài)、異常狀態(tài)、嚴(yán)重狀態(tài)，進(jìn)而得出其風(fēng)險(xiǎn)等級。
[0017] 步驟S102:根據(jù)輸電線路差異化運(yùn)維策略生成規(guī)則制定運(yùn)維策略，即： 根據(jù)各風(fēng)險(xiǎn)等級對應(yīng)的基準(zhǔn)運(yùn)維策略，制定日常巡維策略表，包括專業(yè)巡維(特巡）策 略、停電維護(hù)策略、風(fēng)險(xiǎn)變化動態(tài)巡維策略、氣象突變動態(tài)巡維策略、保供電策略及迎峰度 夏動態(tài)巡維策略。
[0018] 根據(jù)狀態(tài)評價(jià)、故障診斷，按條目得出相應(yīng)的基于狀態(tài)量問題的輸電線路運(yùn)維策 略。
[0019] 綜合上述基準(zhǔn)運(yùn)維策略及基于狀態(tài)量問題的策略，按照運(yùn)維計(jì)劃安排表生成原始 運(yùn)維策略表單。該原始運(yùn)維策略表單只通過粗略的編排，未經(jīng)過優(yōu)化，工作量分配不均，無 法實(shí)現(xiàn)運(yùn)維工作的合理安排，以及未實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)，即運(yùn)維及生產(chǎn)費(fèi)用最小。
[0020] 步驟S103 :構(gòu)建輸電線路差異化運(yùn)維數(shù)學(xué)模型，具體如下： 輸電線路差異化運(yùn)維計(jì)劃是一個(gè)多目標(biāo)、多約束的優(yōu)化問題。根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)安全運(yùn)行 要求，輸電線路的差異化運(yùn)維計(jì)劃的目標(biāo)函數(shù)定為經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性指標(biāo)，約束條件 包括運(yùn)維資源的約束，運(yùn)維項(xiàng)目間的協(xié)調(diào)，潮流約束等。
[0021] 優(yōu)化目標(biāo)：在保障電網(wǎng)運(yùn)行可靠性及安全性的基礎(chǔ)上希望經(jīng)濟(jì)性盡可能最優(yōu)。
[0022] 決策變量代表線路I-第/時(shí)段的運(yùn)維狀態(tài)，A1t = I表示運(yùn)維，= 0表示未 運(yùn)維。它直接影響運(yùn)維工作量，決定運(yùn)維計(jì)劃的制定。
[0023] 1)模型的目標(biāo)函數(shù) 本發(fā)明的經(jīng)濟(jì)性目標(biāo)函數(shù)為運(yùn)維費(fèi)用和生產(chǎn)費(fèi)用之和，即

【權(quán)利要求】
1. 基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 提取輸電線路各狀態(tài)量信息； (2) 根據(jù)輸電線路差異化運(yùn)維策略生成規(guī)則制定運(yùn)維策略； (3) 確定輸電線路運(yùn)維目標(biāo)函數(shù)及約束，構(gòu)建輸電線路差異化運(yùn)維數(shù)學(xué)模型； (4) 根據(jù)所述的數(shù)學(xué)模型，分別代入需要制定運(yùn)維策略的地區(qū)線路參數(shù)，對上述根據(jù)生 成規(guī)則制定的運(yùn)維策略，采用多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)方法進(jìn)行優(yōu)化求解，得到優(yōu)化后的運(yùn)維策 略。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方法，其 特征在于，所述步驟（1)的提取輸電線路各狀態(tài)量信息包括一般狀態(tài)量信息與重要狀態(tài)量 信息；所述的一般狀態(tài)量信息包括基礎(chǔ)淹沒情況、絕緣子串傾斜情況、阻尼線位移情況、防 振錘缺損情況和輔屬設(shè)施缺損情況；所述的重要狀態(tài)量信息包括金具發(fā)熱情況、懸垂線夾 損壞情況、瓷絕緣子零值和玻璃絕緣子自爆情況、復(fù)合絕緣子芯棒護(hù)套和傘裙損傷情況。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方法，其 特征在于，所述的步驟（2)的根據(jù)輸電線路差異化運(yùn)維策略生成規(guī)則制定運(yùn)維策略，包括如 下步驟： 根據(jù)輸電線路風(fēng)險(xiǎn)定級數(shù)據(jù)確立相應(yīng)的基準(zhǔn)運(yùn)維策略； 根據(jù)輸電線路狀態(tài)評價(jià)工作，針對劣化狀態(tài)量確立輸電線路基于問題的運(yùn)維策略； 根據(jù)運(yùn)維策略生成規(guī)則，綜合基準(zhǔn)運(yùn)維策略和基于問題的運(yùn)維策略，生成未優(yōu)化的輸 電線路運(yùn)維策略。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方法，其 特征在于，所述步驟（3)的確定輸電線路運(yùn)維目標(biāo)函數(shù)及約束，構(gòu)建輸電線路差異化運(yùn)維數(shù) 學(xué)模型，包括： 量化經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性指標(biāo)，確立輸電線路運(yùn)維工作約束，構(gòu)建輸電線路差異化 運(yùn)維數(shù)學(xué)模型。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化方法，其 特征在于，所構(gòu)建的輸電線路差異化運(yùn)維數(shù)學(xué)模型后，還包括以下步驟： (1) 獲取需要制定運(yùn)維策略的地區(qū)線路參數(shù)，包括規(guī)模、地理位置、電壓等級、人力物力 資源分布、運(yùn)維時(shí)間及順序要求； (2) 針對實(shí)際差異化運(yùn)維解決辦法，對多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，得到適用于解 決輸電線路差異化運(yùn)維模型的多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)優(yōu)化算法，優(yōu)化求解后，得到最終優(yōu)化后 的運(yùn)維策略。
6. 基于多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)的輸電線路差異化運(yùn)維優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，包括：數(shù)據(jù) 采集單元、策略制定模塊和策略優(yōu)化模塊，其中具體為： 數(shù)據(jù)采集單元，用于在狀態(tài)評價(jià)階段提取輸電線路各狀態(tài)量信息以及在進(jìn)行輸電線路 差異化運(yùn)維策略優(yōu)化階段獲取需要制定運(yùn)維策略的地區(qū)線路參數(shù)； 策略制定模塊，對線路進(jìn)行狀態(tài)評價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)定級，按照運(yùn)維策略生成規(guī)則，生成輸電線 路初步運(yùn)維策略； 策略優(yōu)化模塊，將輸電線路差異化運(yùn)維數(shù)學(xué)模型與上述改進(jìn)后的多目標(biāo)擬態(tài)物理學(xué)優(yōu) 化算法，采用程序語言固化，對初步運(yùn)維策略進(jìn)行優(yōu)化求解后得到最終運(yùn)維策略。
【文檔編號】G06Q50/06GK104331742SQ201410463242
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月12日
【發(fā)明者】歐郁強(qiáng), 蔡德華, 聞建中, 徐平, 吳垂明, 楊璽, 馬承志, 劉天紹, 李雙全, 舒乃秋, 彭輝, 李自品, 張小龍, 文志強(qiáng) 申請人:廣東電網(wǎng)公司江門供電局, 武漢大學(xué)