电网一次设备状态检修辅助决策是以设备状 态评价结果为基础，综合考虑风险评估结论，优化 输变电设备检修次序、检修时间和检修等级安排， 最终依据状态检修导则确立的分级维修标准，确定 具体的检修项目，并将建议结果递交设备管理人员 或传送到相关的外部生产管理系统，进行设备检修 安排^[1]。

电网一次设备风险评估以影响电网设备可靠 性的各种因素作为基础变量建立风险评估模型，依 据评估模型评估出设备故障对电网所造成风险的 大小，从而能够从可靠性和经济性的角度为安排设 备检修提供决策支持，以提高电网设备管理水平及 供电可靠性，降低设备维护费用^{[2, 3, 4, 5, 6]}。

《输变电设备风险评估导则》中，将风险定义为 “对不期望发生结果的概率和严重性的度量，通常 采用概率和后果乘积的表达形式”，即：R=pC，其中， R为风险；p为事故出现的概率；C为事故产生的后 果（或损失）^[1]。

传统风险评估方法对电气元件在电网中的位 置重要性（系统枢纽变电站、地区重要变电站和一 般变电站）进行粗略分类定级，没有基于电网潮流 的定量计算分析，也未考虑元件检修对电网的损失 影响，难以指导电力系统元件检修决策。针对传统 风险评估方法的不足，提出了基于电网安全分析的 电网一次设备风险定量评估方法，该方法主要对元 件故障后电网稳定情况、减供负荷值等指标进行分 析，根据各指标值对不同运行方式下一次设备故障 的风险损失进行计算，风险损失以货币形式给出。 该方法可根据设备运行及检修存在风险的比值结 果，指导设备状态检修工作。 1 电网一次设备的传统风险评估方法 1.1 传统风险评估方法模型

电网一次设备风险评估结论是状态检修辅助 决策中的一个重要依据，传统的电网一次设备风险 评估方法是以风险值为指标，综合考虑资产、资产 损失程度及设备发生故障的概率三者的作用，风险 值按公式（1）^[1]计算。

A—设备资产；

F—资产损失程度；

p—设备平均故障概率。 1.2 传统风险评估方法指标计算

（1）设备资产A由设备价值、用户等级、设备地 位3个因素构成，每个因素分多个等级，取值范围 0—10。设备资产按公式（2）^[1]计算。

A_i—某个资产因素；

W_Ai —某个资产因素权重。

（2）资产损失程度F由成本、环境、安全3个要 素的损失程度确定，其中，安全要素又由人身安全 和电网安全2个子要素构成。每个损失程度分多个 等级，取值范围0—10。资产损失程度按公式（3）^[1] 计算。

F_i—某个要素的损失程度；

WF_i —某个要素损失程度权重。

（3）设备平均故障概率p按公式（4）^[1]计算。

e—自然对数；

C—曲率系数；

ISE—设备状态评价分值。 1.3 传统风险评估方法存在的不足

（1）传统的电网一次设备风险评估仅对设备 故障风险进行评估，认为风险值越大，越应优先安 排设备检修。该方法并未考虑设备检修带来的风 险，用评估结果作为设备检修与否的依据存在一定 的片面性。

（2）传统的评估方法取值大部分基于定性的 分析，对实际电网情况缺少定量分析。

（3）传统的评估方法虽考虑了环境、安全等多 个因素，但这些因素对电网存在潜在风险很难量化 分析，缺少实际指导意义。

（4）运行电网可能出现的工况是一个复杂事 件集，传统的评估方法忽略了设备之间的相互联系 和影响，仅作为单一事件进行分析，存在一定的不足。 2 电网一次设备风险评估的改进方法 2.1 风险评估方法改进模型

为了评估某一输变电设备是否需要检修，把电 网分成设备运行和检修2种工况进行分析。设备运 行工况存在一个潜在的风险或经济损失期望值，设 备检修工况可能存在由于该设备检修而造成的限 负荷固定经济损失和该设备检修工况下潜在的风 险或经济损失期望值。将2种工况存在的损失期望 值进行对比，可作为该设备是否需要检修的主要辅 助决策依据。设备检修决策风险评估值R可用公式 （5）^[1]进行计算分析。

R_j—检修风险损失值。

当R>1时，说明该设备运行风险值大于检修风 险值，设备急需检修；当R=1时，该设备可以适当安 排检修；当R<1时，该设备检修风险更大，不应安排 检修。在实际应用过程中，可根据R值的大小，优化 设备的检修次序，R值较大的设备应优先考虑检修。 2.2 设备运行风险损失值RZ计算

为了研究方便，仅考虑同一时间点内只有单一 输变电设备元件检修。因此设备运行工况即为某 一电网所有输变电一次设备都运行的正常方式。 对于正常运行的电网，存在每一个元器件故障的 N-1事故风险、2个元器件故障的N-2事故风险，i个 元器件故障的N-i事故风险等。如果把每一个可能 发生的故障看作是1个事件，每1个事件由损失程 度和事件发生概率2个要素构成，可引用统计学中 的数学期望概念评估电网某一运行工况的运行风 险值。RZ可用公式（6）^[7]计算。

p_Zi—第i个电网故障事件发生的概率；

K—电网正常运行方式下可能发生故障事 件集元素个数。 2.2.1 故障事件损失值C_Zi计算

为了能够定量评估风险损失，将故障事件损失 值C_Zi全部折算成货币。故障损失主要包括故障设 备损失、故障引起的切负荷经济损失，故障恢复期 间的限负荷经济损失、故障导致的发电厂切机经济 损失、故障恢复期间机组减出力经济损失。可用公 式（7）^[7]计算。

（1）设备经济损失C_Zi1计算方法见公式（8）^[7]：

V_k—设备价值；

m—故障设备数。

（2）故障切负荷经济损失是不可控的，停电引 起的附加经济损失比较大，特别是一类负荷，C_Zi2用 公式（9）^[7]计算。

r_l—故障期间负荷波动系数；

b_gl—单位故障切负荷对应的经济损失值；

L_Zigl—典型方式故障引起的切负荷值； ti—故障恢复时间。

（3）故障期间的限负荷措施是相对可控的，停 电引起的损失要比故障切负荷损失小。故障期间 限负荷经济损失C_Zi3计算方法见公式（10）^[7]。

L_Zixl—典型方式故障引起的限负荷值。

（4）故障引起的切机经济损失，不仅包括切除 机组损失的发电经济效益，同时包括机组非计划停 运造成的固定损失。C_Zi4计算方法见公式（11）^[7]。

c_g—单位发电损失利润；

p_Zig—故障切机量。

（5）故障期间引起的发电机组限出力是可控 的，其损失可只计算减少发电的利润损失。C_Zi5计算方法见公式（12）^[7]。

为了研究方便，在计算故障概率时，将电网一 次设备均看成独立元件，其故障概率可用独立事件 的概率计算方法计算，见计算公式（13）^[7]。

n—电网一次设备元件数；

m—故障元件数。 2.3 设备检修风险损失值Rj计算

当设备检修时，可能存在由于该设备检修而引 起的电网限负荷、限发电出力的情况，这部分损失 是固定的。当设备检修时构成了1个新的电网运行 工况，该工况同样存在运行风险。其计算方法见公 式（14）^[7]。

C_ji—检修方式下第i个故障事件损失值；

p_ji—检修方式下第i个故障事件发生的概 率；

Kj—电网检修方式下可能发生故障事件集 的元素个数。

设备检修导致的固定损失主要包括设备检修 时限负荷和限发电出力损失。检修方式的限负荷 和限出力是相对可控的，其停电损失小于故障损 失。计算方法见公式（15）^[7]。

以上电网一次设备状态检修辅助决策中的风 险评估改进方法比较复杂，在实际应用中需要做进 一步简化处理。

（1）由于电网发生N-3及以上故障的概率非常 小，在实际计算中可以忽略不计，不会影响评估结 论。

（2）计算所需的大部分电网数据是根据对典 型方式计算得出的，在实际应用中可通过电网年度 方式结论、电网运行控制极限、安全控制策略等得 到相关数据，并通过负荷波动系数进行调整，简化 计算过程。

（3）方法中的大量计算参数需要参考历史经 验值给定，其参数的不确定性可能会影响计算结 果，但对得出的设备检修优化排序趋势影响较小。 所以用该方法进行检修优化安排更具实际指导意 义。 3 改进评估方法应用实例

以内蒙古500kV电网实际运行的两回线路为 例进行传统方法和改进方法的风险评估。线路1为 500kV布乌Ⅰ线，即布日都—乌海500kV线路；线 路2为丰万Ⅰ线，即丰泉—万全500kV线路。 3.1 传统评估方法

线路1位于内蒙古500kV电网的末端，线路两 端变电站接带负荷为地区负荷。资产评估中设备 价值A₁ （i=1）取值为9.0、用户等级A₂ （i=2）为10、设 备地位A₃（i=3）为9；资产损失程度评估中的成本F₁ （i=1）为0.177、安全F₂（i=4）为0.12；设备故障率中比 例系数K为5360.0、曲率系数C为0.216 ^[1]。根据传 统风险评估方法得到的风险评估结果为0.000 1941。

线路2是内蒙古电网东送华北电网通道中的一 回，所带负荷为华北区域负荷。资产评估中设备价 值A₁（i=1）取值为9.0、用户等级A₂（i=2）为10、设备 地位A₃（i=3）为10；资产损失程度评估中的成本F₁ （i=1）为0.177、安全F₂（i=4）为0.22；设备故障率中比 例系数K为5360.0、曲率系数C为0.216 ^[1]。根据传 统风险评估方法得到的风险评估结果为0.000 2442。 3.2 改进评估方法

改进评估方法初始计算参数为：单位发电量损 失利润c_g取0.2元/kWh、单位故障切负荷损失b_gl取 6.0元/kWh、单位故障限负荷损失b_xl取1.25元/kWh、 负荷变化系数r_l取0.5。根据以上的参数设置值以 及电网不同运行方式下设备故障导致的发电和负 荷损失量，应用改进算法的风险评估软件，对线路 1、线路2进行计算。线路1、线路2的风险评估结果 分别为0.8725、0.2387 ^[7]。 3.3 2种方法结果对比及分析

以上2条线路分别利用传统方法和改进方法计算得到风险评估结果如表 1所示。

表 1(Table 1)

表 1 输电线路风险评估结果

表 1 输电线路风险评估结果

从表 1的结果可以看出，2条线路的设备状态评 价分值相同，采用传统方法评估的风险结果为线路 1小于线路2，说明线路2在电网中的位置较线路1 重要。但采用改进风险评估方法其结果恰恰相反， 而且线路1风险评估结果远大于线路2。主要原因 为线路2在电网的位置虽然较线路1重要，但线路1 检修会带来限负荷和限机组出力的固定损失，同时 该线路检修时对电网结构影响较大，其检修期间风 险值明显增加；而在实际运行时，线路2在设备发生 N-1故障时，不会引起切机、切负荷，只会引起故障 后限制负荷和机组出力的情况，且该设备评价分值 较高，故障概率很小。

通过改进计算方法得出的结果表明，当线路1 检修时带来的风险损失要远大于线路2检修时的风 险损失，所以线路2的检修频度可根据状态评价分 值适度增加，而线路1的检修频度要适度减少。 4 结语

本文在分析了目前传统状态检修辅助决策中 的风险评估方法存在的不足基础上，提出了改进的 评估方法。改进方法通过评估设备运行风险值与 设备检修风险值的比值，能够更好地指导设备检修 决策。同时，改进评估方法可定量分析电网的实际 风险损失值，较传统方法的定性分析更能反映实际 电网情况。通过实例应用表明，改进方法能够更好 地反映设备在电网中的作用，而且能够预判设备检 修与否对电网带来的风险，该结果作为状态检修的 辅助决策更具指导价值。