火力发电机组检修计划概述

机组检修计划是一种复杂的优化问题，包含了许多不确定性（例如，负荷变化、燃料供应和价格的不确定性等），一般难以建立统一的模型和优化算法，只能针对特定的问题提出不同的方案。

电能生产与消费同时进行这一突出特点，使电力工业对可靠性有非常高的要求，而电力系统设备的检修，特别是发电机组的检修则与电力系统可靠性密切相关，并给电力系统带来重大的影响。因此，检修问题从来都与系统的可靠性问题同时进行研究，并成为可靠性工程研究内容的组成部分。实际上，无论在电力系统规划设计还是在运行调度中都很重视合理处理发电机组的检修计划问题。对这一问题的传统指导思想是周期性地安排机组计划检修（预防性检修）和有效地组织随机故障后的修复工作。这些活动总的目标是使设备经常保持或恢复到良好技术状态，减少设备的故障，延长设备的寿命，从而提高电力系统的可靠性和经济性。为此，电力部门每年都要花费巨额费用来进行这一项工作。

发电机组的检修停运涉及许多方面的问题，计划安排不当会带来许多不利的影响。就经济方面而言，发电机组检修除需花费直接用于检修的庞大费用以外，还需花费许多“潜在的”费用。例如，发电机组的检修停运期间少发电能的费用。当带基荷的高效率发电机组检修时，由效率较低机组所取代而增大的发电费用以及为保证系统供电可靠性而必须增加的检修备用容量的投资费用等。就系统可靠性而言，部分发电机组计划检修停运期间，可能增大系统供电不足的风险，特别是对于备用容量紧张的系统，这个问题更加突出。

近20多年，许多研究人员从电力系统规划设计或运行调度的角度出发，对合理安排发电机组检修计划的问题，从理论上到方法上都作了广泛的探讨。研究和实践表明，电力系统发电机组的检修计划，实质上是一个带有约束条件的优化问题。当求得的检修计划满足所有约束条件时，称此计划是“可行的”。在许多可行的方案中，具有最佳目标函数值（一般为最小值）的方案，即是所求的最优解。根据这种指导思想，可以建立发电机组检修计划优化模型。下面针对这一模型的有关问题作进一步的说明。

（一）目标函数

在电力系统检修问题中通常有两类目标函数；可靠性目标函数和经济费用目标函数。

1.可靠性目标函数

（1）确定性可靠性目标函数，是以考虑机组检修停运后的系统净备用（研究期间系统装机容量减去最大负荷和检修容量）最大为目标。等备用原则属于此类。确定性可靠性目标函数由于忽略了发电机组可用率的不确定性，因此具有相同净备用的不同期间（检修的机组也不同），并不意味着其可靠性就相同，这是它的主要缺点。

（2）随机性可靠性目标函数，由于考虑了发电机组的随机强迫停运的影响，可以弥补上述缺陷。等风险原则属于此类。随机性可靠性目标函数，一般用LOLP，EENS等靠性指标作为目标值。(www.xing528.com)

2.经济费用目标函数

（1）检修费用又由两部分组成：一部分为固定检修费用，它与发电机组是否经常处于运行状态无关，通常对给定的机组为一常量；另一部分与机组的使用情况有关，包括由于频繁启停或持续长期运行和人员维修运行水平不同导致的磨损和损坏引起的费用。此外，当允许检修持续期间变动时，意味着需要加班工作或雇用额外的人员，检修费用也可能变化。

（2）生产费用是在检修计划已确定的情况下，生产一定电能所需的燃料费用。

为研究检修计划对经济费用的影响，可将上述两类费用之和作为目标函数求最小值。

必须指出，在优化检修计划时通常应用的经济费用目标函数只包含生产费用一项（这可能是由于检修费用的统计困难所致）。但是，研究结果发现这一目标函数对不同的检修计划方案反应极不灵敏。如有关文献中的实际系统的研究表明，生产费用最大和最小的不同检修计划，其生产费用期望值之差仅为0.08%。其他一些论文也有类似的研究结果。这种结果与电力系统许多专家在发电机组检修方面的实际经验也是一致的。因此，可以认为，使生产费用最小并非是一个有效的目标函数。

（二）约束条件

为使优化的检修计划是可行的，必须根据电力系统的具体情况设置若干约束条件。约束条件一般可分为时间约束、检修班组约束和资源约束三大类。分别是：①时间约束是指某些机组必须或不能安排在某些时段检修；②检修班组约束是指受到检修力量限制，在同一时段内不能对同一班组安排两台机组检修；③资源约束是指对某次检修最多能提供的需用资源。例如，大型起重设备和调试设备、必需的备件和材料等。此外，由于输电网络的运行状态而对某一地区的发电机组检修计划提出某些特殊限制，也可作为一种资源约束来看待。

建立了发电机组检修计划的优化模型后，可用数学规划的方法或启发式方法求解。本章第二节主要介绍一下建立优化模型时常用的等备用法。