基于风险指标的低压设备退役优化及其在新加坡电网中的应用.pdf

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1、徐岩 博士/Cham Tao Soon工程学教授南洋理工大学电力工程中心 主任新加坡电力集团-南洋理工大学联合实验室 联席主任1基于风险指标的低压设备退役优化及其在新加坡电网中的应用13研究背景设备风险的计算分析2设备健康的量化建模故障率建模老化机理-状态异常结合的健康指数退役设备拆解与健康指数验证设备故障影响关键性量化设备风险推理建模老化机理-数据分布结合的健康指数新加坡电网、城市电网设备集中老化问题新加坡能源集团-南洋理工大学联合实验室1.研究背景2.设备健康的建模3.设备风险的计算4.设备退役的优化4设备退役的优化决策系统级风险仿真与优化风险管理系统软件政策支撑、媒体报告、政府肯定2新加

2、坡电网介绍新加坡电网：城市电缆底下铺设，供电依赖进口天然气驱动的大型联合循环机组。新加坡国土面积约734.3km2，人口592万。2023年平均负荷6325MW，年用电量55.4 TWh。网架结构分为输电和配电两级网络，均为地下电缆线路。输电网电压等级分为400kV，230kV和66kV，配电网电压等级分为22kV，6.6kV和400V。Courtesy:Singapore Energy Statistics 2022,Energy Market Authority(EMA)Singapore,URL:https:/www.ema.gov.sg/singapore-energy-statist

3、ics 2GWp 2GWp solar panelsolar panel installations by Y2030 200 MW of 200 MW of energy storage energy storage systems systems beyond Y202560,000 EV 60,000 EV charging charging points by Y2030(41.7%)(37.1%)(5.3%)(15.5%)(0.4%)7家大型发电厂，燃气-蒸汽联合循环机组占比95%网架结构分为输电和配电两级网络，均为城市电缆线路。电网结构相对简单电源结构较为单一31.研究背景2.设备

4、健康的建模3.设备风险的计算4.设备退役的优化新加坡电网介绍41.研究背景2.设备健康的建模3.设备风险的计算4.设备退役的优化历史年平均停电次数低于0.01次历史年平均停电时间低于10秒新加坡电网：供电可靠性长期位居世界前列新加坡电网介绍研究背景：新加坡城市电网建设主要集中于上世纪末，主要设备老化隐患显现，风险积聚。设备层面 老化与故障系统层面 用户供电中断社会层面 声誉-经济风险“巨额换汰成本”问题：传统设备管理难以应对风险控制、成本约束与人力瓶颈的三重挑战。“高龄设备集中”问题：变压器、地下电缆等核心设备集中逼近寿命极限，隐患日增。新加坡作为亚太金融中心，需多模态系统性优化管理城市韧性风

5、险。本研究结合设备状态、系统运行与社会经济，开发实用的风险控制与投资优化策略。设备故障造成系统层面影响，造成用户供电中断、电压骤变等问题。由于设备老化，隐蔽损耗增多，故障率增大，运行可靠性下降。51.研究背景2.设备健康的建模3.设备风险的计算4.设备退役的优化设备管理研究现状：新加坡设备更新与状态管理的实践 新加坡设备常规更新策略按年龄更新：当设备达到预设年龄上限（例如35年）时进行更换。面临“高龄设备集中”，“塔式效益”明显。极高的更换与人力成本：更新密集期将导致高昂的资本与运维开销。设备级管理设备关键程度规划资源限制基于状态的管理基于风险的管理管理策略仿真设备管理需求设备管理策略集中更换

6、导致人力短缺此前实践：新加坡长期依赖预定年龄更换策略，面临集中更换与高额成本挑战。6 新加坡低压设备退役优化关键现实需求1.研究背景2.设备健康的建模3.设备风险的计算4.设备退役的优化新加坡能源集团-南洋理工大学联合实验室(2021 now)新加坡能源集团投资3千万新币（约1.6亿人民币）与南洋理工大学开展科研合作。71.研究背景2.设备健康的建模3.设备风险的计算4.设备退役的优化https:/www.ntu.edu.sg/spgroup-ntu 新加坡能源集团-南洋理工大学联合实验室81.研究背景2.设备健康的建模3.设备风险的计算4.设备退役的优化基于风险指标的低压设备退役优化：研究框