文档介绍：第5章电力系统规划的可靠性评价方法
可靠性:一般所说的“可靠性”指的是“可信赖的”或“可信任的”,对象可以是人类设计制造的万事万物,生活中常用的家用电器、交通工具,通常是衡量产品质量的重要依据之一。
可靠性经典定义:指一个元件、一台设备或一个系统在预定时间内和规定条件下完成其规定功能的能力。
把可靠性的一般原理与电力系统中的工程问题相结合,便形成了电力系统可靠性,从1960年代开始发展,渗透到电力系统的规划、设计、运行和管理等各个方面。
概述
【电力系统可靠性的基本概念】
【电力系统可靠性】:是指电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断的向电力用户提供电能的能力的度量。
【电力系统可靠性评价】:通过一套定量指标来量度电力供应企业向用户提供连续不断的、质量合格的电能的能力,包括对系统充裕性和安全性两方面的衡量。
在整个电力系统中,发、输、配的特性是存在差异的,因此,相应的存在不同的可靠性评估方法。分为:发电系统可靠性、输电网可靠性、配电网可靠性、发电厂和变电站电气主接线系统。
在可靠性理论中,主要指标:
概率:电力系统发生故障的概率,如系统的可用度(Availability) 、电力不足概率等。
频率:单位时间(如一年)内发生故障的平均次数。
时间:发生故障的平均持续时间(Mean durations)。
期望值:单位时间(如一年)内发生故障的天数期望值(Expectations)。
【可靠性评价指标】
电力不足时间概率
电力不足时间期望值
电力不足期望值
电量不足概率
电量不足期望值
系统平均停电频率
系统平均停电持续时间
用户平均停电频率
用户平均停电持续时间
平均运行可用率
概率
频率
时间
期望值
◎基础数据按照来源可以分为:
(1)电力系统结构及设备电气参数。
(2)电气设备可靠性参数的统计数据。
(3)电气设备倒闸操作时间。
(4)电力系统自动化配置情况。
◎按照数据的性质可以分为:确定性数据和随机性数据。
确定性数据包括线路阻抗和导纳、载流容量、发电机组参数、系统
矫正措施、负荷重要性等;随机型数据则包括各种装置的故障和维
修参数等。
◎按照数据的类型可以分为:电气参数、可靠性参数、系统运行性
参数和经济性参数等。
【可靠性分析计算的基础数据及来源】
【大电网可靠性评估的数据要求】
(1)电气参数包括发电机组的额定容量和功率因素,最大最小有功功率和无功功率;线路、电缆、变压器和移相器等输变电元件的阻抗和导纳、允许载流容量等。
(2)可靠性参数包括机组强迫停运率、平均修复时间;架空线路、电缆、变压器和移相器等的故障率和故障修复时间;元件预安排停运率、预安排停运时间等。
(3)运行参数包括网络拓扑结构;PV节点和平衡节点的电压水平;节
点电压的上下限值;变压器比;节点最大有功和无功负荷,系统矫
正措施,节点及系统负荷曲线等。
(4)经济参数包括机组、变压器、断路器等元件的价格;贴现率;设备使用年限;运行费率;电价;停电损失等。
【配电网可靠性估计数据要求】
(1)电气参数包括电源容量;架空线路、电缆、变压器等元件的阻抗,允许载流容量等。
(2)可靠性参数包括电源母线停运率和修复时间:架空线路、电缆、断路器、变压器等元件的故障率和故障修复时间;断路器拒动概率;保护系统可靠动作概率等;故障隔离定位时间、自动切换操作时间、人工切换操作时间;预安排停运率、预安排停电时间等。
(3)运行参数包括网络拓扑结构;负荷点电压的上下限值;变压器比;每个负荷点的负荷类型、平均有功负荷和功率因素、最大有功负荷和功率因素、用户数等。
(4)经济参数跟大电网评估中的经济参数相同。
【变电站电气主接线可靠性评估数据要求】
(1)电气参数:机组容量、变压器容量、线路容量等。
(2)可靠性参数:机组、变压器、高压母线和电缆、高压隔离开关、出线短路故障率、故障修复时间、计划停运率和计划停运时间;高压断路器、发电机断路器等的(主动性)故障率、断路(非主动)故障率、拒动概率、故障修复时间、计划停运率和计划停运时间等。
(3)运行参数包括断路器年操作次数、切换操作时间、停运机组重新投运时间、故障隔离时间等;典型负荷曲线、机组调峰状况等。
(4)经济参数类型同电网评估,不再重复。
解析法
模拟法
代表
网络法和状态空间法
蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟法
基本思想
将设备或系统的寿命过程在假定的条件下进行合理的理想化,然后通过建立可靠性数学模型,经过数值计算获得系统各项可靠性指标。
将系统中每台设备的概率参数在计算机上用随机数表示,建立一个概率模型或随机过程,使模型或随机过程的参数为所要求的问题的解,然后通过对模型或过程的观察或抽样试验来计算所求参数的统计特征,最后给出所求的可靠