电力系统规划第 5 章.pptVIP

第5章 电力系统规划的可靠性评价方法;5.1 概述 1.电力系统可靠性概念 可靠性理论是以产品的寿命特征作为主要研究对象的一门新兴的边缘学科，它涉及到基础科学、技术科学和管理科学的许多领域。 其产生和发展的背景是社会的需要，与科学技术的发展，尤其与电子技术的发展是分不开的。能带来巨大的经济效益。 经典定义：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规定功能的能力。 ;电力系统可靠性：电力系统按可接受的质量标准和所需的数量不间断地向用户提供电能的能力度量。 电力系统的可靠性评价：通过一套定量指标，来度量电力供应企业向用户提供连续不断的、质量合格的电力的能力，包括对系统充裕性和安全性两方面的衡量。 充裕性 是指电力系统在同时考虑到设备计划检修停运及非计划停运情况下，能够保证供给用户总的电能需求量的能力。也称为静态可靠性。 安全性 是指电力系统经受住突然扰动并且不间断地向用户供电的能力，也称为动态可靠性。 在电力系统规划阶段对规划方案通常是作静态可靠性评估。;◎在电力系统规划和改造建设过程中，通过对系统规划设计方案的供电可靠性进行定量评估分析，并以此作为规划方案之间的比较依据，可以有效地指导电力系统规划工作。 ◎通过可靠性分析计算，不仅可以找出系统中存在的薄弱环节，还可以知道可能将要采取的、提高供电可靠性的措施实施的效果如何。通过对比措施实施前后系统的可靠性程度，才能为最后的决策提供更为科学的依据。;2.电力系统可靠性评价指标： 用数值大小来表示各方面性质的量。可以从成功的观点也可以从失败的观点出发。 概率指标：主要指系统正常工作或发生故障的概率。如：系统可用度，电力不足概率等。 频率指标：主要指系统在单位时间内发生故障的平均次数。 时间指标：主要指电力系统发生故障的平均持续时间。如系统首次故障的平均持续时间、两次故障之间的平均持续时间、故障平均持续时间等。 期望值指标：如电力系统在单位时间内发生故障的天数期望值，以及电力系统由于故障而减少供电量的期望值。 ;3.可靠性分析计算基础数据及来源 1）电力系统结构及设备电气参数。 2）可靠性参数统计数据 3）电力设备倒闸操作时间等 4）电力系统自动化配置情况 以上数据可向电力企业及管理相关部门获取。; ◎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。 ;4.可靠性分析计算基础方法 解析法：将各种约束条件进行简化，建立数学模型数值求解。 模拟法：用统计学规律研究系统行为，利用采样实验等方法进行研究。 ;电力系统可靠性评估： 目的：对系统可能出现的故障进行分析，采取措施减少故障造成的影响。对可靠性投资与响应带来的经济效益进行综合分析，以确定合理的可靠性水平，并使电力系统的综合效益达到最佳。 手段：确定可靠性目标，应用评估手段，确定故障准则，并对电力系统故障严重性作出估计。 ; 在工程实际中按照电力生产过程及结构特性，一般将电力系统分为发电、输电、配电系统等主要环节。 相应地，对电力系统可靠性进行评估也可以分为发电系统可靠性、输电系统可靠性、配电系统可靠性、发电厂和变电站电气主接线可靠性等方面。 ;规划系统的可靠性评估主要工作任务： 1.对未来的电力系统和电能电量进行预测，收集设备的技术经济数据； 2.制定可靠性准则和设计标准，依据标准评估系统性能，识别系统的薄弱环节； 3.选择优化方案。 ;5.2 电气设备可靠性分析方法 1.设备故障特性及有关指标 1）设备故障率λ(t )定义如下： 设备偶发故障期的故障率λ，一般为常数;2）设备可靠度定义如下： 3）设备不可靠度及其概率密度函数定义如下： 4）设备平均持续工作时间MTTF;2.设备的修复特性及其指标 1）设备修复率μ (t ) 2）设备未修复度 3）设备平均修复时间 设备修复度 ;3.设备的状态概率 在可靠性评估中，人们往往更加关注设备或系统在稳态时的可靠性状况。 根据实际需要，建立的设备状态模型有 二状态模型：只考虑工作和故障两种状态。 三状态模型：工作、故障和计划检修三种状态。 举例：例5-1;马尔科夫过程是一种典型的随机过程。该过程是研究一个系统（如一个地区、一个工厂）的状态及其转移的理论。它是通过对不同状态的初始概率及状态之间的转移概率的研究，来确定状态的变化趋势，从而达到对未来进行预测的目的。也称为“无后效性随机过程” 马尔科夫过程有两个基本特征： 一是“无后效性”，即事物将来的状态及