2025年Book——电力系统可靠性分析

Book——电力系统可靠性分析绪论 1 1 电力系统可靠性的基本概念 电力系统可靠性包含充裕度 adequacy 和安全性 security 两个部分 充裕度又被称为静态可靠性 指在考虑系统元件的计划停运和合理的期望非计划停运前提下 电力系统维持连续供给用户总的电力需求和总的电能量的能力

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  1. 绪论

1.1 电力系统可靠性的基本概念

电力系统可靠性包含充裕度(adequacy)和安全性(security)两个部分。

充裕度又被称为静态可靠性,指在考虑系统元件的计划停运和合理的期望非计划停运前提下,电力系统维持连续供给用户总的电力需求和总的电能量的能力。

安全性又被称为动态可靠性,指发生突然短路或未预料的短路或失去系统元件现象等扰动时,电力系统不间断地向用户提供电力和电能量的能力。

发电系统可靠性

发电厂变电所电气主接线可靠性指已知主接线系统的元件(断路器、变压器、隔离开关、母线)的可靠性指标前提下,评估整个主接线系统的可靠性。

发输电系统可靠性包括充裕度和安全性两个方面。

输电系统可靠性指从电源点到供电点的可靠性评估,包括充裕度和安全性两个方面。

配电系统可靠性指从供电点到用户,包括配电变电所、高低压配电线路及接户线构成的整个配电系统的可靠性。

1.2 电力系统可靠性的发展过程

1.3 电力系统可靠性评估

  • 各阶段电力系统的可靠性评估的任务:
    规划阶段
    a. 对未来的电力系统和电能量需求进行预测
    b. 收集设备的技术经济数据
    c. 制定可靠性准则和设计标准
    d. 依据准则评估系统性能
    e. 识别系统的薄弱环节
    f. 选择优化方案
    设计阶段
    重点是发输电系统的可靠性评估,设计原则为:当遭受超过设计规程规定的大扰动时,不利影响扩散的风险最小。
    运行阶段
    对运行系统进行可靠性评估,以便在可接受的风险度下建立和实施各种运行方式,确定运行备用容量,安排计划检修,确定购入和售出电量,确定互联系统的输送电力和电能量。
  • 可靠性评估手段
    建立可靠性评估模型
    解析法基于马尔可夫模型,随元件数量增加而计算量暴增。模拟法指蒙特卡洛法,虽然计算简单,但计算误差与试验次数的平方根成反比。因此,将两种方法结合使用。
    建立可靠性信息管理系统
    北美电力可靠性协会开发了发电设备可用率数据系统(generating availabiolity data system, GADS);中国建立了发电设备可靠性数据,配电系统供电可靠性数据和输变电设备可靠性数据的管理系统。
    建立重大事故监测装置
    以地区为基础安装故障扰动监测设备,如事件顺序监测设备、故障记录设备、动态扰动记录设备等。
  • 可靠性评估准则
    概率性指标或变量的准则
    确定性行为或性能试验准则
    N-1准则。
  • 故障准则及故障严重性估计
    系统故障的准则
    负荷越界、频率越界、电压超过极限、有功功率不足、无功功率不足、电压下降、不可控的解列、不稳定、连锁反应、电压崩溃、频率崩溃。

1.4 电力系统可靠性的新进展

RCM过程的7个关键问题:

  1. 在当前的运行环境下,该发电设备所期望的性能标准和功能是什么?
  1. 在什么样的情况下,它不能完成规定的功能(功能故障)?

  1. 每一个功能故障的原因是什么(故障模式)?
  1. 每一个故障发生时,会有什么现象发生(故障影响)?
  1. 各故障的重要性如何(故障后果)?
  1. 主动维修任务和维修间隔?
  1. 如果不能采取合适的主动维修方案时,针对该故障模式应该做些什么?
  1. 发电系统可靠性评估

2.1 概述

发电系统可靠性广泛应用于电力系统的中长期电源规划和运行规划。

2.2 停运容量概率模型的建立

2.2.1 建立模型时对一些工程问题的处理

等效强迫停运率(the equivalent forced outage rate)

2.2.2 安装容量、可用发电容量和停运容量

  1. 安装容量

2. 可用发电容量

3. 停运容量

4. 确切概率

为机组的强迫停运率,为机组的故障率,为机组的修复率。

5. 积累概率

6. 积累频率与增量频率

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