基于可靠性—成本模型的电力系统电源规划

第３０卷第９期２　０　１　

２年９月水　电　能　源　科　学

Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３０Ｎｏ．９

Ｓｅｐ

．２　０　１　２文章编号：１０００－７７０９（２０１２）０９－０１７４－

０４基于可靠性—成本模型的电力系统电源规划研究

李　峰１，刘正超１，曾　鸣２，谢玲玲２，吴　鸣２，贾晓希２

（１．广东电网公司计划发展部，广东广州５１００００；２．华北电力大学经济与管理学院，北京１０２２０６）摘要：针对负荷增长的不确定性及资金不足等是经济落后地区电力系统电源规划所面临的巨大机遇和挑战问题，提出了结合可靠性及成本两个主要因素的电力系统电源规划决策新方法，建立了可靠性—成本评价模型，并通过算例研究了独立系统及互联系统的可靠性，探究了互联系统相对于独立系统增加的收益，并确定了可行的发电扩容计划。研究结果表明，负荷的不确定性对电力系统规划和成本均有显著影响。关键词：电力系统规划；电源规划；可靠性；成本中图分类号：ＴＭ７１５

文献标志码：Ａ

收稿日期：２０１２－０１－２１，修回日期：２０１２－０３－

１４作者简介：李峰（１９８０－），男，工程师，研究方向为电力系统规划管理，Ｅ－ｍａｉｌ：５１６２５３１２８＠ｑｑ

．ｃｏｍ 电力系统电源规划是指规划某一特定时期内

的系统扩建情况，

包括负荷预测、新增发电容量的投资规模预测及输电线路的改善情况，科学合理地规划是电力系统可靠、

经济、安全运行的基础。在当前情况下，电气设备的新发明及工业、商业、居民等不可预见的变化亦日益影响负荷预测，特别是经济落后地区，电力系统电源规划尤为困难，但良好的规划可促进电力建设、服务经济发展，然而负荷预测、人口增长、经济发展、技术和环境约束等使各种规划面临诸多的不确定性。这些均使已有规划不再适用，因此要实现科学合理的电力系统电源规划，

迫切需要解决包括电力负荷预测、电源规划、电网规划及调度自动化规划等多个领域的问题。在电力系统电源规划方面，Ｈｏｕ　Ｘｕ－

ｇｕａｎｇ等［１

］

提出了电力系统间联网规划综合模型，分析了电力系统间联网的各种效益，并探索了最优的联络线容量；唐权［２］提出了电力系统电源

规划模型及算法，探讨了ＰＳＯ算法及其组合算法

在电力系统电源规划中的应用；贺峰等［３］提出了

一种自然分段式编码并成功地将单亲遗传算法引入电源规划中。在电力系统电源规划可靠性方

面，韩富春等［４］考虑了电源容量不足条件下有效

新增节点容量及系统可靠性指标的计算方法；周

家启等［

５，６］

介绍了可用于电力系统电源规划、设计、

运行及维护领域风险评估的方法。在电力系统负荷预测方面，戴文进等［７～９］

分别采用不同模

型对短期负荷进行了预测。由于负荷对电力系统电源规划影响巨大，因此为了满足日益增长的负

荷需要，必须投资新的发电容量或新的输电网络，将不同的系统连接起来，使负荷中心得到充足的电力供应。但由于经济落后地区投资不足，人口基数大，

且相对较为分散，因此在电力系统电源规划中，首先需考虑可靠性与成本。鉴此，本文研究了经济落后地区的电力系统电源规划问题，并在此基础上建立可靠性—成本评价模型以引导经济落后地区电力规划建设的顺利进行。

１　电力系统可靠性评估方法

在进行电力规划前需制定统一的可靠性标准，

本文采用较为普遍的综合可靠性评估建模方法。将失负荷期望（ＬＯＬＥ）作为衡量发电扩容可靠性的指标之一。该指标主要通过计算１年内有效发电容量无法满足负荷水平的天数所占比例来衡量可靠性，计算公式为：

ＬＯＬＥ＝

∑

ｎ

ｋ＝１

ｔｋ

ｐ（Ｏｋ

）（１

）式中，ｎ为电力中断总次数；ｔｋ为电力中断Ｏｋ的持续时间；ｐ（Ｏｋ）

为第ｋ次电力中断Ｏｋ引起的失负荷概率；Ｏｋ为第ｋ次电力中断。

由于任何一次超过备用容量的停机均会导致电力削减。因此本文引入预期不足电量（ε（ＥＮＳ））指标作为ＬＯＬＥ指标的补充，计算公式为：

ε

（ＥＮＳ）＝∑ｎ

ｋ＝１

（

ＥＮＳ）ｋ

ｐ（Ｏｋ）（２

）式中，（ＥＮＳ）ｋ为第ｋ次中断Ｏｋ引起的不足电量。

蒙特卡洛法在电力系统可靠性评估中的应用

3 蒙特卡洛法在电力系统可靠性评估中的应用 3.1电力系统可靠性评估的内容与意义 可靠性指的是处于某种运行条件下的元件、设备或系统在规定时间内完成预定功能的概率。电力系统可靠性是指电网在各种运行条件下，向用户持续提供符合一定质量要求的电能的能力。电力系统可靠性包括充裕度(Adequacy)和安全性(seeurity)两个方面。充裕度是指在考虑电力元件计划与非计划停运以及负荷波动的静态条件下，电力系统维持连续供应电能的能力，因此又被称为静态可靠性。安全性指的是电力系统能够承受如突然短路或未预料的失去元件等事件引起的扰动并不间断供应电能的能力，安全性又被称为动态可靠性。目前国内外学者对充裕度评估的算法和应用关注较多，且在理论和实践中取得了大量的研究成果，但随着研究的深入也出现了很多函待解决的新课题。电力系统的安全性评估以系统暂态稳定性的概率分析为基础，在原理、建模、算法和应用等方面都处于起步和探索阶段。由于电力系统的规模很大，通常根据功能特点将其分为不同层次的子系统，如发电、输电、发输电组合、配电等子系统，对电力系统的可靠性评估通常也是对上述子系统单独进行。不同层次的子系统的可靠性评估的任务、模型、算法都有较大区别。电力系统在正常运行情况下，系统能够正常供电，不会出现切负荷的事件。如果系统受到某些偶发事件的扰动，如元件停运(包括机组、线路、变压器等电力元件的计划停运与故障停运)、负荷水平变化等，可能会引起系统功率失衡、线路潮流越限和节点电压越限等故障状态，进而导致切负荷。电力系统可靠性研究的主要内容是基于系统偶发故障的概率分布及其后果分析，对系统持续供电能力进行快速和准确的评价，并找出影响系统可靠性水平的薄弱环节以寻求改善可靠性水平的措施，为电力系统规划和运行提供决策支持。 3.2电力系统可靠性评估的基本方法 电力系统可靠性评估方法可分为确定性方法和概率性方法两类。确定性方法主要是对几种确定的运行方式和故障状态进行分析，校验系统的可靠性水平。在电源规划中，典型的确定性的可靠性判据有百分备用指标和最大机组备用指标;电网规划

电力系统可靠性复习v1.0

电力系统可靠性复习 1可靠性是指一个元件、设备或系统在预定的时间内、规定的条件下完成规定功能的能力。【P2】 2、量度可靠性特性的指标则称为可靠度。【P2】 活动进行规划、组织、协调、控制与监督，以求实现既定的可靠性目标，并保持全寿命周期费用最省。【P3】 5、可靠性工程具有三大特点，即实用性、科学性和时间性。【P3】 6、实用性是指可靠性工程从诞生之日开始就和工程实践紧密联系和结合，具有强大的生命力。【P3】 7、科学性是指可靠性工程有一套独特的科学的理论和方法。【P3】 8、时间性是指可靠性存在于产品或系统整个开发过程之中，不论设计、研究、制造、应用等各阶段都起作用，其中任何一个阶段对可靠性问题考虑不周，都将对其整个的各个阶段及过程产生影响。【P3】 9、电力系统可靠性的实质就是用最科学、最经济的方式，充分发挥发、供电设备的潜力， 性及配电系统可靠性。【P7/P8】 10P7】 （1）研究和建立适当的可靠性指标及其获取和计算的方法； （2）寻求提高元件和系统可靠性水平的途径； （3）研究可靠性与经济性的协调配合； （4）对各元件和系统进行可靠性的控制、监督和综合评价。 1141】 1）防止故障发生 （1）加强设备（①防雷措施；②防盐害措施；③防雪害措施；④防他物接触措施；⑤防风雨水害措施；⑥其他）； （2）尽早发现故障原因； （3）防止自备电源用户扩大故障。 2）故障时尽快送电 （1）尽快减少停电区段（①缩小停电范围；②完好区段快送电）； （2）迅速恢复供电（①尽早发现故障点；②加强修复体制）。 1242】 1）避免作业停电 （1）缩小停电范围（①改善设备；②改善施工方法）； （2）实施不停电作业（改善施工方法）； （3）减少作业停电次数（充实工程管理）。 2）缩短停电时间 （1）改善设备； （2）改良器材； （3）改善工作方法； （4）调整工序。

电力系统可靠性评估方法的分析

电力系统可靠性评估方法的分析 李朝顺 （沈阳电力勘测设计院辽宁沈阳 110003） 摘要：可靠性贯穿在产品和系统的整个开发过程，形成可靠性工程这门新兴学科。可靠性工程涉及原件失效数据的统计和处理、系统可靠性的定量评定、运行维护、可靠性和经济性的协调等各方面，是一门边缘科学，它具有实用性、科学性和实间性三大特点。其可靠性评估方法是可靠性研究领域一直探索的方向，本文对现有可靠性评估方法进行论述和分析，为可靠性工作者提供参考。 关键词：系统可靠性评估分析 1电力系统可靠性概述 可靠性（Reliability）是指一个元件、设备或系统在预定时间内，在规定条件下完成规定功能的能力。可靠度则用来作为可靠性的特性指标，表示元件可靠工作的概率，可靠度高，就意味着寿命长，故障少，维修费用低；可靠度低，就意味着寿命短，故障多，维修费用高。 现代社会对电力的依赖越来越大，电能的使用已遍及国民经济及人民生活的各个领域，成为现代社会的必需品。电力系统是由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应的辅助设施，按规定的技术经济要求组成的一个统一系统。发电厂将一次能源转换为电能，经过输电网和配电网将电能输送和分配给电力用户的用电设备，从而完成电能从生产到使用的整个过程。电力系统的基本结构如图1所示。 图1电力系统基本结构图 60年代中期以后，随着电力工业的发展，可靠性工程理论开始逐步引入电力工业，电力系统可靠性也应运而生，并逐步发展成为一门应用学科，成为电力工业取得重大经济效益

的一种重要手段。目前已渗透到电力系统规划、设计、制造、建设安装、运行和管理等各方面，并得到了广泛的应用，

如图2所示。 图2可靠性工程在电力系统中的应用 所谓电力系统可靠性，就是可靠性工程的一般原理和方法与电力系统工程问题相结合的应用科学。电力系统可靠性包括电力系统可靠性工程技术与电力工业可靠性管理两个方面。电力系统可靠性实质就是用最科学，经济的方式充分发挥发、供电设备的潜力，保证向全部用户不断供给质量合格的电力，从而实现全面的质量管理和全面的安全管理。因此，一切为提高电力系统、设备健康水平和安全经济运行水平的活动都属于电力工业可靠性工作的范畴，都是为了提高电力工业可靠性水平所从事的服务活动。 通常，评价电力系统可靠性从以下两方面入手[2]。 (1) 充裕性(adequacy)—充裕性是指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，同时考虑到系统元件的计划停运及合理的期望非计划停运.又称为静态可靠性，即在静态条件下电力系统满足用户电力和电能量的能力。充裕性可以用确定性指标表示，如系统运行时要求的各种备用容量(检修备用、事故各用等)百分比，也可以用概率指标表示，如电力不足概率(LOLP)，电力不足时间期望值(LOLE)，电量不足期望值(EENS)等。 (2) 安全性(security)—安全性是指电力系统承受突然发生的扰动，如突然短路或未预料到的失去系统元件的能力，也称为动态可靠性， 即在动态条件下电力系统经受住突然扰动且不间断地向用户提供电力和电能量的能力。安全性现在一般采用确定性指标表示，例如最常用的可靠 性工 程在 电力 系统 中的 应用 元件故障数据统计和处理 可靠性数学理论 电源可靠性 输电系统可靠性 配电系统可靠性 大电力系统可靠性 可靠性管理 电气主接线可靠性 负荷预测 可靠性设备预诊断 故障分析 可靠性指标预测 建设安装质量管理 最佳检修和更换周期的确定 运行方式可靠性定量评估 可靠性工程教育

电力系统继电保护作业答案

第一次作业 1.什么是电力系统的一次设备和二次设备？ 答：一次设备:一般将电能通过的设备称为电力系统的一次设备。 二次设备:对一次设备的运行状态进行监视、测量、控制和保护的设备，称为电力系统的二次设备。 2.什么是电力系统的运行状态和故障状态？ 答：电力系统运行态指电力系统在不同运行条件(如负荷水平、出力配置、系统接线、故障等)下的系统与设备的工作状配。 电力系统的故障状态是指所有一次设备在运行过程中由于外力、绝靠老化、过电压、误操作、设计制造缺陷等原因而发生例如短路、断线等故障。 3.什么是继电保护装置？ 答：继电保护装置就是指能反应电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自功装置。 4.什么是主保护和后备保护？ 答：主保护是指反应整个被保护元件上的故障，并能以最短的时限有选择地切除故障的保护称为主保护。 后备保护是指在实际运行中，由于各种原因可能存在保护或断路器拒动的情况，所以，必须要考虑后备保护（替代功能）的配备。其目的是不允许长期存在短路的情况。于是出现了近后备保护、远后备保护、断路器失灵保护等。

5.试说明什么是继电器的继电特性？ 答：继电器的继电特性是指继电器的输入量和输出量在整个变化过程中的相互关系。无论是动作还是返回，继电器都是从起始位置到最终位置，它不可能停留在某一个中间位置上。这种特性就称之为继电器的“继电特性”。 6.什么是系统最大运行方式和系统最小运行方式? 答：系统最大运行方式： 总可以找到这样的系统运行方式，在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最大，对继电保护而言称为系统最大运行方式，对应的系统等值阻抗最小，Zs=Zs.min。 系统最小运行方式: 也可以找到这样的系统运行方式，在相同地点发生相同类型的短路时流过保护安装处的电流最小，对继电保护而言称为系统最小运行方式，对应的系统等值阻抗最大，Zs=Zs.max 。 7.什么是电流速断保护和限时电流速断保护？ 答：电流速断保护：反应于短路电流的幅值增大而瞬时动作的电流保护（电流大于某个数值时，立即动作）。 限时电流速断保护：由于有选择性的电流速断保护不能保护本线路的全长，因此考虑增加一段带时限动作的保护，用来切除本线路上速断保护范回以外的故障，同时也能作为速断保护的后备。

电力系统可靠性作业二

电力系统可靠性第二次作业 电卓1501 杨萌201554080101 1.什么是电力系统可靠性 电力系统可靠性是对电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能能力的度量。包括充裕度和安全性两个方面。 2.什么是充裕性 充裕度( adequancy,也称静态可靠性),是指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，同时考虑系统元件的计划停运及合理的期望非计划停运 3.什么是安全性 安全性( security,也称动态可靠性),是指电力系统承受突然发生的扰动的能力。 4.电力系统可靠性包括哪几大类 发电系统可靠性，发输电系统可靠性，输电系统可靠性，配电系统可靠性及发电厂变电所电气主接线可靠性。 5.可靠性的经典定义 指一个元件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。 6.元件 是构成系统的基本单位 7.系统 是由元件组成的整体，有时,如果系统太大,又可分为若干子系统。 8.电力系统可靠性的评价 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。 9.不可修复元件的寿命 不可修复元件的寿命是指从使用起到失效为止所经历的时间。 10.故障率 假设元件已工作到t时刻,则把元件在t以后的△t微小时间内发生故障的条件概率密度定义为该元件的故障率。 11.可靠度与不可靠度

可靠度：表示元件能执行规定功能的概率，通常用可靠度函数R（t）表示，在给定环境条件下时刻t前元件不失效的概率：R（t）=P[T>t]，R（t）=1-F(t) 不可靠度：F（t）只元件的损坏程度，称为元件的故障函数或不可靠函数。 R(t)=e^(-λt) F（t）=1- e^(-λt) 12.什么是可修复元件 指投入运行后，如损坏，能够通过修复恢复到原有功能而得以再投入使用。 13.元件描述修复特性指标有哪些？ 修复率、未修复率、修复度、平均修复时间 14.元件修复率 表明可修复元件故障后修复的难易程度及效果的量成为修复率。 通常用表示，其定义是：元件在t时刻以前未被修复，而在t时刻后的△t 微小时间内被修复的条件概率密度： 15.元件未修复率 元件为修复率定义式： 即实际修复时间大于预定修复时间的概率。 16.元件平均修复时间与修复率之间的关系 元件修复度： 元件平均修复时间MTTR:当元件的修复时间Tu呈指数分布时，其平均修复时间MMTR=

电力系统可靠性评估指标

电力系统可靠性评估指标 1.1 大电网可靠性的测度指标 1. (电力系统的)缺电概率 LOLP loss of load probability 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的概率，即 ∑∈=s i i P LOLP 式中：i P 为系统处于状态i 的概率；S 为给定时间区间内不能满足负荷需求的系统状态全集。 2. 缺电时间期望 LOLE loss of load expectation 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的小时或天数的期望值。即 ∑∈=s i i T P LOLE 式中：i P 、S 含义同上； T 为给定的时间区间的小时数或天数。缺电时间期望LOLE 通常用h/a 或d/a 表示。 3. 缺电频率 LOLF loss of load frequency 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的次数，其近似计算公式为 ∑∈=S i i F LOLF 式中：i F 为系统处于状态i 的频率；S 含义同上。LOLF 通常用次/年表示。 4. 缺电持续时间 LOLD loss of load duration 给定时间区间内系统不能满足负荷需求的平均每次持续时间，即 LOLF LOLE LOLD = LOLD 通常用小时/次表示。 5. 期望缺供电力 EDNS expected demand not supplied 系统在给定时间区间内因发电容量短缺或电网约束造成负荷需求电力削减的期望数。即 ∑∈=S i i i P C EDNS 式中：i P 为系统处于状态i 的概率；i C 为状态i 条件下削减的负荷功率；S 含义同上。期望缺供电力EDNS 通常用MW 表示。

开关电源与线性电源的区别及用途

开关电源和线性电源的区别，各用在什么场合？ 线性电源的调整管工作在放大状态，因而发热量大，效 率低（35%左右），需要加体积庞大的散热片，而且还需要同样 也是大体积的工频变压器，当要制作多组电压输出时变压器会 更庞大。开关电源的调整管工作在饱和和截至状态，因而发热 量小，效率高（75％以上）而且省掉了大体积的变压器。但开 关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波（50mV at 5V output typical），在输出端并接稳压二极管可以改善，另外由于开关 管工作是会产生很大的尖峰脉冲干扰，也需要在电路中串连磁 珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷，它的纹波可 以做的很小（5mV以下）。 对于电源效率和安装体积有要求的地方用开关电源为 佳，对于电磁干扰和电源纯净性有要求的地方（例如电容漏电 检测）多选用线性电源。另外当电路中需要作隔离的时候现在 多数用DC－DC来做对隔离部分供电（DC-DC从其工作原理上来说 就是开关电源）。还有，开关电源中用到的高频变压器可能绕 制起来比较麻烦。 开关电源介绍 开关电源设计 1 电子产品，特别是军用稳压电源的设计是一个系统工程，不但要考虑电源本身参数 设计，还要考虑电气设计、电磁兼容设计、热设计、安全性设计、三防设计等方面。因为 任何方面那怕是最微小的疏忽，都可能导致整个电源的崩溃，所以我们应充分认识到电源 产品可靠性设计的重要性。 2 开关电源电气可靠性设计 2.1 供电方式的选择 集中式供电系统各输出之间的偏差以及由于传输距离的不同而造成的压差降低了供电 质量，而且应用单台电源供电，当电源发生故障时可能导致系统瘫痪。分布式供电系统因 供电单元靠近负载，改善了动态响应特性，供电质量好，传输损耗小，效率高，节约能 源，可靠性高，容易组成N＋1冗余供电系统，扩展功率也相对比较容易。所以采用分布式 供电系统可以满足高可靠性设备的要求。 2.2 电路拓扑的选择 开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激 式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。单端正激式、单端反激式、双单端正激式、推挽式 的开关管的承压在两倍输入电压以上，如果按60％降额使用，则使开关管不易选型。在推 挽和全桥拓扑中可能出现单向偏磁饱和，使开关管损坏，而半桥电路因为具有自动抗不平 衡能力，所以就不会出现这个问题。双管正激式和半桥电路开关管的承压仅为电源的最大 输入电压，即使按60％降额使用，选用开关管也比较容易。在高可靠性工程上一般选用这 两类电路拓扑。 2.3 控制策略的选择 在中小功率的电源中，电流型PWM控制是大量采用的方法，它较电压控制型有如下优 点：逐周期电流限制，比电压型控制更快，不会因过流而使开关管损坏，大大减小过载与 短路的保护；优良的电网电压调整率；迅捷的瞬态响应；环路稳定，易补偿；纹波比电压 控制型小得多。生产实践表明电流控制型的50W开关电源的输出纹波在25mV左右，远优于电 压控制型。 硬开关技术因开关损耗的限制，开关频率一般在350kHz以下，软开关技术是应用谐振

电力系统可靠性评估发展

电力系统可靠性评估发展 发表时间：2019-07-15T11:39:19.827Z 来源：《河南电力》2018年23期作者：薛琦 [导读] 电力系统的作用和任务就是保证用户用电的可靠性和经济性，并且要保证供电的质量。 （国网河北省电力有限公司石家庄供电分公司 050000） 摘要：电力系统的作用和任务就是保证用户用电的可靠性和经济性，并且要保证供电的质量。随着经济的增长，电网向远距离、超高压甚至特高压方向的发展也越来越快，网络的规模日益庞大，结构也日益复杂。本文在对电力系统可靠性评估的研究现状进行学习的基础上，介绍了可靠性分析中的两个准则即N-1准则和概率性指标或变量的准则，在概率、频率、平均持续时间、期望值等指标框架内，讨论了解析法和蒙特卡洛法的基本原理及其在电力系统可靠性评估中的应用。 关键词：系统可靠性解析法；蒙特卡洛模拟法 一、可靠性产生背景 20世纪50年代，可靠性概念的提出开始于工业，并首先在军用的电子设备中得到应用。到了60年代中期，美国、西欧和日本以及前苏联等国家电力系统陆续出现稳定性的破坏事故，导致了大面积的停电，因此可靠性技术引入了电力系统。 1968年成立了美国电力可靠性协会，在美国的12个区各自制定可靠性准则，保证电力系统能经受较大事故的冲击，避免由于连锁反应导致大面积停电。 1981 年随着加拿大和墨西哥的加入改名为北美电力可靠性协会。 20世纪90年代电力市场的出现和1996年美国西部发生的两次停电事故成为影响电力系统可靠性进一步发展的因素。 近些年来不断发生大范围的停电事故，事故发生的同时也给人们带来了一些启示：确定性准则在大电网的规划和运行中受到了诸多限制，因此需要一些新的方法和观点来全面反映电网的状态，如需要考虑电网的一些随机事件。 二、可靠性在电力系统中的应用 电力系统的作用和任务就是保证用户用电的可靠性和经济性，并且要保证供电的质量。随着电力系统规模的扩大，对电力系统可靠性的评估也要求更加准确，但是系统元件的不断增加，系统自动化程度不断提高，所以在可靠性评估中的难度也越来越大。发输电系统可靠性评估方法及发展单一的对发电系统或输电系统进行可靠性评估，结果在实际中就会有一定的局限性。 由于评估中要考虑元件的响应、网络结构、电压的质量等因素，所以计算量比较大计算也极其复杂。同时，回顾各大连锁停电故障，可以观察到的一个现象是电力系统的运行状态随着故障的连锁发生而不断恶化，系统内其他元件承受的负荷不断增加，系统趋近于某种临界状态，此时某些小概率故障（例如输电线路悬垂增加与树木接触，保护的隐性故障等）发生的概率显著增加，且一个小的事件可能会导致一个大事件乃至突变。而且，调度人员可能由于对当前系统的状态缺乏估计和了解，忽视了某些看起来平常的扰动，结果却可能导致无法估计的停电损失；或者出于对连锁大停电故障的过分担忧，实施相对保守但更加安全的控制方案，在一定程度上损害了运行经济性。因此针对上述出现的问题，如何利用新的方法更加准确和全面的反映电力系统的可靠性，并提高计算的速度，具有重要的理论研究意义和工程应用价值。 三、可靠性评估准则 电力系统是由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应的辅助设施，按照规定的技术经济要求组成的统一系统。随着电力工业的发展，可靠性发展成为一门应用学科，成为电力工业取得重大经济效益的一种重要手段。电力系统可靠性实质就是用最科学、经济的方式充分发挥发、供电设备的潜力，保证向全部用户不断供给质量合格的电力，从而实现全面的质量管理和全面的安全管理。 可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内，在规定条件下完成规定功能的能力。可靠度则用来作为可靠性的特性指标，表示元件可靠工作的概率，可靠度高，就意味着寿命长，故障少，维修费用低；可靠度低，就意味着寿命短，故障多，维修费用高。 可靠性评估准则，因为在电力系统中所需要的可靠性水平应达到一定的条件，所以可靠性评估应该对应相应的可靠性准则。在可靠性分析中有两个准则分别是N-1准则和概率性指标或变量的准则。在传统的可靠性评估中主要采用的是N-1准则。确定性的N-1准则已经在电力系统可靠性评估中广泛的使用了许多年，该准则概念清晰，可操作性好。N-1准则是指正常运行方式下电力系统中任意一元件（如线路、发电机、变压器等）无故障或因故障断开后，电力系统应能保持稳定运行和正常供电，并且其他元件不过负荷，电压和频率均在允许的范围内。 这一准则要求单个系统元件的停运不会造成任何损害或者负荷削减。但同时N-1准则有两个缺点：第一个是没有考虑多元件失效；第二是只分析了单一元件失效的后果，而没有考虑其发生的概率多大。如果选择的故障事件不是非常严重，但是发生的概率比较高，基于该类故障事件的确定性分析得出的结果仍然会使系统有较高的风险。相反，即使一个具有严重后果的故障事件发生但是它的的概率可忽略不计，基于这类事件的确定性分析就会导致规划评估中过分投资。 概率评估不仅可计及多重元件的失效事件，而且可以同时考虑事件的严重程度和事件发生的概率，将二者适当结合可以得到如实反映系统可靠性的指标。使用概率性指标评估的目的是在系统评估过程中增加新的考虑因素，而不是代替已经在可靠性评估中使用了多年的N-1准则，两者之间并无冲突，将二者结合起来可更加全面准确的反映系统的可靠性水平。 四、可靠性评估方法 电力系统可靠性是通过定量的可靠性指标来度量的。为了满足不同场合的需要和便于进行可靠性预测，已提出大量的指标，其中较多的主要有以下几类： （1）概率：如可靠度，可用率等； （2）频率：如单位时间内的平均故障次数； （3）平均持续时间：如首次故障的平均持续时间、两次故障间的平均持续时间、故障的平均持续时间等； （4）期望值：如一年中系统发生故障的期望天数。 上述几类指标各自从不同角度描述了系统的可靠性状况，各自有其优点及局限性。在实际应用过程中往往是采用多种指标来描述一个

关于开关电源可靠性的报告

一．开关电源的电路组成 开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI （电磁干扰Electro-Magnetic ） 二．开关电源的可靠性 1.引言 开关电源是各种系统的核心部分。开关电源的需求越来越大， 同时对可靠性提出了越来越高的要求。涉及系统可靠性的因素很多。目前，人们认识上的主要误区是把可靠性完全 或基本上归结于元器件的可靠性和制造装配的工艺，忽略了系统设计和环境温度对可靠性的决定性的作用。 在民用电子产品领域，日本的统计资料表明：可靠性问题 80%源于设计方面（日本把元器件的选型、质量级别的确定、元器件的负荷率等部分也归入设计上的原因）。数据表明，设计及元器件（元器件的选型、质量级别的确定、元器件的负荷率）的原因造成的故障，在开关电源故障原因中占80%左右。减少这两方面造成的开关电源故障具有重要的意义。总之，对系统的设计者而言，需要明确建立“可靠性”这个重要概念，把系统的可靠性作为重要的技术指标，认真对待开关电源可靠性的设计工作，并采取足够的措施提高开关电源的可靠性，才能使系统和产品达到稳定、可靠的目标。 2.影响开关电源可靠性的因素 从各研究机构研究成果可以看出, 环境温度和负荷率对可靠性影响很大, 这两个方面对 开关电源的影响很大,下面将从这两方面分析,如何设计出高可靠的开关电源. 4可靠性设计的原则 我们可以从上面的分析中得出开关电源的可靠性设计原则. 4.1 可靠性设计指标应包含定量的可靠性要求. 4.2 可靠性设计与器件的功能设计相结合,在满足器件性能指标的基础上,尽量提高器 件的可靠性水平. 4.3 应针对器件的性能水平,可靠性水平,制造成本,研制周期等相应制约因素进行综 合平衡设计. 4.4 在可靠性设计中尽可能采用国,内外成熟的新技术,新结构,新工艺和新原理. 4.5 对于关键性元器件,采用并联方式,保证此单元有足够的冗佘度. 4.6 原则上要尽一切可能减少元器件使用数目. 4.7 在同等体积下尽量采用高额度的元器件. 4.8 选用高质量等级的元器件. 4.9 原则上

北交《电力系统分析》在线作业二答案

北交《电力系统分析》在线作业二-0002 试卷总分:100 得分:100 一、单选题(共15 道试题,共30 分) 1.为减小系统负荷变化所引起的频率波动，应采取的措施是（）。 A.设置足够的无功电源 B.设置足够的旋转备用（热备用）容量，并使尽可能多的机组参与频率的一次调整 C.设置足够的旋转备用（热备用）容量，但应尽量较少参与一次调整的机组的数量 D.设置足够的冷备用容量，并装设自动按频率减负荷装置 答案:B 2.关于节点导纳矩阵，描述不正确的有（） A.阶数等于网络中的节点数 B.是稀疏矩阵 C.是对称矩阵 D.与节点编号无关 答案:D 3.PV节点要求已知节点的（） A.电压模值U B.有功功率P和电压模值U C.有功功率P D.无功功率Q 答案:B 4.装有无功补偿装置，运行中可以维持电压恒定的变电所母线属于（）。 A.平衡结点 B.不能确定 C.PV节点 D.PQ节点 答案:C 5.在标幺制中，只需选定两个基准，常选的是（） A.电流、电抗 B.电压、电路 C.电压、电流 D.电压、功率 答案:D 6.电力网中，任意两点之间电压的代数差，称为（） A.电压降落 B.电压损耗 C.电压差 D.电压偏移 答案:B

7.在多电压等级电磁环网中，改变变压器的变比（）。 A.改变有功功率分布和无功功率分布 B.功率分布不变 C.主要改变有功功率分布 D.主要改变无功功率分布 答案:D 8.对于供电可靠性，下述说法中正确的是（）。 A.除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电 B.所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电 C.一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电 D.一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电 答案:C 9.将三个不对称相量分解为三组对称相量的方法是（） A.龙格-库塔法 B.牛顿-拉夫逊法 C.小干扰法 D.对称分量法 答案:D 10.关于电力系统等值电路参数计算时，变压器变比的选择，下述说法中正确的是（）。 A.近似计算时，采用实际变比；精确计算时采用平均额定变比 B.精确计算时采用实际变比，近似计算时采用平均额定变比 C.不管是精确计算还是近似计算均应采用额定变比 D.不管是精确计算还是近似计算均应采用平均额定变比 答案:B 11.架空输电线路采用分裂导线的目的是（）。 A.改善输电线路的电晕条件 B.增大线路电纳 C.减小线路电阻 D.减小线路电抗 答案:D 12.电力系统频率调整的基本原理是（）。 A.根据负荷的变化调整系统中变压器的分接头，将电力系统频率限制在允许范围 B.根据负荷的变化，调整电力系统中无功电源的出力，将系统频率限制在允许范围 C.根据负荷的变化，调整发电机的有功出力，将系统频率限制在允许范围 D.根据系统频率的变化，切除或投入负荷，将电力系统频率限制在允许范围 答案:C

浅谈电力系统可靠性

浅谈电力系统可靠性 随着电力工业引入市场机制，市场条件下的电力系统可靠性和系统运营经济性之间的矛盾便逐渐显现出来，如何在电力市场的运营过程中保证系统运行的可靠性已成为研究的热点。本文简单论述了电力系统的可靠性以及在电力市场环境下电力系统可靠性的发展、所面临的问题、挑战等。 标签：电力系统可靠性发展挑战 1 基本概念 1.1 可靠性可靠性是指元件、设备、系统等在规定的条件下和预定的时间内完成其额定功能的概率。 1.2 电力系统可靠性电力系统可靠性包括两方面的内容：即充裕度和安全性。前者是指电力系统有足够的发电容量和足够的输电容量，在任何时候都能满足用户的峰荷要求，表征了电网的稳态性能，后者是指电力系统在事故状态下的安全性和避免连锁反应而不会引起失控和大面积停电的能力，表征了电力系统的动态性能。 2 电力系统可靠性的重要性 向用户提供源源不断、质量合格的电能是电力系统的主要任务。因为电力系统设备很复杂，包括发电机、变压器、输电线路、断路器等一次设备及与之配套的二次设备，这些设备都可能发生不同类型的故障，从而影响电力系统正常运行和对用户的正常供电。如果电力系统发生故障，将对电力企业、用户和国民经济，都会造成不同程度的经济损失。社会现代化速度越来越快，生产和生活对电源的依赖性也越来越强，停电造成的损失以及给人们带来的不便也将日益显现。因此，要求电力系统应有很高的可靠性。 3 电力市场环境下的可靠性 现如今人们普遍思索的问题是怎样揭示电力系统可靠性背后所隐含的经济意义。一些新的研究成果有：怎样将客户的可靠性需求货币化、如何评价发输电系统的可靠性以及新的适应电力市场需求的可靠性指标怎样设定等。这些研究仍面临一个普遍问题：即使人们已经认识到可靠性是一种稀缺的资源，并感觉到其背后所蕴涵的经济意义，但在对可靠性的价值研究时，却往往摆脱不了对可靠性进行“收费”的思想。我们应当在市场的环境中使电力系统的可靠性发挥作用。为此就要去探索如何利用市场的供给需求机制实现统一可靠性和经济性的目的。有些资料中提到了可靠性价值的概念，但并没有就在市场条件下的可靠性的供给和需求关系以及这种关系对系统可靠性带来的影响展开讨论，而这些也正是电力市场环境下可靠性研究面临的新挑战。

开关电源保护电路

开关电源保护电路 为使开关电源在恶劣环境及突发故障状况下安全可靠，提出了几种实用的保护电路，并对电路的工作原理进行了详尽分析。 关键词：开关电源；保护电路；可靠性 1 引言 评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。 2 开关电源常用的几种保护电路 2.1 防浪涌软启动电路 开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。 图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。当电容器C充电到约80％额定电压时，逆变器正常工作。经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。 图1 采用晶闸管和限流电阻组成的软启动电路

图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。电源接通瞬间，输入电压经整流（D1～D4）和限流电阻R1对滤波电容器C1充电，防止接通瞬间的浪涌电流，同时辅助电源V cc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1，电源进入正常运行状态。限流的延迟时间取决于时间常数（R2C2），通常选取为0.3～0.5s。为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡，延迟电路可采用图3所示电路替代RC延迟电路。 图2 采用继电器K1和限流电阻构成的软启动电路 图3 替代RC的延迟电路 2.2 过压、欠压及过热保护电路 进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。 温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。

电力系统运行可靠性

清华大学出版社图书编写规范 一、总体要求 (1) 科学性：书稿内容应体现科学性、先进性和实用性，所采用的资料和数据必须准确可靠。 (2) 政治性：书稿内容应注意维护我国的国家利益、民族尊严，保护国家机密，不得有与我国现行政策和法律相抵触的内容与提法。 (3) 版权问题：作者应注意著作权问题，不得侵犯他人著作权。为介绍、评论某一作品或说明某一问题而引用他人的资料、数据、图表时，应以脚注或参考文献方式注明出处。 (4) 交稿方式：Latex或者word软件排版均可。 (5) 交稿要求：书稿必须符合“齐、清、定”要求。 “齐”：文稿（必备项：扉页、内容简介、前言、目录、正文、参考文献、索引等；可选项：他序、译者序、符号表、附录、后记等）、图稿齐全； “清”：稿面整齐，书写清楚，标注明确、易辨，图件清绘； “定”：文、图内容已确定，不存在遗留问题，无需再作较大增删和修改。 二、基本格式 1.扉页 包括：书名，作者姓名，著作方式（著、编著、编、主编等）。 2.内容简介 一般按照内容分成两段：（1）简要介绍本书的内容和特点；（2）读者对象。 3.序 一般是请对书中内容十分了解的本专业专家、知名人士等，由他们作为第一读者对本书的内容、意义、写作水平、作者背景等作全面评价。 4.前言 主要介绍本书的写作背景、本书的特点、本书的编写分工及致谢等。字数最好在1000左右。 5.目录 一般只标出三级标题, 序号与文字间空一格，页码统一用5号宋体，右顶格对齐。 6.正文 1）标题 除特殊声明外均用5号宋体。标题序号一律用阿拉伯数字编排，序号与文字间空一格。 一级（BT1，如第1章■■■■）：另面起，黑体，3号，上空2行，居中，占3行；

2021版电力系统可靠、安全、稳定关联关系

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 2021版电力系统可靠、安全、稳 定关联关系

2021版电力系统可靠、安全、稳定关联关系导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 随着科学技术的发展与进步，人们对于能源的依赖越来越强烈。作为在当今世界能源中占有重要地位的电能，更是在国民生活经济中起着不可替代的作用。在当今社会，电能作为国民经济的基础产业，电力系统一旦发生事故，将对经济、社会各层面产生严重的直接或间接后果。所以我们应当更加注重提高电力系统的可靠性、安全性与稳定性，使电力系统能够高效安全有效的为人们服务。 一、电力系统可靠性、安全性与稳定性的基本定义 ⑴电力系统可靠性 可靠性与风险具有相同的内涵，是一个事物的两个方面，可靠性高了的同时，意味着风险的降低。 从电力系统的基本职能来看：电力系统的基本职能是在保证合理的连续性和质量标准的基础上，尽可能经济的向用户供应电能。可见，电力系统可靠性实质就是预判在不同运行方式下出现的概率及其后果，综合做出决策，充分发挥系统中各个设备的潜力，从而保质保量

开关电源电气可靠性设计研究(doc 6页)

开关电源电气可靠性设计研究(doc 6页)

开关电源可靠性设计研究 摘要：对影响军用PWM型开关稳压电源可靠性的因素作出较为详细的分析比较，并从工程实际出发提出一些提高开关电源可靠性的建议。 关键词：开关电源可靠性 1 引言 电子产品，特别是军用稳压电源的设计是一个系统工程，不但要考虑电源本身参数设计，还要考虑电气设计、电磁兼容设计、热设计、安全性设计、三防设计等方面。因为任何方面那怕是最微小的疏忽，都可能导致整个电源的崩溃，所以我们应充分认识到电源产品可靠性设计的重要性。 2 开关电源电气可靠性设计 2.1 供电方式的选择 集中式供电系统各输出之间的偏差以及由于传输距离的不同而造成的压差降低了供电质量，而且应用单台电源供电，当电源发生故障时可能导致系统瘫痪。分布式供电系统因供电单元靠近负载，改善了动态响应特性，供电质量好，传输损耗小，效率高，节约能源，可靠性高，容易组成N＋1冗余供电系统，扩展功率也相对比较容易。所以采用分布式供电系统可以满足高可靠性设备的要求。 2.2 电路拓扑的选择 开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。单端正激式、单端反激式、双单端正激式、推挽式的开关管的承压在两倍输入电压以上，如果按60％降额使用，则使开关管不易选型。在推挽和全桥拓扑中可能出现单向偏磁饱和，使开关管损坏，而半桥电路因为具有自动抗不平衡能力，所以就不会出现这个问题。双管正激式和半桥电路开关管的承压仅为电源的最大输入电压，即使按60％降额使用，选用开关管也比较容易。在高可靠性工程上一般选用这两类电路拓扑。 2.3 控制策略的选择 在中小功率的电源中，电流型PWM控制是大量采用的方法，它较电压控制型有如下优点：逐周期电流限制，比电压型控制更快，不会因过流而使开关管损坏，大大减小过载与短路的保护；优良的电网电压调整率；迅捷的瞬态响应；环路稳定，易补偿；纹波比电压控制型小得多。生产实践表明电流控制型的50W开关电源的输出纹波在

努力提高开关电源的可靠性

努力提高开关电源的可靠性 Inprove the Reliability of Switch Power Supply 郭宇中兴通讯股份有限公司 Guo Yu, ZTE Corporation 摘要：开关电源在工作过程中，一是内部的器件工作在大电流、高电压应力的开关状态，运行环境非常恶劣，同时，在运行过程中会受到各种外界因素的影响。因此，如何减少设计缺陷、保证开关电源可靠性就成为开关电源设计的重要方面。本文通过对开关电源外界影响的分析，介绍了测试需要考虑的内容。 关键词：HALT试验雷击浪涌谐波 Abstract: When the switch power supply is working, due to the switching condition of the high-current high-voltage stress the internal components will be exposed to tough operating environment and also its operation will be affected by external factors. Thus, it is an important aspect for designing of switch power supply to reduce design flaws and ensure its reliability. The article introduces factors to be concerned for testing, following the analysis of external influences toward switch power supply. Keywords: HALT Test, Lighting surge, Harmonic ［中图分类号］TN86 ［文献标识码］ A 文章编号：1561-0349（2010）11- 1概述 开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。在开关电源当中，开关管工作在大电流、高电压的开通和关断状态，开关管承受很大的电压电流应力，同时在电源内部产生很大的电磁干扰。开关电源的输入电压，也会经常出现大幅度的波动，负载也会出现频繁的变动，同时，开关电源中的开关管、整流管和磁性元件，会产生大量的热量，导致整个电源的温度升高。因此，开关电源能否在外部条件频繁变化时保持稳定可靠的工作，是开关电源设计过程中需要重点考虑的问题，而在研发过程中对开关电源的测试，则是发现问题、解决问题的关键。下面对测试工作的开展进行探讨，以保证开关电源的高可靠性。 2测试组织 测试工作应该是产品研发过程中的重要一环。要做好测试工作，首先要有比较好的测试

电力系统分析(本)网上作业二及答案

练习二：单项选择题 1、通过10kV输电线接入系统的发电机的额定电压是（）。 A 10kV B 10.5kV C11kV （答案：B） 2、根据用户对（）的不同要求，目前我国将负荷分为三级。 A 供电电压等级 B 供电经济性C供电可靠性 （答案：C） 3、为了适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器的（）上设计制造了分接抽头。 A 高压绕组B中压绕组C低压绕组 （答案：A） 4、采用分裂导线可（）输电线电抗。 A 增大 B 减小C保持不变 （答案：B） 5、在有名单位制中，功率的表达式为( ) A S=1.732×V×I B S=V×I C S=3×V×I DS=VICOS （答案：A） 6、电力系统的中性点是指( ) A变压器的中性点B星形接线变压器的中性点C发电机的中性点 D B和C （答案：D） 7、我国电力系统的额定电压等级为( ) A 3、6、10、35、110、220(KV) B 3、6、10、35、66、110、220(KV) C 3、6、10、110、220、330(KV) D 3、6、10、35、60、110、220、330、500(KV) （答案：D） 8、计算短路后任意时刻短路电流周期分量时，需要用到（）。 A.互阻抗 B.转移阻抗 C.计算电抗 （答案：C） 9、冲击电流是短路电流（）。 A.最大瞬时值 B.最小瞬时值 C.有效值 （答案：A） 10、短路电流周期分量的标么值与（）有关。 A.转移电抗和短路时间 B.计算电抗和短路点距离 C.计算电抗和短路时间 （答案：C） 11、在系统发生短路时，异步电动机（）向系统提供短路电流。 A.绝对不 B.一直 C.有时 （答案：C） 12、对于静止元件来说，其（）。 A 正序电抗＝负序电抗B正序电抗＝零序电抗C负序电抗＝零序电抗 （答案：A） 13、有架空地线的输电线的零序电抗（）无架空地线的输电线的零序电抗。 A 大于 B 小于C等于 （答案：B）