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我国发电系统可靠性指标研究

我国发电系统可靠性指标研究
我国发电系统可靠性指标研究

●电力系统●

我国发电系统可靠性指标研究

The Reliability Index Study on G eneration System in China

西安交通大学 王锡凡 王秀丽

别朝红 毛玉宾

 (西安710049)

【摘要】 在对我国发电系统的可靠性进行全面评估

的基础上,提出了发电系统最优可靠性指标的定义和计算方法,归纳出我国综合最优发电系统可靠性指标曲线,并推荐了可靠性指标。

【关键词】 发电系统 可靠性指标 LOL P LOL H

Abstract Based on the overall reliability evaluation on generation systems in China ,the definition and calculation algorithm of optimal reliability index are proposed in the paper.The reliability index curve is presented and the re 2liability index standard is suggested and discussed.K ey w ords power generation system reliability index LOL P LOL H

0 概述

为了衡量电力系统的可靠性水平,各国都制定了一些可靠性准则或标准。

可靠性的标准有确定性的和概率性2种。确定性的有N 21原则、备用百分数原则及备用应大于系统最大机组容量等原则。概率性指标能较好的综合与发电系统可靠性有关的各种因素影响,评估的技术在国际上已经成熟[1,2]。国际上曾一度采用LOL P (d/a )作为发电系统可靠性指标,但这种指标完全忽略了一天内24h 负荷的变化情况,简单地用每天的最大负荷来模拟,过分粗略,而且这种负荷模型也无法求出电量不足期望值EENS [1](kW ?h )。因此建议我国采用按小时变化的负荷曲线进行发电系统可靠性评估,即采用LOL H (h/a )及EENS 作为发电系统可靠性指标。

电力系统可靠性指标对电力系统的经济性、可靠性有直接的影响。可靠性指标高,会提高系统的可靠性,但却使发电机组装机加大,投资上升;可靠性指标低,可以减小系统的装机容量和投资,但却使国民经济受到损害,给社会生活造成不良影响。为了合理折中两者的关系,应该进行投入产出分析。在这里投入的主要是装机,用相应的投资衡量,产出则是这些投资所减少的国民经济损失,以及由可靠性提高带来的社会效益。由于社会效益很难定量地衡量,故在产出方面一般主要用停电损失费的减少来衡量。这样,就遇到一个棘手的问题,如何确定单位千瓦时停电引起的损失费,本文将在第1节中讨论这个问题。

由于各国和各地区每千瓦时的平均产值不同,停电损失也不同。因此,从概念上讲在每千瓦时产值较高的国家和地区采用较高的电力系统可靠性标准是合理的。我国地域辽阔,经济发展不均衡,按照各电网所在地区的发展情况可以采取不同的可靠性指标,而且可以根据当地的发展进程修改可靠性指标。因此,本文推荐出一条与经济发展程度有关的可靠性指标曲线,供各地区根据实际情况选择使用。

本文对我国发电系统可靠性指标进行了讨论,推荐了LOL H 为12h/a 作为全国统一的可靠性指标。

应该指出,在我国经济改革过程中,计划经济的指令性的做法应逐渐淡化。在电力市场条件下,发电系统可靠性水平应该是市场参与者共同讨论协商的问题,涉及到发电机组投资的回报,用户对可靠性的要求,以及对电费的承受限度等等。事实上,国际上很多电力系统不仅有一个可供参考的可靠性指标,在规划装机容量时还要求做具体的经济比较,并规定在比较时把EENS 的费用加到年费用中。

本次计算采用西安交通大学电力工程系开发的发电系统可靠性评估软件包REGEN ,其核心算法是随机生产模拟的等效电量函数法[3~6]。该算法可以模拟多个水电厂的运行情况,充分考虑水电给定电量对系统可靠性的影响,可以处理抽水蓄能电厂的运行问题[4~6]。算法计算精度高,速度快,已在国内外获得广泛的应用。

1 经济比较方法

对一个电网来说,在基本满足电力电量平衡的

4

2—

条件下,确定最恰当的装机容量时,应使装机效益ΔB最大,其定义为

ΔB=CL E?EENS-KA?C(1)式中 ΔB———增加装机容量C的效益;

C———增加的装机容量;

EENS———增加C后系统电量不足期望值的下

降值;

KA———每千瓦装机的年费用;

CL E———每千瓦时停电的损失费用。

为了求出式(1)的极值及相应的最优C,对该式求偏导

5ΔB

5C=CL E 5EENS

5C-KA=0(2)

用差分代替偏导

CL E ΔEENS

ΔC-KA=0(3)

故得出最佳装机容量的条件为

CL E?ΔEENS=KA?ΔC(4)在装机容量不足的情况下开始增加装机时,增加装机的年费用小于停电损失费,即KA?ΔC< CL E?ΔEENS,这时增加装机容量是有效益的。这里KA?ΔC为机组容量变化引起的装机微增率费

用,CL E?ΔEENS为由装机容量变化引起的停电损失微增费用

。当增加装机的微增费用与EENS下降的微增费用相等时,再继续增加就不合算了。

在系统装机过多的情况下开始减少装机时,减少装机的年费用大于EENS上升的费用,这时减少装机容量是合理的。当减少的装机费用与EENS 上升的费用相等时,再继续减少装机就不合算了。因此,满足式(4)的系统应为可靠性最合理的系统,其相应的LOL H也就是系统最优的可靠性指标。

现在的关键问题是如何确定式(4)中的CL E 值。北美可靠性委员会曾为电能损失费做了大量工作。研究结果表明,加拿大在1985年平均每千瓦时的停电损失费用为5102加元,这一数值与当年加拿大每千瓦时的平均产值有关。为了说明问题,表1列出加拿大、美国及日本3个国家在1985年及1990年的G DP、发电量及每千瓦时的产值[8]。

由表1可以看出,各国每千瓦时的产值随着时间的推移愈来愈大。加拿大在1985年每千瓦时的产值为11002加元,而其每千瓦时的停电费为5102加元,为每千瓦时产值的5倍,这是一个非常重要的参考数字。

表1 加拿大、美国及日本每千瓦时的产值

国 别年 份19851990

加拿大

G DP/加元460011638915

年发电量/TW?h459482

产值/加元?(kW?h)-11100211326

美国

G DP/美元4037255196

年发电量/TW?h256813301117

产值/美元?(kW?h)-11157211833

日本

G DP/日元32150004274700

年发电量/TW?h67285713

产值/日元?(kW?h)-14781549816

为了估算我国每千瓦时的停电损失费用,首先研究每千瓦时的产值情况。我国从1985年到1997年的G DP和发电量的情况如表2所列[8],由此可求出每千瓦时的产值变化情况,如图1所示。

表2 我国每千瓦时产值的变化情况

年 份1985199019931997

G DP/亿元85581769531342747703

年发电量/TW?h41017621128391511341233

产值/元?(kW?h)-121082184831733610592

注:3引自李鹏总理九届人大《政府工作报告》;33引自《中国电力》(1998年第8期);其余引自参考文献[8]。

图1 我国每千瓦时产值情况

我国1997年每千瓦时的产值大致与加拿大1985年的情况相当,但由图1可以看出,我国每千瓦时的产值提高很快,预计到2000年可超过10元。

根据加拿大统计得到停电损失费为每千瓦时产值5倍的概念,我国当前的平均停电损失费应定位在30元左右,考虑到地区差异,我们的分析范围取为10元到40元。

实际上,在利用式(4)求装机容量时,并不需要具体知道CL E及KA的值,只要知道两者的比值即可,为此可将极值条件式(4)转变为

R E?ΔEENS=ΔC(5)

5

2

式中

R E =CL E/KA

(6)

这样,最优装机容量,或相应的可靠性指标即为R E 的函数

LOL H 3=f (R E )(7)分析计算表明,这个函数对系统具体的情况并不敏

感。这一点正是北美可以不管系统大小、水火比例等因素而采用同一可靠性指标的道理。

2 最优可靠性指标的计算

要进行最优可靠性的计算,首先应进行最优装

机容量的计算,然后根据这个最优装机容量即可求出相应的LOL H 3。

我们的计算以华东、华北、东北、华中、西北、山东、四川、福建电网2000年的电源规划为基础。在2000年各电网的发电机装机容量普遍偏大,所以,计算过程是逐渐减少各电网的装机容量。在开始时减少装机容量使投资及相应的费用降低,这样虽然会使发电系统可靠性指标变坏,EENS 增加,从而使停电损失费增加,但由于开始时EENS 增加很缓慢,所以降低装机容量是有效益的。随着装机容量的继续减小,EENS 的增加势头逐渐加强。容量减到一定程度时,会出现停电损失费的增加量超过装机投资年费用减少量。在这种情况下再减小装机容量已无效益。这时电网的装机容量即为最优容量,其相应的可靠性指标LOL H 即为最优的LOL H 3指标。

在进行计算时,首先假定火电装机费用为4600元/kW ,贴现率12%,机组寿命为25a 。这样每千瓦年费用为

4600×(A /P ,12%,25)=58614998元/(kW ?a )表5 减机组后总费用灵敏度分析

减容量/MW

减装机费用/万元

总费用/万元

CL E =10

CL E =15CL E =20CL E =25CL E =30-700-41054199-41043192-41038138-41032184-41027130-41021177-1500-87974198-87924198-87899198-87874198-87849199-87824199-2200-129029197-128609123-128398186-128188149-127978112-127767175-2900-170084196-167587169-166339105-165090142-163841178-162593115-3600-211139195-199938145-194337170-188736195-183136120-177535145-4200-246329194-215998174-200833114-185667154-170501194-155336134-4800-281519193-218330123-186735138-155140153-123545168-91950183-5100

-299114193

-196569103

-145296108

-94023113

-42750118

-8522177

其次,考虑到北美燃煤机组的EFOR 统计值在6149%~8147%之间[7],所有机组的加权平均EFOR 为7121435%。结合我国逐步使100MW 以

下发电机组退役和电网中大容量机组的投运,EFOR 有进一步增大的趋势,对各电网的EFOR 加权均值一律取0107进行计算,这一指标略高于我国的统计值[7]。

在以上条件下,分别对每千瓦时的停电损失费为10元、15元、20元、25元、30元等5种情况进行了灵敏度分析,得出了各电网的最优可靠性指标LOL H 3曲线,在这里,仅以某电网为例说明计算的过程。

表3列出该电网2000年的基本情况,由此表可以看出LOL H 仅为0100456h/a ,故可以认为,原电源规划的装机容量过大,从而可以考虑减少装机容量。表4列出了减机组情况和相应的系统备用及可靠性指标。在该表中同时算出了减少机组容量以后系统的电量不足期望值EENS 。

表3 系统基本情况

装机容量

/MW 最大负荷

/MW 平均

EFOR LOL H /h ?a -1EENS

/TW ?h 31811

23957

0107

4156E 203

1110E 206

表4 减机组情况

机组

容量

/MW 台数

累计

容量

/MW 系统备用

/%LOL H /h ?a -1EENS

/TW ?h 0

000321784156E 2031110E 206电厂1

-3502-700291864147E 2021122E 205电厂2-8001-1500261521182E 2015111E 205电厂3-3502-2200231601130E +004122E 204电厂4-3502-2900201686151E +002150E 203电厂5-3502-3600171762144E +011122E 202电厂6-3002-4200151255174E +013103E 202电厂7-6001-4800121751106E +026132E 202电厂8

-300

1

-5100

11150

1157E +02

1103E 201

停电损失费灵敏度分析见表5,表中列出了减少机组容量所减少的年费用和EENS 增加所增加的停电损失费之差。例如,该表中第4行为减少

62—

2200MW 装机的情况,故其装机投资的年费用应

减少

58614998×220=129029197(万元)

由“增减机组情况”表第4行可知,当装机容量减少2200MW 后,系统的EENS 为4122×10-4,增加量为

4122×10-4-1110×10-6=412074×10-4

(TW ?h )故当CL E =10及20时,停电损失费分别增加

412074×10-4×10×105=420174(万元)412074×10-4×20×105=841148(万元)

因此减少2200MW 装机容量的效益分别为

129029197-420174=128609123(万元)

129029197-841148=128188149(万元)

这样就算出了图2中灵敏度分析曲线上的2个

点,即CL E =10曲线上的点(220,-128609123)和CL E =20曲线上的点(220,-128188149)。用同样的方法可以算出灵敏度分析曲线上的所有点,并由此得到图中的曲线族

图2 经济比较曲线

图2中每条曲线的极小值点相对应的横坐标即系统的最优可减机组容量。如对CL E =25的曲线,

在减少机组容量为3600MW 出现最低点,这时系统的LOL H 为2414h/a ,这样就得到了图3中的最优LOL H 曲线上的一个点(25,2414)。该曲线表示了当采用不同停电损失费时,该电网最优的发电系统可靠性指标

图3 电网最优可靠度曲线的计算过程

按照上述方法,对其余电网进行计算,可得到各

电网的最优发电系统可靠性指标曲线。将全部8个

电网的最优发电系统可靠性指标曲线放在一起,如

图4所示

图4 8个电网的最优发电系统可靠性指标曲线

从图4上可以看出两点:首先各曲线的趋势大致相仿;其次,这8条曲线相对集中,分散性不大。由此,可以对这8条曲线取平均值,从而得到一条综合最优发电系统可靠性指标曲线,如图5所示。在这个图上,横坐标采用了式6中的R E 值,即将图4的横坐标用58614998除过后得到的值

图5 综合最优发电系统可靠性指标曲线

图5所示的曲线即为推荐的最优发电系统可靠性指标曲线。在利用此曲线时,发电机组投资的年费用就不限于58614998元/(kW ?a )。例如,当发

电机组装机单位投资的年费用为500元/(kW ?a ),停电损失费为30元/(kW ?h )时

R E =30/500=0106

则由此曲线可得到可靠性指标应为

LOL H =1411h/a

3 关于我国发电系统可靠性指标的讨论

在第2节中已对各电网的最优可靠性指标进行了计算,最后还得到了全国综合的发电系统最优可

靠性指标曲线。笔者相信无论是计算方法还是计算结果都会对我国的电源规划及发电系统可靠性研究有重要的参考价值,但在这里有以下几点应该特别

7

2—

指出。

首先,第2节的计算中所采用的每千瓦时的停电损失最大为30元。这一数值会随着我国国民经济的改革与发展迅速提高,由图1可以看出,到2000年时,我国每千瓦时的平均国民经济产值会突破10元,因此每千瓦时的停电损失费会远远超出本文的计算范围。由于我国的国民经济发展很快,在进行电源规划时必须适当地取较大的CL E。换言之,各系统拟采用的可靠性指标应该比由综合曲线查出的LOL H适当地缩小一些。

其次,电力系统可靠性指标受多种因素影响。第2节中的计算主要考虑了停电损失对经济方面的影响,而没有考虑政治方面、社会方面及日常生活方面的影响。特别是,电力工业是国民经济的先行工业和基础工业。为了使国民经济顺利发展,电力工业应留一定的国民经济发展储备。因此,电力系统的装机容量应该比按最优可靠性指标计算出的容量要大一些,而由最优可靠性指标计算出的发电机装机容量应该作为电网的最低装机容量。

如果我国需要建立一个统一的发电系统可靠性指标,根据以上分析及第2节的计算,建议我国在2000年以前的发电系统可靠性指标定为12h/a。这个指标比北美“10年1天”的指标要差一些。随着我国每千瓦平均国民产值的提高,我国的可靠性指标也会向国际可靠性指标靠拢。

从我国的发电系统可靠性管理来说,应有3个层次:

第一层次,按全国统一的可靠性指标LOL H= 12h/a宏观地控制总的电力平衡情况,该指标可以概念性地看作是“2年1天”。

第二层次,具体按装机投资,贴现率及各地停电损失费,由综合可靠性指标曲线查找相应的LOL H 指标。

第三层次,在进行电源规划时,应将EENS的费用计入运行费之后进行经济比较,寻找最优解。

建议将以上3个管理层次以适当的方式反映在电源规划导则中。

4 参考文献

1 Billinton R,Allan RN.Reliabilit y Assessment of Large Electric Power Systems.K Lawer Academic Publishers,Boston,1988

2 J.Endrenyi.Reliability Modeling in Electric Power Systems.John Waley&Sons,1978

3 Xifan Wang.Equivalent Energy Function Approach to Power Sys2 tem Probabilistic Modeling.IEEE,PWRS,1988,3(3):823~829 4 王锡凡.包含多个水电机组的随机生产模拟.西安交通大学学报, 1985(4)

5 王锡凡.电力系统规划基础.北京:水利电力出版社,1994

6 Xifan Wang,Jim Mcdonald.Modern Power System Planning.Lon2 don:Mcgraw2Hill Book Company,1994

7 电力可靠性管理中心.全国大机组手册.1998

8 刘洪.国际统计年鉴’97.北京:中国统计出版社,1997

 收稿日期:1998209220 (责任编辑 郭 晓)

●会议报道●

中国电机工程学会配电网自动化分专委会成立

暨第一届学术交流会在烟台召开

中国电机工程学会电力系统自动化专委会配电网自动化分专委会成立暨第一届学术交流会,于1998年11月25日至28日在烟台市召开。来自全国电力系统的电业局、科研院所、高等院校及制造厂等90余名代表参加会议。

中国电机工程学会副秘书长曾庆禹、中国电机工程学会电力系统自动化专委会主任蔡洋在会议开幕式上,对配电网自动化分专委会的工作做了重要讲话。

此次会议改变以往大会宣读论文的形式,而将会议学术交流论文集发给大家,代表们在会下自己阅读,采用分3个专题组(配网规划;变电站接地方式与故障诊断技术;配电网自动化平台技术)进行讨论,使电业部门的代表有充分机会发表意见。会议效率高,内容充实,气氛活跃,很受代表们欢迎,并提出了一些配电网自动化领域应重点解决的问题。会议期间还组织参观了烟台电业局的地调、区调、无人值班变电站、与电力科学研究院合作开发的配电管理系统、柱上开关、馈线自动化及烟台市的几个制造厂,代表们表现出很大兴趣。

在会议闭幕式上,各专题组代表汇报了各专题组讨论的情况和意见,并提出今后需重点研究的问题。会议总结提出,增加制造单位的委员;采用会员制方式,缴纳会员费方式作为初期活动经费的来源;强调本分专委会的纪律要求;分专委会挂靠电力科学研究院,为提高我国配电领域技术作出贡献。

(本刊编辑部)

8

2

一、发电机组可靠性

一、发电机组可靠性 2019年上半年全国燃煤火电等效可用系数同比上升、台平均非计划停运次数同比下降,但平均非计划停运时间同比增加;常规水电机组等效可用系数、台平均非计划停运次数和时间同比均有下降,见图1。 图1 2018-2019年上半年燃煤和水电机组等效可用系数对比情况 2019年二季度全国燃煤火电运行可靠性综合指标总体上升,等效可用系数同比上升,环比下降;常规水电机组运行可靠性综合指标总体略有降低,等效可用系数同比降低,环比增加,见图2。

图2 2019年二季度机组等效可用系数同比与环比情况2019年二季度燃煤火电机组等效可用系数达到90.2%,同比增加了1.22个百分点,环比降低了4.72个百分点;机组台平均利用小时为1012.94小时,同比降低了53.38小时,环比降低了50.64小时;机组台平均非计划停运次数和时间分别为0.12次和9.4小时,同比分别降低了0.07次和14.71小时,见图3,环比非计划停运次数增加了0.01次,但非计划停运时间减少了0.03小时,见图4;台平均计划停运时间为202.89小时,同比降低10.33小时,环比增加了106.94;前三类非计划停运即强迫停运台平均停运次数和时间分别为0.1次和7.35小时,同比分别降低了0.05次和7.29小时,环比强迫停运次数持平,但强迫停运时间增加了0.95小时;强迫停运共发生150次,环比增加了4次;强迫停运总时间为10556.27小时,占全部燃煤火电非计划停运总时间的80.76%,环比增加了10.75个百分点。

图3 2018-2019年二季度燃煤机组非计划停运次数和时间对比情况 图4 2019年一、二季度燃煤机组非计划停运次数和时间对比情况 其中,1000MW 等级燃煤机组利用小时1112.13小时,同比减少了159.99小时,环比增加了34.21小时;机组前三类非计划停运台平均停运次数和时间分别为0.09次和6.51小时,同比分别降低了0.08次和3.4小时,环比分别增加了0.03次和1.79小时;强迫停运共发生8次,累计强迫停运时间为566.32小时,环比分别增加3次和151.638小时。 2019年二季度常规水电机组等效可用系数为94.16%,同比减少了0.29个百分点,环比增加了5.03个百分点;机组台平均利用小时为1073.56小时,同比减少了112.36 小 0.19 0.12 0.040.080.120.160.22018年2019年 次/台

配电可靠性准则及规定

配电系统可靠性准则及规定 一、电力系统可靠性准则的一般概念 所谓电力系统可靠性准则,就是在电力系统规划、设计或运行中,为使发电和输配电系统达到所要求的可靠度满足的指标、条件或规定,它是电力系统进行可靠性评估所依据的行为原则和标准。 电力系统可靠性准则的应用范围为发电系统、输电系统、发输电合成系统和配电系统的规划、设计、运行和维修工作。 电力系统可靠性准则考虑的因素一般有:①电力系统发、输、变、配设备容量的大小;②承担突然失去设备元件的能力和预想系统故障的能力;③对系统的控制、运行及维护;④系统各元件的可靠运行;⑤用户对供电质量和连续性的要求;⑥能源的充足程度,包括燃料的供应和水库的调度;⑦天气对系统、设备和用户电能需求的影响等。其中①、②、⑥等因素可由规划、设计来控制,其余各因素则反映在生产运行过程之中。 电力系统可靠性准则按其所要求的可靠度获取的方法、考虑的系统状态过程及研究问题的性质不同,有以下几种不同的分类方法: 1.1. 概率性准则和确定性准则 电力系统可靠性准则按其要求的可靠度获取的方法,分为概率性准则和确定性准则。 (1)概率性准则。它是以概率法求得数字或参量来表示提供或规定可靠度的目标水平或不可靠度的上限值,如电力(电量)不足期望值或事故次数期望值。因此,概率性准则又称为指标或参数准则。此类准则又被构成概率性或可靠性评价的基础。 (2)确定性准则。它采取一组系统应能承受的事件如发电或输电系统的某些事故情况为考核条件,采用的考核或检验条件往往选择运行中最严重的情况。考虑的前提是如果电力系统能承受这些情况并保证可靠运行,则在其余较不严重的情况下也能够保证系统的可靠运行。因此,确定性准则又称为性质或性能的检验准则。此类准则是构成确定性偶发事件评价的基础。

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。

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

发电系统裕度表生成及可靠性指标计算21页word文档

实验一发电机组停运表生成 一、实验目的 1、熟悉发电机组停运表的生成原理; 2、掌握用计算机编程形成发电机组停运表的方法。 二、实验原始数据及内容 1、实验原始数据: 某发电系统有A、B、C 三台发电机组,其容量分别为30MW、40MW 和50MW,强迫停运率分别为0.04、0.06 和0.08,平均修复时间为38.0208333 天。 2、实验内容: (1)编制形成发电机组停运的程序; (2)形成实验数据给出的三台发电机组停运表。 三、实验程序形成框图 四、实验程序结果 1、输入显示 2、结果显示 3、总结果显示 五、程序代码清单 实验一与实验三的程序编写在一个程序中,程序代码在实验三中。 六、心得体会 在编写第一个程序时c语言和matlab差距不太大,所要的数据也不多。 七、参考资料 1、电力系统规划基础

实验二负荷停运表生成 一、实验目的 1、熟悉负荷停运表的生成原理; 2、掌握用计算机编程形成负荷停运表的方法。 二、实验原始数据及实验内容 1、实验原始数据 某系统最大负荷为100MW,负荷曲线如图1 所示。 图1 某系统的日负荷曲线 2、实验内容 (1)编制形成负荷停运表的程序; (2)形成图1 所示的负荷停运表。 三、实验程序形成框图 以下两个框图:第一个是整个程序的形成框图,第二个是负荷频率表程序的形 成框图。 (2)负荷频率表的程序形成框图如下: 四、实验程序结果 1、输入系统的相关信息: 2、负荷频率表的形成矩阵结果如下:

3、负荷停运表的形成矩阵结果如下:

五、程序代码清单 clear; PM=input('请输入系统的日负荷曲线对应的最大负荷PM: PM ='); L=input('请输入系统的日负荷曲线对应的负荷L:L='); DX=input('请输入步长DX:DX='); T=length(L);%根据日负荷曲线确定周期T%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% n=PM/DX+1;FHTYB=zeros(n,5); %定义负荷停运表矩阵初值%%%%%%%%%%%%%% M=zeros(n,1); for i=1:n FHTYB(i,1)=i-1; end %使负荷停运表矩阵第一列为序号%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% for i=1:n FHTYB(i,2)= FHTYB(i,1)*DX;

配电系统的可靠性评估方法探讨

配电系统的可靠性评估方法探讨 所谓配电系统的可靠性评估,就是采用现代分析工具对配电系统参数进行设置,包括停电频率以及停电时间等,如果参数设置的比较合理,系统就可以按照预期规划运行,实现系统可靠性的控制。文章简述了配电系统可靠性分析的思路,分析了具体评估方法。 标签:配电系统;可靠性;评估方法 前言 当前我国在规划配电系统的过程中,一般都不设置具体的可靠性目标,而是采用隐性处理的方式,这样配电系统在投入使用时,就需要花费大量资金维护供电的可靠性。为了避免这种规划方式的弊端,需要采用科学的手段对配电系统可靠性进行评估,按照实际需求对电力资源进行合理分配,减低供电费用,提升配电系统运行的可靠性。 1 配电系统可靠性分析思路 配电系统可靠性分析的主要目标就是可以准确评价出系统运行时的可靠性,并将评估结果作为依据,对设计中存在的问题进行修正。具体评估思路如下:首先,对系统数据进行分析,评估历史的可靠性,就是根据历史数据判断系统运行能力。一般都是由系统运行部门负责这项工作,分析系统没有大大预期可靠性的原因,判断系统的薄弱环节在哪。如果问题出在设计方案上,需要与工程规划部门共同合作解决问题。其次是制作预测模型,就是根据备选设计方案预测系统未来一段时间内运行的可靠性,主要是针对配电系统中的某一个部分,预见其在运行时有可能出现的问题,提出提升系统运行可靠性的方法。最后是校正预测模型,预测模型建立以后,需要将历史数据作为依据对其进行校正,使其与历史情况相符,这样才能保证预测模型不脱离实际。值得注意的是,模型校正是一个非常复杂的过程,需要配电系统运行部门提供真实、完整的历史数据,并考虑到系统运行的外界环境因素,用电需求变化因素等,将所有因素都考虑到,然后对参数进行谨慎调整,这样才能对系统未来运行状态进行准确预测,判断其可靠性是否可以达到预期要求[1]。 2 配电系统可靠性评估方法 2.1 计算流程 第一,需要设置一个可靠性限值,主要包括两项内容,一是基本目标值,二是所允许的偏差范围;第二,在计算程序中输入模型和相关数据,数据可以来源于现有系统,也可以来源于拟建的配电系统;第三,启动计算程序,开始计算,得出预期可靠性。这种评估性的计算主要包括两项内容,一是预期停电频率,二是预期停电时间,一般都是采用图形的方式显示计算结果,这种方法比较直观,

可靠性管理制度

可靠性管理制度

黑泉水力发电厂设备可靠性管理制度 1、总则 1.1本标准规定了黑泉水力发电厂发电设备可靠性管理的管理职能、管理内容与要求、检查与考核。 1.2本标准适用于黑泉水力发电厂发电设备可靠性的管理。 2、管理职能 生产科是电厂发电设备可靠性管理的归口部门,负责电厂发电设备可靠性管理的统计和分析。检修科、运行部门负责本部门所管辖设备的可靠性管理工作。 3、管理内容与要求 3.1 组织机构 3.1.1 电厂可靠性管理网络由可靠性管理领导小组和可靠性管理网络人员组成。领导小组组长由分管生产副厂长担任,领导小组成员由生产科、检修科、运行部门等组成。 3.1.2可靠性管理领导小组名单: 组长:金晨杰 副组长:王宁克 成员:陈顺沛鲍占民马海民陈海英李刚刘芳何雪珂。 3.1.3可靠性管理领导小组的任务,确保电厂发电可靠,努力完成上级下达的可靠性指标,保证发电设备可靠性原始数据的正确、完整、及时,定期进行可靠性分析,提出改进设备可靠性的措施。

3.2 组长职责 3.2.1 在厂长的领导下,指挥、督促职能部门开展发电设备可靠性管理工作,保证完成上级下达的可靠性指标和本电厂提出的可靠性目标。 3.2.2 贯彻执行上级下达的关于可靠性管理的各项规定,经常检查电厂可靠性管理工作,定期听取汇报,及时解决存在的问题。 3.2.3 掌握电厂发电设备健康状况及存在问题、隐患,对可能构成影响机组可靠性指标的问题应及时组织有关人员采取措施加以解决。 3.2.4 掌握电厂可靠性指标的完成情况,对不能完成的预定指标要组织电厂有关部门进行分析,确定处理方案并督促落实。 3.3 生产科职责 3.3.1 生产科负责全厂可靠性管理工作。 3.3.2 随时掌握各部门可靠性指标的状况,如发现不能完成指标,应及时采取措施,制订可行方案,经批准后贯彻执行。 3.3.3 抓好全厂可靠性管理人员的理论和实践培训和技术演练工作,提高可靠性管理人员的管理水平。 3.4 各部门职责 3.4.1 各科室负责本部门发电设备的可靠性管理工作。 3.4.2 认真贯彻执行国家及系统内各项关于发电设备可靠

风力发电系统可靠性评估体系

风力发电系统可靠性评估体系 摘要:近年来,我国的用电量不断增加,风力发电系统有了很大进展。由于风电具有随机性、间歇性和波动性等特点,风力发电系统的可靠性对大规模并网电力系统安全性造成较大影响,如何准确评估风力发电系统可靠性,这提出了全新的挑战。首先分析了风力发电系统的结构特点,提出了一种基于期望故障受阻电能相等的方法,用相同容量的发电机等效替代风电机“组串”,并根据元件状态特性对系统可靠性状态进行划分,最后建立时间、出力、系统等指标体系。 关键词:风力发电系统;等效替代;可靠性评估;指标体系 引言 随着风力发电技术迅猛发展,装机容量大幅增加,已成为可再生能源中技术最成熟、应用最广泛的发电技术之一。由于风电具有间歇性、波动性和随机性等特点,使得大规模风电接入电力系统后带来了不确定的因素,因此如何准确评估风力发电系统的可靠性显得非常重要。 1风力发电系统的特点 1.1风机输出功率影响因素分析

1)季节与时间的影响 中国“三北”地区风资源较为丰富。一般来说,一年中春季和冬季风资源较丰富,夏季风资源较贫乏;在一天中来说,白天风资源较贫乏,而夜晚风资源较丰富。 2)风速大小的影响 风电机组的运行状态和输出功率都与风速息息相关。图1给出了风电机组输出功率与风速的曲线。 2可靠性状态的划分 1)全额运行状态:当风速较快时,即风力发电系统输出功率能够达到总装机容量的70%以上。2)资源限制减额运行状态:当风速较慢时,即风力发电系统输出功率低于总装机容量的70%。3)故障减额运行状态:风力发电系统部分元件故障导致输出功率减少的状态。 3可靠性指标体系 3.1时间指标 1)全额运行时间FRH:风力发电系统处于全额运行状态(即输出功率达到总装机容量70%)的累计运行时间。2)资源限制减额运行时间RDH:风力发电系统由于风速的限制,输出功率小于总装机容量的70%的累积运行时间。3)故障减额运行时间FDH:风力发电系统中部分元件故障,导致输出功率减小的累积运行时间。4)故障停运时间FOH:风力系统由于元件故障发生全站停运的累计时间。由

蒙特卡洛法在电力系统可靠性评估中地应用

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

可靠性评估

可靠性概念理解: 可靠性是部件、元件、产品、或系统的完整性的最佳数量的度量。可靠性是指部件、元件、产品或系统在规定的环境下、规定的时间内、规定条件下无故障的完成其规定功能的概率。从广义上讲,“可靠性”是指使用者对产品的满意程度或对企业的信赖程度。 可靠性的技术是建立在多门学科的基础上的,例如:概率论和数理统计,材料、结构物性学,故障物理,基础试验技术,环境技术等。 可靠性技术在生产过程可以分为:可靠性设计、可靠性试验、制造阶段可靠性、使用阶段可靠性、可靠性管理。我们做的可靠性评估应该就属于使用阶段的可靠性。 机床的可靠性评定总则在GB/T23567中有详细的介绍,对故障判定、抽样原则、试验方式、试验条件、试验方法、故障检测、数据的采集、可靠性的评定指标以及结果的判定都有规范的方法。对机床的可靠性评估时,可以在此基础上加上自己即时的方法,做出准确的评估和数据的收集。 可靠性研究的方法大致可以分为以下几种: 1)产品历史经验数据的积累; 2)通过失效分析(Failure Analyze)方法寻找产品失效的机理; 3)建立典型的失效模式; 4)通过可靠性环境和加速试验建立试验数据和真实寿命之间的对应关系;5)用可靠性环境和加速试验标准代替产品的寿命认证; 6)建立数学模型描述产品寿命的变化规律; 7)通过软件仿真在设计阶段预测产品的寿命; 大致可把可靠性评估分为三个阶段:准备阶段、前提工作、重点工作。 准备阶段:数据的采集(《数控机床可靠性试验数据抽样方法研究》北京科技大学张宏斌) 用于收集可靠性数据, 并对其量化的方法是概率数学和统计学。在可靠性工程中要涉及到不确定性问题。我们关心的是分布的极尾部状态和可能未必有的载荷和强度的组合, 在这种情形下, 经常难以对变异性进行量化, 而且数据很昂贵。因此, 把统计学理论应用于可靠性工程会更困难。当前,对于数控机床可靠性研究数据的收集方法却很少有人提及, 甚至可以说是一片空白。目前, 可靠性数据的收集基本上是以简单随机抽样为主, 甚至在某些情况下只采用了某一个厂家在某一个时间段内生产的机床进行统计分析。由此所引发的问题就是: 这样收集的数据不能够很好地反映数控机床可靠性的真实状况, 同时其精度也不能够令人满意。 由于现在数控机床生产厂家众多、生产量庞大、机床型号多以及成产的批次多,这样都对数据的收集带来了很大的困难。因此,在数据采样时: (1)必须采用合理的抽样方法来得到可靠性数据; (2)简单随机抽样是目前普遍应用的抽样方法,但是必须抽取较大的样本量才能够获得较高的精度和信度; 针对以上的特点有三种数据采集的方法可以选择:简单随机抽样、二阶抽样、分层抽样。 (1)简单随机抽样:从总体N个单元中,抽取n个单元,保证抽取每个单元或者几个单元组合的概率相等。

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

发电设备可靠性评价规程

发电设备可靠性评价规程 1、范围 本规程规定了发电设备可靠性得统计及评价办法,适用于我国境内得所有发电企业(火电厂、水电厂(站)、蓄能水电厂、核电站、燃气轮电站)发电能力得可靠性评估。 2基本要求 2、1发电设备(以下如无特指,机组、辅助设备统称设备)可靠性,就是指设备在规定条件下、规定时间内,完成规定功能得能力。 2、2 本标准指标评价所要求得各种基础数据报告,必须准确、及时、完整地反映设备得真实情况。 2、3 “发电设备可靠性信息管理系统”程序、事件编码、单位代码,由“电力可靠性管理中心”(以下简称“中心”)组织编制,全国统一使用。 2、4 发电厂(站)或机组,不论其产权所属,均应纳入全国电力可靠性信息管理系统,实施行业管理。 3 状态划分 3、1发电机组(以下简称“机组")状态划分 ?全出力运行 ∣(FS) ∣ ?运行—∣?计划降低出力运行(IPD) ∣(S)∣∣?第1类非计划降低出力运行(IUD1) ∣∣降低出力运行-∣∣第2类非计划降低出力运行(IUD2) ∣?(IUND) ?非计划降低出力运行—∣第3类非计划降低出力运行(IUD3) ?可用-∣ (IUD)?第4类非计划降低出力运行(IUD4) ∣(A) ∣ ∣∣ ∣∣?全出力备用(FR) ∣?备用-∣ ∣(R) ∣?计划降低出力备用(RPD) ∣?降低出力备用—∣?第1类非计划降低出力备用(RUD1) ∣(RUND)?非计划降低出力备用—∣第2类非计划降低出力备用(RUD2) ∣ (RUD)∣第3类非计划降低出力备用(RUD3) ∣?第4类非计划降低出力备用(RUD4) ∣ ?在使用—∣ ∣(ACT)∣ ∣∣ ∣∣?大修停运(PO1) ∣∣?计划停运—∣小修停运(PO2) 机∣∣∣(PO) ?节日检修与公用系统计划检修停运(PO3) 组∣∣∣ —-∣?不可用-∣ 状∣ (U)∣ 态∣∣?第1类非计划停运(UO1)? ∣∣∣第2类非计划停运(UO2)∣—强迫停运(FO)

含风电的发电系统可靠性评估(MC法)matlab程序

%% 3.计算含风电场的发电系统可靠性指标(非序贯MC) clc clear loadresult_WindFarmOutput %文件“result_WindFarmOutput.mat”构成了风电场出力的状态模型【风力状态状态概率】相关状态计算查看百度文库“风电场出力模型matlab程序” % 3.1 求出常规机组的出力模型,按类构成多状态模型 % RBTS发电系统中共有6类常规机组,%11台常规机组数据 % %2台5MW水电机组%% %1台10MW热电机组%% %4台20MW水电机组%% %1台20MW 热电机组%% %1台40MW水电机组%% %2台40MW热电机组% Generator.Norm=[5 0.01 5 0.01 10 0.02 20 0.015 20 0.015 20 0.015 20 0.015 20 0.025 40 0.02 40 0.03 40 0.03]; save('process.mat'); % 3.2MC抽样机组确定机组状态 % 3.2.1计算含风电场的RBTS可靠性 % 共有7类机组,常规机组状态在StateNorm【出力概率】元胞数组中,风电状态在StateFORWeibull6【出力概率】 I=0 %I用来记录发生却负荷的次数 sumDNS=0; DNS=zeros(200000,1); K=rand(200000,12);%1-11常规12风电 pwind=zeros(200000,1); for k=1:200000 Pout=zeros(12,1); %得到一次抽样常规机组状态 fori=1:11 if K(k,i)>Generator.Norm(i,2) Pout(i)=Generator.Norm(i,1); else Pout(i)=0; end end

发电设备可靠性评价制度

发电设备可靠性评价规程 1. 范围 本规程规定了发电设备可靠性的统计及评价办法,适用于我国境内的所有发电企业(火电厂、水电厂(站)、蓄能水电厂、核电站、燃气轮电站)发电能力的可靠性评估。 2 基本要求 2.1 发电设备(以下如无特指,机组、辅助设备统称设备)可靠性,是指设备在规定条件下、规定时间内,完成规定功能的能力。 2.2 本标准指标评价所要求的各种基础数据报告,必须准确、及时、完整地反映设备的真实情况。 2.3 “发电设备可靠性信息管理系统”程序、事件编码、单位代码,由“电力可靠性管理中心”(以下简称“中心”)组织编制,全国统一使用。 2.4 发电厂(站)或机组,不论其产权所属,均应纳入全国电力可靠性信息管理系统,实施行业管理。 3 状态划分 3.1 发电机组(以下简称“机组”)状态划分

?全出力运行 ∣(FS) ∣ ?运行-∣?计划降低出力运行(IPD) ∣ (S) ∣∣?第1类非计划降低出力运行(IUD1) ∣∣降低出力运行-∣∣第2类非计划降低出力运行(IUD2) ∣? (IUND) ?非计划降低出力运行-∣第3类非计划降低出力运行(IUD3) ?可用-∣(IUD) ?第4类非计划降低出力运行(IUD4) ∣(A) ∣ ∣∣ ∣∣?全出力备用(FR) ∣?备用-∣ ∣(R) ∣?计划降低出力备用(RPD) ∣?降低出力备用-∣?第1类非计划降低出力备用(RUD1) ∣(RUND) ?非计划降低出力备用-∣第2类非计划降低出力备用(RUD2) ∣(RUD) ∣第3类非计划降低出力备用(RUD3) ∣?第4类非计划降低出力备用(RUD4) ∣ ?在使用-∣ ∣(ACT) ∣ ∣∣ ∣∣?大修停运(PO1) ∣∣?计划停运-∣小修停运(PO2) 机∣∣∣ (PO) ?节日检修和公用系统计划检修停运(PO3) 组∣∣∣ --∣?不可用-∣ 状∣(U) ∣ 态∣∣?第1类非计划停运(UO1)? ∣∣∣第2类非计划停运(UO2)∣-强迫停运(FO) ∣?非计划停运-∣第3类非计划停运(UO3)? ∣(UO) ∣第4类非计划停运(UO4) ∣?第5类非计划停运(UO5) ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ?停用(IACT) 3.2辅助设备的状态划分 ?运行(S)

配电系统可靠性评估方法

浅谈配电系统可靠性评估方法 刘旭军 (大唐石门发电有限责任公司,湖南常德415300) 摘要:随着社会的发展,电力系统正在处于一个飞速发展的阶段,作为电力系统中最重要的组成部分配电系统,其可靠性直接关系着整个电力系统的正常运行,配电系统如果不稳定将会给电力系统带来巨大的经济损失。本文首先从配电系统常见的可靠性指标出发,探讨了当前配电系统可靠性评估的常见方法。 关键词:配电系统;电力系统;可靠性,评估方法 中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1003-5168(2012)24-0001-01 1 常见配电系统可靠性指标 配电系统是用户与电力系统联系最重要的基础,它对整个用户的用电质量有着重要的影响,因此,对配电系统的可靠性进行有效的研究就显得非常重要。对配电系统可靠性的评价指标一般可以分为用户侧和系统侧两个方面。 1.1 用户侧可靠性指标 用户侧可靠性指标是对用户侧可靠性进行评估的基本指标,它是配电系统故障对某一区域产生影响大小的重要反应,同时也是下一级配电系统可靠性评估的重要依据和指标。通常用户侧可靠性指标有:用户侧故障率、用户侧故障导致的平均停电时间、用户侧年平均停电时间等。 1.2 系统侧可靠性指标 系统侧可靠性指标是评价配电系统向用户供应和分配电能以及供电质量的重要依据,系统侧可靠性指标更加注重从全局的角度对配电系统对整个电力系统的影响。系统侧可靠性指标一般包括:电力系统平均停电频率、电力系统平均停电持续时间、用户平均停电频率、用户平均停电时间、平均供电可用率等等。 2 配电系统可靠性评估的常见方法及改进 一般在实际的应用中,配电系统的拓扑结构较为复杂,对整个电网运行的影响因素较多,因此,如果直接利用相关的可靠性指标公式进行计算将会非常复杂。近几年,一些相关的研究工作取得了一定的进展,一些相关的学者和研究人员经过研究发现和总结了一些操作方便和方法和改进技术,这些方式方法通过大量的实践验证,证明其具有一定的实用性和有效性。当前较为常见的配电系统可靠性评估方法有故障式后果分析法、最小路法、网络等值法等等。 2.1 故障式后果分析法 这种评估方法又被称之为FMEA,它是用来评估电力系统可靠性最为传统的一种方法。这种方法主要是利用科学的故障判别准则来将配电系统的状态分为故障状态和正常状态两种,并对配电系统中所有可能出现故障的设备进行充分的分析,从而得到一个所有故障类型的列表,然后利用计算的方式获得配电系统可靠性的相关指标。一般这种方法只能在由主线和馈线组成的辐射式简单配电系统中进行应用,在一些多故障模式的复杂分支系统中很少使用。这种方法在实际应用过程中,并没有充分考虑线路的传输容量问题,所以,利用这种方法获得的相关评估指标会与真实的数值之间存在一定的差异,使评估结果出现一定的偏差。 随着现实中研究工作的不断深入,相关学者通过对故障后的潮流和电压约束的考虑,总结出了一种结合最小割集法的FMEA法。这种方法可以在一些大型的配电系统可靠性评估中进行应用。后来一些研究人员有总结出了应用于带子馈线的复杂配电系统可靠性评估方法。这种方法主要是利用了馈线分区思想,以馈线为基本单位进行馈线分区,然后建立起一个网络模型,这一网络模型主要由区域节点和开关弧组成,然后利用前面所说的FMEA方

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提高发电设备可靠性的措施 2020年4月

提高发电设备可靠性的措施本文关键词:可靠性,发电设备,措施,提高 提高发电设备可靠性的措施本文简介:本篇论文目录导航:【题目】我国火电厂发电设备可靠性探究【第一章】影响火电厂发电设备可靠性要素研究绪论【第二章】发电设备可靠性的数据统计和评价指标【第三章】发电设备可靠性指标分析【第四章】构建可靠性增长模型【第五章】提高发电设备可靠性的措施【结论/】火力发电设备可靠性相关因素研究结论与 提高发电设备可靠性的措施本文内容: 本篇论文目录导航:【题目】我国火电厂发电设备可靠性探究【第一章】影响火电厂发电设备可靠性要素研究绪论【第二章】发电设备可靠性的数据统计和评价指标【第三章】发电设备可靠性指标分析【第四章】构建可靠性增长模型【第五章】提高发电设备可靠性的措施【结论/】火力发电设备可靠性相关因素研究结论与 第5 章提高发电设备可靠性的措施

5.1 可靠性的薄弱环节 根据上文对对发电设备所进行的可靠性研究可知,要想切实提升发电机器的可靠性,需要对机器加强检修、提升技术技能。严格检查并维护下述关键部件: 一是和电网平稳运作息息相关的保护设备;二是安全智能设备;三是锅炉/四管,参考可靠性结果研究明确应规避哪些对运作产生威胁的消极因素,有目标性地管理、检修设备,进而更好地达到预期目标。 5.1.1 机组可靠性的主要设备 火电厂发电设备的不可用时间包括计划停运时间和非计划停运时间两部分。 根据《发电厂检修规程》所安排的,预防维修包含计划停运,而非计划停运则属于事故维修,这个原因主要是由于机组的可靠性造成的。所以在火电厂发电设备可靠性的薄弱环节或关键设备都定义为非计划停运时间比较长的部件或设备。根据用户提供的数据分析整理给出主机和子系统非计划停运时间占火电机组非计划停运时间百分比的统计

发电系统可靠性研究

发电系统可靠性研究 发表时间:2019-11-12T14:23:01.543Z 来源:《基层建设》2019年第22期作者:齐芸芸[导读] 国网山西省电力公司 030032 电力系统可靠性包括两个方面的内容:即充裕度和安全性。充裕度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,表征了电网的暂态性能。安全性是指电力系统在事故状态下的安全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。 电力系统的根本任务是尽可能的经济而可靠的将电能供给各种规模的用户。作为目前最清洁和使用最方便的二次能源,电力在推进社会进步,经济繁荣,提高人民生活质量方面发挥着越来越重要的作用,人们对电力的依赖程度也越来越高。电力系统可靠性的重要性也日益凸显出来。定量评定和改善电力系统可靠性越来越受到人们的重视。 近年来,世界和我国的电力工业状况均发生重大变化,电力系统可靠性技术领域也取得了重要进展。例如,随着竞争机制的引入,许多国家的电力管理体制已经或正在经历空前的变革,向着放松管制的商业化方向发展,如何处理好经济和安全,即使电力系统在适应竞争机制的同时又保持合理的可靠性水平,特别是风力发电及水利发电也要并入电网的情况下,可靠性分析变得更加复杂和棘手;在电力设备和电力工程的设计和建设中如何体现可靠性合理,经济上最优;大规模发输电系统可靠性如何实现可靠性评估;电力系统可靠性管理的广度和深度如何进一步发展;如何提高核电站及其相关联的电力系统可靠性等等是当前的主要问题。由此可见,发电系统可靠性研究的必要性和意义。 1.发展历程 人们是从什么时候开始研究发电系统可靠性问题的呢?最早是在上世纪30年代用概率的方法分析电力系统可靠性,但只限于估计发电系统的备用容量。这种方法在当时并没有得到广泛应用,主要原因是由于数据缺乏且受计算工具的限制,没有可行的可靠性评估技术以及不愿使用概率方法,还有对概率判据、风险指标的意义和重要性理解错误等。直到1948年,美国电机工程学会(American Institute of Electrical Engineers 简称AIEE)创立了概率方法应用分会,才对之前的工作进行了总结,引起了人们较多的注意。 我国在电力系统可靠性评估方面的研究起步较晚,70年代后才着手电力系统可靠性研究。1983年我国成立了中国电机工程学会可靠性专业委员会,同年成立了中国电工技术学会电工产品可靠性研究会。1985年在水利电力部成立了电力可靠性管理中心,开展发电设备、输变电设备、配电设备和系统的可靠性统计工作。一些大学和研究机构也开展了电力系统可靠性的理论研究和教学,取得了不少成果,发表了许多论文和专著。这些都大大推动了我国电力系统可靠性的研究。 进入90年代,我国电力系统可靠性研究和应用有了新的进展,开发出自主版权的评估软件,并得到应用;发电、输变电设备的可靠性统计制度化且开始用于电力企业的管理。1999年6月,中国电力企业联合会成立了电力行业可靠性管理委员会。 2.研究现状 电力系统是一个复杂、动态的系统,习惯上将其分为若干子系统,如:发电系统、输电系统、发输电系统、配电系统和发电厂变电所电气主接线等,这些子系统的功能特点不同,使用的评估方法和采用的可靠性指标也不一样,其完善程度存在着很大的差异。相比之下,发电系统作为电力系统中十分重要的一个环节,发电系统的可靠性研究作为研究重点已较为成熟,国内外都取得了很多应用成果,例如对以下问题的研究:可靠性指标的设定;可靠性指标计算方法的探究以及提高系统可靠性措施的研究,包括:发电系统可靠性分析的随机生产模拟研究,不确定法在发电系统可靠性评估中的应用,发电系统可靠性指标的研究,以及电力市场下的可靠性研究等。尽管在发电系统可靠性方面已取得很多成果,但是对发电系统安全性的评估在国内外仍处于起步和探索阶段。随着社会的发展,用电需求激增,发电机组的装机容量越来越大,过去发电系统可靠性评估模型所使用的两状态模型对大型发电机组的评估结果不能令人满意,因此,建立大型发电机组的多态模型是非常必要的。另外,对发电系统可靠性薄弱环节的识别和各种因果假设分析的研究还不够充分,仍需进一步研究。 现在常用的评估发电系统可靠性的方法主要是解析法和模拟法。其中解析法包括:电力不足概率法(LOLP);电量不足概率法(LOEP);频率及持续时间法(F﹠D);电力不足期望值法(LOLE)。以上四种方法的共同特点是:组件及系统的寿命过程均用数学模型表示,可靠性指标可以通过求解数学模型的方法得到。其特点是:物理概念清晰,逻辑关系明确,模型精度高。但是当系统很复杂时,用解析法构造模型十分困难,而且计算量也会随系统的规模呈指数关系增长,所以,解析法在系统庞大时会受到限制。解析法在美国、加拿大、英国等地区的应用比较广泛。 模拟法,又叫蒙特卡罗法。模拟法是在计算机上模拟组件或系统寿命过程的一次实际实现,并按照对比模拟过程进行若干时间的观察,估计所求的可靠性指标。其特点是:原理简单,受限因素较少,适用于大型系统的可靠性评估。模拟法虽然也使用数学模型,但是它通过在模型上进行采样试验求得结果,类似于通常的统计实验。它是一种非常灵活的方法,且在处理某些问题时可能是唯一的方法。正是由于其明显的统计性质,它的计算结果不够精确且计算效率不高。模拟法在西欧各国比较流行。 近年来,人工智能技术逐渐渗透到电力系统可靠性评估领域,以弥补常规评估方法的不足。例如,贝叶斯网络方法,它是以概率论为基础的,最显著的特点是:对不确定知识的准确、直观的表示和灵活、快捷的推理。因此,基于贝叶斯网络的方法不仅能方便的表述系统能够提供的容量和负荷需求之间的平衡关系,而且通过高效的贝叶斯网络推理算法有效地计算系统失去负荷的概率和其他各种概率。 在电力控制领域,20世纪60年代初,美国一家小电厂最早使用了计算机控制系统。而在60年代中期,北京西部的高井电站成功研制并安装了全自动数字闭环发电、配电管理系统。电力工作者们很早就想到了要将计算机技术和现代化的科学理论与电力系统可靠性的研究相结合的方法,从而促进电力系统可靠性研究和工程应用的飞速发展。但是当时存在的阻碍很多,因为能满足大型电力系统可靠性评估实际需要的有效算法尚且不多,加上电力系统本身的特点,使电力系统可靠性计算非常复杂。直到林里和伍德等人发表了一批文章,介绍了建立容量模型的递推算法和便于应用数字计算机的负荷模型组合算法以后,这种指标才得到了实际应用。 发电系统的可靠性评估技术相对而言较为成熟,近年来国内国外许多专家、学者一直致力于发电系统的可靠性与计算机技术相结合的研究,虽然面临着许多问题,存在的困难不少,但是未来的发展前途很广阔,也取得了一些工程上应用的成果:不仅开发了发、输电组合系统、高电压配网、中压配网和电站电气主接线可靠性评估软件,在电力系统的相关领域中,电网可靠性规划,电网可靠性改造,可靠性开关优化,配电网可靠性重构都是可靠性在实际中应用的成果。

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