电力系统规划与可靠性课件

课程内容绪论可靠性分析根底■■电力系统可靠性分析电力系统规划的优化方法电源规划电网规划■■■■绪论概述电力系统可靠性的概念与研讨方法电力系统规划的概念与研讨方法电力系统规划与可靠性研讨的新进展绪论—概述电力系统是一个复杂的大系统，虽然问题众多，但归根结底是可靠性与经济性这两类问题。可靠性与经济性是一个矛盾的两个方面，二者的对立一致决议了电力系统的根本容颜。电力系统规划问题就是研讨如何在保证可靠性的前提下，最大限制地提高经济效益，降低本钱。所以，电力系统规划与电力系统可靠性既是相互独立的两个研讨方向，又亲密相关，普通来说，可靠性是研讨电力系统规划问题的根底，研讨规划问题就必然涉及到可靠性问题。绪论—概述电力系统规划与可靠性问题内容广泛，属交叉学科，曾经成为电力系统令人注目的一个研讨方向。研讨电力系统规划与可靠性问题需求具备扎实的数学根底，特别是概率与数理统计、规划数学、计算方法等。虽然在大型电力国际〔国内〕会议上，电力系统规划与可靠性都被列为单独的论文类别，但由于历史的缘由，相对于电力系统的其它研讨方向而言，电力系统规划与可靠性问题的研讨相对滞后，表现为研讨的人员较少、注重程度不够、还有很多问题没有突破、研讨成果实践运用价值小等等。绪论—概述近年来，这一情况正在迅速得到改动，随着电力市场的构成，为了经济的目的，必然要最大限制地降低本钱和提高系统的平安运转程度，规划与可靠性就成了不能逃避的问题，其研讨任务也迅速增多。尤其在城网规划和地域电网无功优化方面，人们投入了极大的热情，并随之出现了一批研讨成果。为顺应方式的开展，我校电力系统及其自动化专业决议开设电力系统规划与可靠性课程，并希望以此能提高人们对此课题的注重。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法人们在日常生活和工程技术领域经常遇到对某一事物、产品或系统可靠和不可靠的评论，这种评论是和事物、产品或系统能否到达某一预期的功能联络在一同的。例如，一台机器预期能延续任务10天，假设任务到7天或更短的时间就损坏了，那它是不可靠的，假设延续任务10天或更长时间，那么它就是可靠的。这种对可靠性问题的认识，还只是停留在模糊定性认识的阶段，缺乏数量上严厉和科学的计算方法，还不能称之为可靠性实际。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法可靠性实际的开展，可以追溯到第二次世界大战期间，当时德国为了对导弹的可靠性作出估计，提出了关于可靠性的一个重要实际：任一元件的缺点能够导致系统〔串联络统〕缺点，其可靠性等于各独立元件可靠性的乘积。由于独立元件的可靠性是小于1的，所以，系统的可靠性比系统中可靠性最差的一个元件还要低。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法任一元件的缺点能够导致系统〔串联络统〕缺点，其可靠性等于各独立元件可靠性的乘积。由于独立元件的可靠性是小于1的，所以，系统的可靠性比系统中可靠性最差的一个元件还要低。这种对可靠性的认识，虽然非常简单，但曾经上升到了实际的高度，因此具有非常重要的意义。第二次世界大战以后，可靠性实际在电子、空间技术以及其它工程技术领域得到了越来越广泛的运用和开展，并迅速成为一门独立的学科。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法关于可靠性的概念，普通是这样认识的：可靠性〔Reliability〕是指一个元件、设备或系统在预定时间内，在规定的条件下完成规定功能的才干。可靠性涉及元件失效数据的统计和处置、系统可靠性的定量评定、可靠性和经济性的协调等多方面内容，是一门边缘学科，具有适用性、科学性和时间性三大特点。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法可靠性和经济性的协调等多方面内容，是一门边缘学科，具有适用性、科学性和时间性三大特点。所谓适用性是指可靠性研讨和工程实际严密联络，并为工程实际效力；科学性是指可靠性研讨有一套独特的科学实际和方法，而不是猜测和粗略的判别；时间性是指可靠性贯穿于产品或系统的整个设计、研制、开发、运转过程。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法把可靠性研讨的普通实际和方法与电力系统的工程实践相结合，便构成电力系统可靠性。电力系统可靠性是20世纪60年代以后开展起来的一门运用科学，已浸透到了电力系统规划、设计、运转和管理的各个方面。1970年，比灵顿〔R.Billinton〕发表了第一部电力系统可靠性的专著——<电力系统可靠性估计>〔PowerSystemReliabilityEvaluation〕，以后，许多关于电力系统可靠性的书刊专著相继问世。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法我国关于可靠性问题的研讨大体始于20世纪70年代后期，80年代初中期出版了一些有关可靠性的专著和译著，对可靠性问题研讨较多的主要是西安交通大学和清华大学，重庆大学、电力科学研讨院、华北电力大学也进展了有关研讨任务，如华北电力大学承当了国家“七五〞攻关子课题“三峡电站接入系统的可靠性与经济性分析〞，并于1989年经过了电力工业部的技术鉴定。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法与可靠性这一概念亲密相关的还有可靠度和可用率〔Availability〕。普通设备区分为不可修复设备和可修复设备两大类，如在电力系统中，绝缘子属不可修复设备，而发电机、变压器、短路器等大多数设备属可修复设备。对于不可修复设备，其可靠性是指在预期的时间〔平均寿命〕内，未发生缺点这一事件的概率，通常称为可靠度。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法对于可修复设备，由于缺点后还可以修复，再投入任务，且长期阅历着这种循环，所以，除计及设备发生缺点的概率外，还要计及缺点后修复的概率，这种情况下的可靠性目的称为可用率，它定义为：可修复设备在长期运转中，处于或预备处于任务形状的时间所占的比例。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法关于设备的两种可靠性目的可靠度和可用率，同样适用与元件和系统。电力系统是典型的可修复系统，其中的主要元件都是可修复元件。为了便于不同场所的运用，已提出了大量电力系统可靠性的详细目的。如电力缺乏概率〔LOLP〕、电力缺乏频率〔FLOL〕、电力缺乏继续时间DLOL等等。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法电力系统可靠性问题的研讨，目的是对整个电力系统进展可靠性评价。但现代电力系统是由发电系统、输电系统、配电系统等组成的庞大复杂的大系统，目前只能是把发电系统、输电系统、配电系统人为地分割开来进展可靠性研讨，所以有发电系统可靠性、输电系统可靠性、配电系统可靠性这样的称谓。电力系统可靠性问题的研讨有两个方面的目的：一是为电力系统的开展规划进展长期可靠性估计；二是为制定每天或每周运转方案而进展可靠性预测。这两类问题研讨所需的数学模型和计算方法是不而对短期可靠性的预测还处于探求阶段同的，目前关于长期可靠性问题的研讨已到达适用阶段，由于短期可靠性的研讨需求思索电力系统稳定性等问题，而这些问题都还不是很成熟。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法提高电力系统可靠性的途径，一是提高组成系统各元件的可靠性，二是添加冗余度。对于发电系统，添加冗余度意味着添加装机容量，即增大备用容量；对于输电系统，那么意味着添加输电线路数或加大输电线路截面积。可见，冗余度涉及到经济问题，可靠性与经济性亲密相关。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法目前研讨电力系统可靠性的方法有两种：一种是解析法，另一种是模拟法。这是两种完全不同的方法，解析法是将元件或寿命的过程模型化，然后经过数学方法进展可靠性分析，计算出可靠性目的；模拟法也称为蒙特卡洛法或仿真法，它是采用计算机仿真的方法，模拟元件或系统的寿命过程，并经过规定的时间后进展统计，得出可靠性目的。绪论—电力系统可靠性的概念与研讨方法普通来说，解析法需求建立系统的数学模型，公式推导复杂，但所得结果准确和确定，其计算时间与所关怀的系统年限无关，计算速度快；模拟法不需求建立系统的数学模型，而是经过抽随机数的方法模拟实践系统寿命过程，无复杂的公式推导，但计算结果不确定，计算时间与所关怀的系统年限有关，计算速度慢。绪论—电力系统规划的概念与研讨方法