电力系统规划与可靠性--发电系统

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电力系统规划与可靠性讲座电力电量平衡

电力系统规划与可靠性讲座电力电量平衡

电力系统规划与可靠性讲座:电力电量平衡一、电力系统规划1. 电力系统概述电力系统是由各类电源、输电、配电和用电设备及其互相联结的控制、保护、通讯等系统构成的一个相互关联的整体。

在电力系统中,电源和负荷是两个最基本的要素。

电源包括火力发电、核电、水电、风电、光伏等。

负荷是指各种用电设备,如家庭用电、工厂用电、城市用电等。

2. 电力规划电力规划是指对电力系统进行全面的技术、经济、环境等方面的研究和分析,确定电源、负荷和输变电工程等具体建设目标,以及路线、方案和政策等,为发展电力事业提供科学依据和决策支持。

3. 电力规划的内容电力规划主要包括:- 电源规划:确定各种电源的类型、数量、分布和时限等。

- 负荷预测:包括对未来的经济、社会和技术因素进行认真分析和预测,提出合理的负荷增长数值和负荷特性要求。

- 输电、配电网规划:确定配电、变电站的类型、数量、分布和时限,确立输变电线路的路线、电压等级和容量等。

二、电力系统可靠性1. 可靠性概述电力系统的可靠性是指电力系统以正常运行为基础,对各种可能的异常和故障动态发生时,具有快速恢复、可在最短时间内恢复服务和避免损失的能力。

2. 可靠性评估指标电力系统的可靠性评估主要从以下几方面来进行: - 电源的可靠性 - 输电、配电系统的可靠性 - 运行管理的可靠性 - 对电力系统干扰的能力(抗干扰能力)3. 提高电力系统可靠性的方法•提高电源的可靠性:采用多种电源互备的方式,提高电源的可靠性。

•提高输电、配电系统的可靠性:采用双回路输电线路、双电源供电等方式,提高输电、配电系统的可靠性。

•加强电网运行和管理:健全电力调度、保护、巡视、检修等方面的管理制度,确保电网的稳定运行。

三、电力电量平衡1. 电力电量平衡的意义电力电量平衡是指在一定时间范围内,电源和负荷的总量相等。

电力电量平衡的达成,可以确保电网的稳定运行和用户用电的正常供应。

2. 电力电量平衡的计算方法电力电量平衡的计算主要通过电力调度和电力市场运营来实现。

电力系统规划中的电力安全与可靠性设计

电力系统规划中的电力安全与可靠性设计

电力系统规划中的电力安全与可靠性设计在电力系统规划中,电力安全与可靠性设计是至关重要的方面。

电力安全是指确保电力系统运行期间不会发生事故或故障,保护人员和设备的安全。

而电力可靠性设计则是为了保证电力系统在各种条件下能够持续稳定地供电,满足用户需求。

两者缺一不可,下面将分别从电力安全设计和电力可靠性设计两个方面进行阐述。

电力安全设计电力安全设计是基于电力系统的规模、负载以及可能存在的风险和隐患来制定的一系列方案和措施。

它包括以下几个关键要素:1. 线路布置设计:在规划电力系统时,必须合理布置输电线路和配线线路。

需要考虑到各个线路之间的距离及其相互关系,以避免线路短路或过热情况的发生。

合理的线路布置能够有效降低设备故障的风险。

2. 设备选型和应用:电力系统中的设备包括变压器、开关设备等,正确的设备选型对于电力系统的安全运行至关重要。

在规划过程中,应该综合考虑设备的负载能力、故障承受能力以及可靠性等因素,选择最合适的设备。

3. 过电压保护:在电力系统规划中,必须考虑到可能出现的过电压情况。

过电压会对设备造成损坏,因此需要采取相应的过电压保护措施,如合理设置避雷器和过电压保护装置。

4. 系统地线设计:地线是电力系统中防止接地电流引起的安全事故和设备损坏的重要组成部分。

在规划中应合理设计地线系统,确保系统接地良好,减少接地电阻,提高系统的安全性。

电力可靠性设计电力可靠性设计是为了确保电力系统在各种条件下能够持续稳定地供电。

下面将介绍几个关键要素:1. 可靠性分析:在规划电力系统时,需要进行可靠性分析,评估系统在不同场景下的可靠性水平。

通过分析潜在的风险和故障,可以制定相应的预防和应急措施,提高系统的可靠性。

2. 备用设备设计:在电力系统规划中,备用设备的设置是提高系统可靠性的重要手段。

例如,可以设置备用变压器和发电机,以应对可能发生的设备故障或停电情况,确保电力供应的稳定性。

3. 管理与维护:规划电力系统时,需要考虑到定期的设备检修和维护工作。

电力系统规划

电力系统规划

确定性准则的基本缺点在于没有,而且也不 可能计及系统行为、负荷变化或元件失效等的随 机性行为。
17
运用概率方法评估电力系统可靠性 始 于 2 0 世 纪 3 0 年 代 , W. J . L y m a n 和 S.M.Dean等人对统计理论进行研究,并将 其运用于设备维修和备用容量确定等问题。 电力系统中典型的概率问题有如:
31
1.2.7 数据统计 电力系统可靠性需要统计的基本数据 包括各级各类设备及其所构成系统的运行
和停运状态的原始记录,用于对元件性能
及其对系统的影响、现运行系统和规划系
统的可靠性进行分析评价或评估。
32
统计数据基本类型有: (1)元件和系统的失效率和停电持续时间; (2)失效模式; (3)元件故障类型和原因; (4)修复方式; (5)恢复供电方式; (6)每次停电持续时间; (7)不影响用户生产的临界最大停电时间; (8)用户全停后的恢复生产时间; (9)每次停电的用户停电损失。
2
第一章 概述
第一节 可靠性的基本概念 第二节 可靠性的发展状况 第三节 可靠性的使用范围

3
第一章 概述
1 可靠性的基本概念 1.1 引言
电力系统的根本任务是尽可能经济而可 靠地将电力供给用户,安全、经济、优质、 可 靠 是 对 电 力 系 统 的 根 本 要 求 。
但是,在现代化电力系统功能日益完善 的过程中,系统结构日益复杂,系统所包含 的元件越来越多,这也使电力系统的安全可 靠问题逐渐突出。
28
1.2.5 统计评价和预测评估
可靠性管理活动中,可以对电力系统
可靠性进行两方面的分析,一方面是对过
去的行为作出可靠性统计评价;另一方面
是根据过去的统计信息对未来的可靠性性

电力系统规划与可靠性--可靠性

电力系统规划与可靠性--可靠性

2. 电力系统可靠性评估的目的
各阶段可靠性评估的任务是: 规划阶段--规划系统的可靠性评估有以下几个任务:对未来的电力系统和 电能量需求进行预测;收集设备的技术经济数据;制定可靠性准则和设计标 准,依据准则评估系统性能,识别系统的薄弱环节;选择最优方案。 设计阶段---重点是发输电系统的可靠性评估,其可靠性设计原则是: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;应使系统有 足够备用容量来限制扰动后果的蔓延,避免停电范围扩大,保护运行人员免 遭伤害,保护设备免遭损坏。 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,以确定购入和售 出电量,确定互联系统的输送电力和电能量。
se 1 2
Ase A1 A2
式中, A为可用率;U为不可用率; 为失效率。
4. 电力系统可靠性评估方法
4.1.2 并联模型
U pe U1U 2
pe 1 2
Ape A1 A2 A1 A2
式中,A为可用率;U为不可用率 为修复率。
4.1.3
概率卷积模型
发电系统可靠性评估的本质是计算服从一定概率分布的两个随机变量 (即发电容量和负荷需求)之间的差值。这就是数学上的卷积概念。
设两个随机变量X和Y具有下述离散概率密度函数:
p X X i pi
(i 1,, n)
p Y Yk pk
则随机变量
(k 1,, m)
3. 电力系统可靠性指标与准则
1)一般的可靠性指标:
概率:不可修复-----可靠度(Reliability);可修复系统—可靠度、可用度Availability 频率:单位时间里发生故障的平均次数。 平均持续时间:首次故障的平均时间,故障的平均持续时间。 期望值: 如一年中电力系统发生故障的期望天数。 2)电力系统可靠性指标分类(规划) 为在电力系统中达到所需可靠性水平应满足的条件,可靠性评估应以相应的可靠性准 则为基础。可靠性准则分为: 概率性和确定性指标。 举例:概率性的:电力期望不足;确定性的:N-1 概率性指标分类: 设备类可靠性指标:发(火电、水电、风电)、输电(交流、直流) 系统可靠性指标分为发输电和配电 ---系统可靠性指标(110以上)----发输电模型 ---配电系统用户供电可靠性指标(定义了系统和设备可靠性); 如:供电可考虑99.99%

电力系统规划与可靠性讲座电力系统规划经济评价方法

电力系统规划与可靠性讲座电力系统规划经济评价方法

电力系统规划与可靠性讲座:电力系统规划经济评价方法一、电力系统规划简介电力系统规划是指制定电力系统发展的目标、任务、方案和实施措施的系统性工作。

其主要内容包括电力系统规划目标的确定、电力需求预测和分析、电力资源与能力分析、电力系统方案设计、电力系统的建设和完善、电力系统运行与管理等。

电力系统规划要针对不同的时间尺度,从长远发展、中期实施到短期应急等多个层次进行数据库建设和技术储备。

在规划制定过程中,考虑相关因素,包括环境、资源、技术等,同时根据实际情况采取合理的形式,进行技术调整。

二、电力系统规划的意义电力系统规划可以帮助电力公司或政府有选择地进行投资和建设,保障电力系统的可靠性和稳定性,从而保障国家和人民生活的需要。

另外,电力系统规划可以带来以下好处:•提高电网可靠性:通过电力系统规划,避免电网出现过载或瘫痪的情况,保障电力系统的稳定运行,提高电网的可靠性;•提高电网经济性:有效规划电网建设,避免重复建设,降低电网建设和运行的成本,具有良好的经济效益;•提高电网容量:采用先进的电力系统规划方法,保证电力系统的平稳而高效的运行,提高电网的电量承受能力。

三、电力系统规划的常用方法电力系统规划主要包括以下方法:1. 预测法预测法是通过对历史和现状数据的分析,以及对未来发展趋势的分析,预测出电力需求和供给等基本参数,作为电力系统规划的前提条件。

预测法常用的模型有时间序列模型、回归分析模型和灰度模型等。

2. 等价参数法等价参数法是一种比较直接的电力系统规划方法,主要是对电力系统的基本参数进行一个整体性的确定。

该方法的核心思想是认为电力系统中的各种组成元素(如发电厂、送变电设施等)都有一个等效参数,从而对整个电力系统进行规划。

3. 优化模型法优化模型法是一种用于制定优化规划方案的方法,主要是通过建立数学模型,评价和比较不同规划方案的经济性和效益,最终选定最优方案。

优化模型法中常用的模型有线性规划模型和网络流模型等。

电力系统规划与可靠性

电力系统规划与可靠性

1. 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能力。

具有实用性、科学性和时间性三大特点。

实用性是指可靠性研究和工程实践紧密联系,并为工程实践服务;科学性是指可靠性研究有一套独特的科学理论和方法,而不是猜测和粗略的判断;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、运行过程。

2. 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,未发生故障这一事件的概率,通常称为可靠度。

对于可修复设备,可用率定义为:可修复设备在长期运行中,处于或准备处于工作状态的时间所占的比例。

3. 电力系统可靠性问题的研究有两个方面的目的:一是为电力系统的发展规划进行长期可靠性估计;二是为制定每天或每周运行计划而进行可靠性预测。

4.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,二是增加冗余度。

5. 研究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。

解析法是将元件或寿命的过程模型化,然后通过数学方法进行可靠性分析,计算出可靠性指标;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行统计,得出可靠性指标。

解析法需要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,其计算时间与所关心的系统年限无关,计算速度快;模拟法不需要建立系统的数学模型,而是通过抽随机数的办法模拟实际系统寿命过程,无复杂的公式推导,但计算结果不确定,计算时间与所关心的系统年限有关,计算速度慢。

6. 电力系统规划研究通常包括电源规划和电网规划。

电网规划可进一步分为输电网规划即主网规划和配电网规划两类 。

7. 一般物理系统都可以建立以目标函数为核心,同时具有约束条件的数学模型,在满足约束条件的前提下,使目标函数取得最优值(最大值或最小值)的问题,称为规划。

规划与计划不同,规划是为决策者提供参考和依据,计划是决策者的决定。

电力系统规划与可靠性-4 可靠性基础

电力系统规划与可靠性-4 可靠性基础
1 t lim P t TD t t TD t t 0 t
元件的修复特性及有关指标
根据一些统计数据,电力元件的故障修复时间呈 多样化:架空线路的修复时间TD可近似看成指数 分布,电缆的修复时间则接近于正态分布,其他 元件如变压器、开关…… 为简化元件可靠性研究且不失一般性,仍假定所 有可修复元件的 TD 呈指数分布,修复率 t 近 似为常数
t lim
1 P 在 t , t t 期间故障 t 0 t 1 lim P t T t t T t t 0 t t以前正常
故障率 t 越小,表明元件在时间间隔 t , t t 内发 生故障的频数就越小,反之越大。
当元件开始使用时,完全可靠,故 t=0,R(t)=1, F(t)=0 。
当元件工作到无穷大时间之后,完全损坏,故 t=,R(t)=0, F(t)=1 。
平均无故障工作时间
平均无故障工作时间(MTTF, Mean time to failure) 是寿命的数学期望值
MTTF tf t dt tdR t tR t
f t lim 1 P t T t t t 0 t
以上两个函数之间有如下关系
F t f t dt
t 0
dF t f t dt
密度函数曲线下的总面积等于1
f(t)
F ( t0 )
t0
t
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。
元件和系统
可靠性经典定义: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。 由这个定义可知,可靠性有四个要素: 1、对象 2、功能 3、时间 4、使用条件

电力系统及电力设备的可靠性

电力系统及电力设备的可靠性

能 够容 纳超 大 的规模 ,在 空间上
分布 广域, 并且 所传播 的范 围极 大。 电力设 备 的 可靠 性则 反 映 了 设备 的耐久 性、 可靠 性 以及 实用
性 等特 点。 在本 文 中,在 以 电力 系统 和 电力设 备 可靠 性为 基础 之 上,对 电力 系统 进行 了可 靠 性的
3 . 6评 估 方 法
间、空 间、人员和经费等上达到最好 的效果 。 用两种方法 :分析方法和模拟方法 的可靠性模 ( 3 ) 生产过程 阶段 的可靠性 ,是在生 产制 型。 但由于 计算量 的可变性 以及误差的可能性 , 造阶段来实现 电力设备 的可靠性 ,在电力设备 这两种方法要通过有机结合 ,以此来建立可靠 的制造过程 中,出现 的故 障和偏差 发生缺陷的 的评估模型。
P o we r E l e c t r o n i c s● 电力电子
电力系统及 电力设备 的可靠性
文/ 周磊 柏帆 王伟 军
近 些年 ,逐 渐发 展成 为 超 大 规模 复杂 系统 的 电力 系统 ,已经
预定的时间和条件下 ,以完成预定 的功率传输 首先确定系统故障的标准 ,然后视其情节 轻重 能力 。 电 力 设备的可靠性 ,全面反映 了其耐用 的各 种系统故障 ,以及规 定估计的严重性,同 性 、有 效性 、可靠性 和实 用性等特 点。 时也要 规定能够 反映各种故 障严重程度 的各类 ( 1 ) 可靠性 的设计 ,是通 过设计产 品为可 指标 。 靠性 奠定基 础 , 研 究如何预测和预防各种可能
情况下做 出有效 的控 制,从 而使 整体的设计 目 标得以实现。
3 . 6 . 2 建立可靠性 的信息 管理 系统
通过对 现场 运行 的设 备状态 进 行观察 并 且做好记录 ,用计算机对其进行计算处理后 ,

电力系统及电力设备的可靠性 符宁

电力系统及电力设备的可靠性 符宁

电力系统及电力设备的可靠性符宁发表时间:2018-09-12T10:14:40.157Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第12期作者:符宁[导读] 发电、输电、配电及电力用户构成了完整电力系统的整体,电力设备主要包括。

海南电网有限责任公司琼海供电局海南省琼海市 571400摘要:随着科技信息化的飞速发展,科技是第一生产力。

电力作为经济发展过程中不可或缺的能源之一,电力已成为生产、生活中不可或缺的重要组成部分。

所以,电力系统能否正常、平稳的运行,将对正常的生产、生活带来直接影响,为了保证电力系统能够保持稳定运行,就需要就需要进行可靠而有效的实验,并做好后续的评估与管理,这样才能够确保电力行业快速稳定的发展。

本文主要分析了电力设备运行的可靠性,仅供参考。

关键词:电力系统;电力设备;可靠性;评估;1 导言发电、输电、配电及电力用户构成了完整电力系统的整体,电力设备主要包括,用来将一次能源转换成电能的设备,通过电网将产生的电能进行输送和用来分配到用户终端的用电设备。

电力系统设备是社会经济发展中重要的组成部分,因此,应运用科学技术和理论知识,将电力系统和设备的状态调整到最好,提高工作效率,降低成本。

2可靠性2.1电力系统的可靠性(1)发电系统的可靠性发电系统是电力系统的重要组成部分,只有发电系统的设备完好,在进行发电的过程中供电量充足,输电时安全,才能够顺利地将发电系统供应的电能及时的输送给用电的客户。

另外,发电系统的负荷电量要进行及时的检查,不能出现发电系统因为负荷的原因而造成的供电不足、输电不顺利等发电问题。

只有—个可靠的发电系统,才能构成一个完善的电力系统,成功发电,进而解决供电不足的问题,满足人们的生活以及工业需求。

(2)互联网发电系统的可靠性在经济飞速发展的今天,信息技术十分发达,互联网发电系统的可靠性更是成为电力系统可靠性的重要指标之一。

互联网发电系统,就是用区域电网将发电系统进行联合,这样经过联合的发电系统已经成为了现今社会发电系统的以种发展趋势,因为互联网发电系统不能够运用互联网的特点,将发电系统进行互联,系统的联合有利于加深对发电系统的了解,能够使多个发电系统在发电时,进行相互帮忙、相互促进,达到合作互利、双赢的效果。

电力系统规划与可靠性

电力系统规划与可靠性

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考虑因素(2)
安全性
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Topic 1
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下载 iT 作为电力工程前期工作的重要组成部分,合理的系 统规划是电力系统安全、可靠、经济运行的前提,也是 具体单项电力工程设计建设的方针和原则。文章根据单 项电力工程设计的特点,论述了电力系统规划设计在电 力工程设计中的应用,并对如何开展电力系统规划设计 工作提出经验总结。
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准备阶段
开展工作 电力系统规划设计工作的 实际经验
第一步
第二步
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Picture speaks louder than words
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在进行单项电力工程设计时,其涉及到的系统觃划设计主要内容包括:(1)工 程所在区域的电力负荷预测和特性分析;(2)近区电网电源觃划情况及出力分 析;(3)根据负荷预测和电源觃划结果,进行电力和电量平衡:(4)提出电 力工程接入电网系统方案;(5)对所提方案进行电气计算;(6)分析计算结 果,幵进行方案技术经济比较;(7)为电力设计其它与业提供系统资料。
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电力系统规划与可靠性

电力系统规划与可靠性

静态分析:评估电 力系统的静态稳定 性和安全性
动态分析:分析电 力系统的动态行为 和稳定性
概率分析:基于概 率论的方法,评估 电力系统的可靠性
混合分析:结合静 态、动态和概率分 析的方法,全面评 估电力系统的安全 稳定性
建立安全稳定 控制系统
实施预防性控 制措施
制定安全稳定 运行准则
完善应急预案 和处置机制
安全稳定性是指电力系统在正常运行时,能够承受各种扰动而不发生非 正常响应的能力。
安全稳定性是电力系统正常运行和供电质量的重要保障,是电力系统规 划、设计和运行管理的关键因素。
安全稳定性问题包括电压稳定、频率稳定、暂态稳定和动态稳定等方面, 涉及到电力系统的物理特性和控制策略。
提高电力系统的安全稳定性需要采取多种措施,包括加强电网结构、优 化调度控制、推广智能电网等。
降低运行成本:通 过技术和管理手段 降低电力系统的运 行成本,提高经济 效益。
推广清洁能源:鼓 励使用清洁能源, 减少对化石能源的 依赖,降低环境污 染。
提高设备利用率: 加强设备维护和管 理,提高设备的使 用寿命和可靠性, 降低维修成本。
Part Six
发展趋势:可再生能源在电力系统中的广泛应用,智能化、自动化技术 的不断提升。
需求分析:收集电力系统需 求数据,分析电力负荷和电 量需求
资源分析:评估可用的发电、 输电和配电资源
方案制定:根据需求和资源 分析结果,制定多个规划方 案
方案评估与选择:对方案进 行技术、经济和环境等方面 的评估,选择最优方案
实施与监控:实施规划方案, 并对实施过程进行监控和管 理
负荷预测:根据 历史数据和电力 需求的变化趋势, 预测未来一定时 间内的电力需求。
电压稳定性:评 估电力系统在正 常运行和故障情 况下的电压稳定 性。

电力系统规划与可靠性-5 发电系统规划与可靠性(2011-10)讲解

电力系统规划与可靠性-5 发电系统规划与可靠性(2011-10)讲解

确定备用容量Cr或备用系数r是电力平衡的关键
增加备用容量固然可以改善供电可靠性,但同时 也导致装机容量及投资费用的提高。
如何在可靠性与经济性间作出合理的选择一直是 规划设计和运行调度中的重要问题。
根据我国电力建设的多年实践经验,把电力系统 的备用容量划分为三个部分。
负荷备用、事故备用、检修备用
进行计算。⊿X = 10MW。 由于裕度的范围为120MW到-100MW,故总
共有23个离散点。
表中第三列数字为累积概率Pi*,它表示系统裕 度小于等于Xi的概率
Pi* P X Xi
例如,裕度小于等于50MW的概率为0.792448。由此也可以推知, 裕度大于50MW的概率等于
引水式水电站不会形成水库,多为径流式水电站。 1—引水道;2—原河;3—能坡线;4—厂房
3)混合式
河段ABC有落差HAC。BC段上不宜建 坝,但落差HBC可以利用。
大部分混合式水电站可以进行径流调节。
图3-1-7 混合式水电站 1—坝;2—引水道;3—厂房;4—能坡线
水电站的运行特性
水电站最突出的运行特性是其出力和发电量随天 然径流量的情况而变化。
背压式机组
抽压式机组
火电站的运行特性
火电站的出力与发电量比较稳定。 火电站有最小技术出力的限制。 火电站机组启动技术复杂,且需耗费大量的燃料
、电、化学水。 此外,火电站负荷的调节非常缓慢。 高温高压火电机组不宜经常启停,且只宜承担系
统基荷,并在接近满负荷下运行。 中温中压火电机组在必要时可担任腰荷或峰荷变
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发电系统规划与可靠性
电源结构及其特性分析 发电系统的电力电量平衡 裕度表与可靠性指标 发电机组的可靠性模型 电力负荷的可靠性模型 发电系统裕度表的形成

电力系统规划与可靠性

电力系统规划与可靠性

h
12
绪论 — 电力系统可靠性的概念与研究方法
与可靠性这一概念密切相关的还有可靠度和可用率 (Availability)。一般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,未发生故障这一事力系统可靠性的概念与研究方法
任一元件的故障可能导致系统(串联系统)故障,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,但已经上升到了理论的高度,因而具有非常重要的 意义。第二次世界大战以后,可靠性理论在电子、空间技术以及其它工 程技术领域得到了越来越广泛的应用和发展,并迅速成为一门独立的学 科。
h
6
绪论 — 电力系统可靠性的概念与研究方法
可靠性理论的发展,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理论:任一 元件的故障可能导致系统(串联系统)故障,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。
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绪论 — 电力系统可靠性的概念与研究方法
对于可修复设备,由于故障后还可以修复,再投入工作,且长期经 历着这种循环,所以,除计及设备发生故障的概率外,还要计及故障后
修复的概率,这种情况下的可靠性指标称为可用率,它定义为:可修
复设备在长期运行中,处于或准备处于工作状态的时间所占的比例。
h
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绪论 — 电力系统可靠性的概念与研究方法

电力系统规划与可靠性

电力系统规划与可靠性

电力市场模型
基于市场机制对电力资 源进行分配和调度,以 满足市场需求。
风险分析模型
通过分析各种潜在风险, 制定相应的规划方案, 提高电力系统的鲁棒性。
电源规划的技术指标
电源配置比例 重要性
电网稳定性 影响因素
供电可靠性 评估标准
新能源与传统能源的比较
应用区别
电源规划角度
新能源优点
环保
新能源缺点
不稳定
影响电力系统的可靠性
备用容量
确保电网的稳定运行
变电站规划的未来发展
智能化发展
引入智能设备 提高自动化水平 降低人为干预
绿色可持续
采用清洁能源 提高能源利用率 减少对环境的影响
数字化转型
建设数字化平台 实现在线监测 优化运行管理
灵活性和可靠性
提高系统灵活性 提高系统可靠性 应对复杂变化
变电站规划的概 念
电力系统规划对于国家能源安全和经济发展至 关重要,必须引起足够重视。在现代社会,电 力系统规划不仅关乎国家的基础设施建设,还 直接影响到人们的生活质量和经济发展水平。 只有科学合理的电力系统规划,才能确保电力 供应的稳定性和可靠性。
电力系统规划的挑战
技术创新
环境保护
需要不断引入新技术,提升系 统智能化水平。
● 05
第五章 变电站规划
变电站规划的概念
确定变电站的位置
确定变电站的技术参 数
确定变电站的规模
变电站规划的方法
变电站规划的方法包括负荷流分析、电压稳定分析、 故障模拟等。这些方法能够帮助确定变电站的最佳布 局和设计方案,确保电力系统的正常运行。
变电站规划的技术指标
电压等级
根据负荷需要确定
联络方式

发电系统的可靠性分析及优化

发电系统的可靠性分析及优化

发电系统的可靠性分析及优化随着工业化和城市化的不断发展,电力成为现代社会生活中必不可少的基础设施。

由于电力系统在生产和生活中的重要作用,其可靠性成为人们关注的热点问题之一。

发电系统可靠性分析和优化是电力系统中的重要方向,通过对电力系统各个环节进行评估和优化,提高电力系统的可靠性,确保供电的连续性和安全性。

一、发电系统可靠性分析1.1 可靠性概念可靠性是指系统在规定时期内保持完好性的概率。

通俗地讲,可靠性就是保证系统正常运行的能力,其取值范围为0~1。

1.2 常见的可靠性分析方法可靠性分析方法有很多,例如:故障树分析法、事故树分析法、模糊可靠性分析法、Monte Carlo法等。

其中,故障树分析法适用于对多个元件的系统进行可靠性分析,通过构造故障树进行评估;事故树分析法是一种针对事故原因的可靠性分析方法,用来分析运行过程中可能引起灾难的原因;模糊可靠性分析法是一种用来分析模糊不确定系统的可靠性分析方法;Monte Carlo方法是通过随机数生成器模拟系统随机发生的事件,通过统计随机事件的出现次数和出现概率推算出系统可靠性指标。

二、发电系统可靠性优化2.1 发电系统可靠性评价指标发电系统可靠性评价指标主要包括以下几个方面:(1)ROSA(Reduced Operating Safety Availability)指标:表示当一个元件或设备故障时,电厂需要采取的措施影响到生产和运行的时间。

ROSA指标的作用是评估系统在故障时的可用性。

(2)MTTF(Mean Time to Failure)指标:表示平均失效时间,也就是指,设备从开始运行到发生失效所需要的平均时间。

(3)MTBF(Mean Time Between Failure)指标:表示平均故障间隔时间,也就是指,设备故障之间的平均时间间隔。

(4)MTTR(Mean Time To Repair)指标:表示平均修复时间,也就是指,设备从故障发生到恢复正常运行所需的平均时间。

电力系统规划+++++可靠性评价方法

电力系统规划+++++可靠性评价方法

第5章电力系统规划的可靠性评价方法5.1 概述保证对各类用户的连续可靠供电,一直是电力系统规划设计和运行部门所十分关注的问题,并作为衡量电力系统技术性能的一个重要尺度。

5.1.1 电力系统可靠性的概念在生产、工作和生活等各方面人们都在使用可靠性这一概念对事物进行评价和比较,如某种产品耐用或不耐用,某个人可信或不可信,供电是否可靠等等。

但这种定性的可靠性认识一般只能用在较简单事物的评价和比较上,并且给人的印象是模糊的,缺乏严格的定量标准和科学的分析方法。

随着科学技术的发展,设备和系统的结构越来越复杂,对于复杂的设备、系统和事物,仅仅用定性可靠性评价已不能满足生产和工作的需要,必须用现代科技理论和计算手段进行定量的可靠性分析和计算,才能正确的评价和改善复杂设备、系统和事物的可靠性。

因此,可靠性学科的产生和发展是现代生产技术发展的必然需要,并已逐步成为一门独立的学科,应用于各个技术领域。

所谓可靠性(Reliability,缩写用R表示),是指元件、设备和系统在预定的时间内、规定的条件下完成规定功能的概率。

其中预定的时间是可靠性定义的核心,因为不谈时间则无可靠性而言,但时间长短却因不同元件或研究对象而异。

规定的条件,主要指元件或系统的使用环境、维护方式、操作技术等方面的不同对可靠性造成的不同影响。

规定的功能,通常用元件或系统的各项性能指标来表示,如电气元件的额定功率、电力系统的节点电压等。

如果元件或系统在运行中各项指标达到预定的要求,则称能够完成规定的功能,否则称为丧失功能。

一般把元件或系统丧失规定功能的状态,称为失效或故障。

概率是个数学概念,将可靠性定义为一个概率量便使得元件或系统的可靠性有了可以测度和计算的定量标准,从而实现了数量刻画。

因此,可靠性问题就是在一定规定条件下,研究元件或系统发生失效的统计规律,而概率论与数理统计则是可靠性分析的理论基础。

5.1.2 主要的可靠性指标从可靠性研究的对象而言,元件、设备和系统根据使用过程的不同,分为可修复和不可修复两大类。

电网规划与可靠性优化

电网规划与可靠性优化

电网规划与可靠性优化随着工业化和城市化的高速发展,电力供应的需求也越来越大。

为了确保电力供应的可靠性和稳定性,电网规划和可靠性优化成为了当今电力行业的重要任务之一。

本文将重点讨论电网规划和可靠性优化的相关内容。

首先,电网规划是指根据电力需求和供应情况,综合考虑电力系统的技术、经济和环境因素,制定长期和短期的电力发展规划方案。

电网规划的目标是合理配置电力资源,满足不断增长的电力需求,提高电力供应的可靠性和稳定性。

在制定电网规划方案时,需要考虑以下几个方面:首先,需要综合考虑电力需求的增长趋势。

随着经济和人口的增长,电力需求也在不断增加。

电网规划需要对未来的电力需求进行准确的预测,并根据预测结果来确定相应的电力供应方案。

其次,需要考虑电力资源的合理配置。

电力资源包括传统能源和可再生能源,如煤炭、天然气、核能和太阳能、风能等。

电网规划需要综合考虑各种电力资源的可用性、成本和环境影响等因素,制定合理的电力资源配置方案。

此外,还需要考虑电网的输电和配电能力。

电网的输电和配电能力直接影响电力供应的可靠性。

电网规划需要准确评估现有电网的容量和负载等情况,以及未来的电力需求,并制定相应的输电和配电设备扩容计划,以保证电力供应的可靠性。

除了电网规划,电力行业还需要进行可靠性优化,以提高电力供应的可靠性和稳定性。

可靠性优化是指通过优化电力系统的结构和运行方式,减少故障和停电事件的发生,提高电力供应的可靠性。

可靠性优化的关键是对电力系统进行故障分析和风险评估。

通过对电力系统进行全面的故障分析,可以找出潜在的故障点和薄弱环节,并采取相应的措施加以改进。

风险评估则是评估各种故障事件发生的可能性和对电力供应的影响程度,以便制定相应的风险管理和应急措施。

在电力系统的结构优化方面,可以采取以下几种措施来提高可靠性:首先,实施电力系统的分布式发电。

分布式发电是将发电设备分布在电力系统的各个节点上,减少了长距离输电的需求,降低了电力故障和停电的风险。

电力系统规划与可靠性

电力系统规划与可靠性

绪论 — 电力系统可靠性的概念与研究方法
可靠性和经济性的协调等多方面内容,是一门边 缘学科,具有实用性、科学性和时间性三大特点。所 谓实用性是指可靠性研究和工程实践紧密联系,并为 工程实践服务;科学性是指可靠性研究有一套独特的 科学理论和方法,而不是猜测和粗略的判断;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、运行过程。
电力系统可靠性问题的研究,目的是对整个电力 系统进行可靠性评估。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 割开来进行可靠性研究,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呼。
绪论 — 电力系统可靠性的概念与研究方法
绪论 — 概述
近年来,这一状况正在迅速得到改变,随着电力 市场的形成,为了经济的目的,必然要最大限度地降 低成本和提高系统的安全运行水平,规划与可靠性就 成了不能回避的问题,其研究工作也迅速增多。尤其 在城网规划和地区电网无功优化方面,人们投入了极 大的热情,并随之出现了一批研究成果。为适应形式 的发展,我校电力系统及其自动化专业决定开设电力 系统规划与可靠性课程,并希望以此能提高人们对此 课题的重视。
绪论 — 电力系统可靠性的概念与研究方法
关于可靠性的概念,一般是这样认识的: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能力。可靠性 涉及元件失效数据的统计和处理、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,具有实用性、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究方法
一般来说,解析法需要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 所关心的系统年限无关,计算速度快;模拟法不需要 建立系统的数学模型,而是通过抽随机数的办法模拟 实际系统寿命过程,无复杂的公式推导,但计算结果 不确定,计算时间与所关心的系统年限有关,计算速 度慢。
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i
状态持续时间法的优点:
不仅提供缺电时间期望(LOLE)和电量不足期望(LOEE) 指标, 而且提供频率和持续时间指标。
状态持续时间法的缺点: 模拟中需要大量的CPU 时间 不能用来研究年负荷曲线不完整的情形
注意
用于状态抽样法的抽样数和用于状态持续时间 抽样法中的抽样年数之间的区别
Ti LOEE i 1 Ni
NL Ni
DNSk 0 DNSk 0
(5-8)
2.电量不足期望:
DNSk k 1
(5-9)
式中:NL 是图5-2所示多级负荷模型中的负荷水平分级 数;Ti是第i级负荷水平的时间长度;Ni 是第i 级负荷水 平的抽样数。
注 每一负荷水平的抽样数有时相同,有时不同。一般来说, 意 为了有相同的精度,较低负荷水平需要更多的抽样。
j 1 i 1
NG N L
(5-3)
单位是 式中:Li 是第i级负荷水平; Pi是第i级负荷水平的概率; “兆瓦时 /期间” NL是负荷水平概率表中的负荷水平分级数; Gj是第j级发电容量; Pj 是第j级发电容量的概率; NG是发电容量分级表中的发电容量分级数; T 是负荷持续曲线时间总长度; 注意 不可能使用卷积方法来计算频率和持续时间指标
枚举出这个系统的全部容量等级及其相应的概率,即 发电容量的离散概率分布,示于下表5.1 中:
当发电机台数很多时,发电容量的等级数呈指数增长, 这个表就会变得十分冗长。有两种用于减少发电容量等 级数的主要措施,如下:
1. 使用某个小概率门坎值,从表中去掉概率 小于这个门坎值的所有容量级别。 2. 规定一个合理的发电容量级差,将落入级 差内的容量级别舍入到最接近的一个规定级 别。
j 1 i 1
NG N L
2.卷积法
发电系统风险评估,在数学上就是对发电容量和 负荷这两个随机变量进行卷积运算。
卷积分析方法包括以下四步: 0. 设定发电机元件模型
1. 建立离散发电概率分布
2. 建立负荷离散概率分布 3. 两个分布之间的卷积运算
0).发电机元件模型
采用可修复、两状态模型及参数:MTTR, MTTF , λ ,μ ,f
1).离散发电概率分布
利用状态枚举法可得出发电容量的概率分布。
P1 Q1 P2 Q2 PN QN
P s Qi
i 1
Nf
N N f

i 1
P i

一个系统有两台10 兆瓦和一台15 兆瓦容量的机组, 其不可用率均为0.03。利用式(4-40)得到:
• 多类型新能源发电综合消纳的关键技术 电力系统规划与可靠性
发电系统充裕性可靠性评估
1. 发电-负荷需求系统可靠性概述
发电-负荷需求系统(generation-demand system)常常 被称为发电系统。 评估的内容:评估统一并网
运行的全部发电机组按可接受 标准及期望数量来满足电力系 统负荷电力和电量需求的能力 的度量。 提供的是一个充 裕性总体测度指 标,而不是单个 变电站或负荷点 的指标
L i X k i 1 Li
1. 缺电时间期望:
NL Ni
(5-6)
计算电力不足时,只要将式(5.5)中的Li 应换成Lσi 即可。
指标计算
Ti LOLE i 1 Ni
I k DNSk k 1
(5-7)
其中:
0 I k DNSk 1
若计入负荷的不确定性,可以建立一个广义负荷水平 分级表。通常用正态分布来表征负荷的不确定性。
以7个分段为 例,每一分段 用它的中点, 如图5-3
将表5.2和5.3进行组合,即获得如下表5.4所示的广义负 荷水平分级及其概率。
表中的σk 是标准差 对第k级原 始负荷水 平之比
3).指标计算
当发电容量和负荷水平概率表建立起来以后,即可 用卷积法估计发电系统的风险指标。 缺电时间期望LOLE(Loss Of Load Expectation)
R j PPj PFj PPj R j PPj PF j (5-4) 0 R j PPj
式中:PFj 是停运状态的概率(即不可用率);PPj 是降额状态的概率。
按照发电机的状态确定每台机组的可用容量,从而可 获得系统总的发电容量。
对某一给定的负荷水平,在第k次抽样中的电力不足 DNS (Demand Not Supplied)计算如下:
LOLE Pi PjIij T
j1 i 1
NG N L
(5-1)
单位是 “小时/期 间” 其中:
0 Iij 1
Li G j Li G j
(5-2)
电量不足期望LOEE(Loss Of Energy Expectation)
LOEE PP i j max 0, Li G j T
量化分析发电机随机失效引起的风险。将系统所有可能 状态对应的负荷削减及其发生的概率进行组合,建立起 发电系统风险指标。
发电-负荷需求系统模型
这个模型处理发 电和负荷两个随 机变量,两者均 包括对应各自发 生概率的多级功 率水平
评价目标:确定电力系统为保证充足的电力供应所需的发电容量。 发电容量分为静态和动态;静态-长期-容量,必须满足机组计划检修、非计划
第二步:
在时序的小时负荷曲线上叠加系统发电容量曲线,从 而得到一个系统可用裕度模型。负裕度表明必须削减 系统负荷。叠加过程如下图。
如果需要计入负荷不确定性,则必须用式(5-6)对负荷曲 线按小时逐点修改负荷值,来修改负荷曲线。 但是
如果在该小时点的系统可用容量大于原始小时负荷 加三倍标准差,则这个点被跳过去,负荷曲线上大 多数负荷点都属这种情况。使用正态分布抽样时, 需要修改的大多数负荷点应当靠近修正前的负荷削 减点,如上图5-5 中标有ENS的位置。
2.状态抽样法-非贯序蒙特卡洛
基本思路: 使用状态抽样技术选择发电机的状态,而负荷曲线 仍然利用多级水平模型。 对每台发电机和示于图多级负荷模型中相应的每一级 负荷水平,在[0,1]区间抽取均匀分布随机数Rj。第j 台发电机的状态为:
0 s j 1 2
运行 停运 降额
所以对应于N 个抽样年的风险指标可以下公式估计: 1.缺电时间期望LOLE (Loss Of Load Expectation,小时/年)
1 N LOLE LLDi N i 1
(5-10)
2.电量不足期望 LOEE (Loss Of Energy Expectation,兆瓦 时/年)
1 N LOEE ENSi N i 1
(5-11)
3.缺电频率LOLF (Loss Of Load Frequency,次/年)
1 N LOLF 4.缺电持续时间 LOLD (Loss Of Load Duration,小时/ 次)
LOLD
LLD LLO
i 1 i 1 N
N
i
(5-13)
2)离散负荷概率分布 原始负荷曲线可用如下图(5-2)所示的多级模型 来表示: 负荷水平 级别越多, 模型越精 确
给定负荷水平分级后,就可将各个负荷点分配到最接 近的一个级别,得到一个离散负荷概率分布。就可列 于下表中:
Lk 是第k级 负荷水平
T 是负荷曲线 的时间总长度, Tk 是第k级负 荷水平的时间 长度
概率性的
电力不足概率(LOLP-- Loss of load probability) 电力不足期望(LOLE-- Loss of Load Expectation) 电量不足期望(EENS-Electricity Expectation Not
Satisfied)
故障频率、持续时间
LOLE PP i j I ij T
状态抽样法不可能提供频率和持续时间指标。
3.状态持续时间抽样法-贯序蒙特卡洛
在状态持续时间抽样法中,需要建立一个虚拟 的系统发电容量曲线,并在时序负荷曲线上叠 加得到模拟的运行过程。 第一步:
获取发电机组失效前时间和修复前时间的抽样值,从而 生成每台发电机的运行循环。组合全部发电机的运行循 环即可得到系统发电容量曲线。如下图:
第三步: 计算风险指标
通过对叠加裕度模型的观察,可直接得到每一抽样年i中
发生的缺电次数LLOi (Loss of Load Occurrence); 以小时计的缺电持续时间LLDi (Loss of Load Duration); 以及以兆瓦时计的电量不足ENSi (Energy Not Supplied) 。
m DNSk max 0, Li G jk j 1
(5-5)
式中:Li是第i级水平的负荷;Gjk 是第j台发电机在第k 次抽样中的可用容量;m是系统中的发电机台数。
考虑负荷不确定性
负荷水平Li 是具有不确定性的负荷之均值,其不确定 性用标准差σ i (Li的百分比)表示。用近似逆变换法建 立标准正态分布随机数Xk ,则第k次抽样的抽样值如 下:
检修等因素。用来确定最佳的装机容量。动态---短时---开机方式等运行问题。
系统充裕性指标:发电在额定值和电压水平限度内,扣除由机组计划和非计划停 运造成的降低处理后,向用户提供总的电力和电量需求的能力。
发电系统可靠性指标
确定性的:通常用来衡量系统装机容量充裕度方法的是百分数备用阀或
最大机组备用法,或将两者结合使用。
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