水电站电气主接线可靠性评估_鲁宗相

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水电站电气主接线可靠性评估 王振羽

水电站电气主接线可靠性评估 王振羽

水电站电气主接线可靠性评估王振羽摘要:如今,电能源已经成为人们生活、工作不可缺少的能源之一,发电厂、变电站作为电力系统的核心,主要进行电力输送、配电等。

电气主接线可靠性评估成为电力系统稳定性研究的重要课题。

水电站具有升降荷载快、调峰、调频直接影响电力系统的稳定运行特点,对主接线可靠性评估影响深远。

对此,笔者根据实际案例研究,进一步说明水电站电气主接线可靠性评估影响。

关键词:水电站;电气主接线;可靠性评估在较早以前就有国家进行了水电站电气主接线研究。

1970年已经引入开关操作过程对输电系统的可靠性影响,随后提出断路器的三状态模型进而让主接线可靠性分析转为电力系统的独立分支。

现如今,一些发电厂可靠性评估计算形式得到了运用。

一、电气主接线可靠性评估计算分析现阶段,我国在主接线可靠性研究上多为网络分析形式。

该种方法在分析一些较大元件主接线上具有简便、结果准确符合具体要求特点。

将出现的相通特点视为可靠性评价标准,其结果为出线连通的几率。

对此,笔者以此为依据,选择不同状态模型,也就是在三种状态(正常状态、故障出现但没有切断状态、修复状态)前提下融入计划检修状态。

同时,结合发电厂特点对可靠性评估结果的作用。

二、邻接终点矩阵最小路集分析以往最小路集全部通过搜集形式。

简而言之,首先生成节点支路树。

随后查找最小路后选择对偶图得出最小割集。

不过,该种方法具有较多影响因素限制。

第一,当多个单双向支路共存时,无法有效解决共存的有向网络。

第二,对有单节点构件不能有效处理。

第三,通常仅能够处理单电源点单荷载系统,而应用在多个电源点系统中处理具有一定难度。

对此,通过矩阵技术将其进行优化,得出邻接终点矩阵。

使用该种方法能够提升运算速度。

结合得出的最小路集与节点构件关联矩阵,生成构件最小路集矩阵。

各最小路连接成为矩阵各行,其中包括构件相关位置元素1,剩余元素视作0,使得得出的构件最小路集矩阵中包括该列中全部构件最小路信息。

结合最小路矩阵的列向量公式进而得出系统的最小割集。

浅谈水电站电气主接线可靠性

浅谈水电站电气主接线可靠性

浅谈水电站电气主接线可靠性对水电站的电气主接线进行可靠性评估,能为科学决策提供依据。

本文对多种方案进行了可靠性与经济性相结合来综合比较分析,从而为選择出最优的主接线方案。

标签:水电站;主接线;可靠性引言随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高,电力系统的规模也越来越大。

电力主接线作为水电站运行中最为重要的部分,要保证水电站中电气主接线的运行稳定,就需要选择经济合理、技术可靠的电气主接线系统,才能有效的为我国相关水电站的运行维护提供一个较为科学的决策依据。

1.主接线可靠性分析的基础数据和备选方案本电站位于某流域梯级开发的上游河段,装机容量为930MW,其下游电站装机容量194MW,两电站装机容量共计1124MW,建成后将联合并网运行。

本电站将先建成投产,其外送电方案初步考虑为:通过500kV接入电网,出线回路数1回,初步估计线路长度150~300km。

其下游电站,距离本电站直线距离不超过20km,考虑采用1回220kV线路与本电站相连,在本电站设置500/220kV 联络变压器,接入500kV电网。

此外,在邻近本电站大坝处布置一座生态电站,装机2台,总装机容量9MW,将通过500/220kV联络变压器的第三绕组接入本电站。

本电站装机容量4台,年利用小时数4466h。

结合高压配电装置的选型(500kV 配电装置采用GIS),对发变组接线方式、发电机是否安装断路器以及高压侧接线等要素拟定以下电气主接线设计方案进行技术与经济比较。

备选方案如表1所示。

2.主接线可靠性分析计算2.1主要设备元件可靠性计算参数水电站电气主接线的可靠性计算与设备元件的数据选择密切相关,根据中国水利发电学会主接线可靠性专委会提供的技术资料,有关技术参数,主要元件的可靠性参数如表2所示。

2.2主接线可靠性计算模型电站电气主接线可靠性指标通过综合考虑供电连续性、充裕性和安全性三个方面要求后确定:(1)评价连续性指标。

电站出力受阻概率LOLP;电站出力受阻时间期望LOLE;电站出力受阻频率FLOL;电站出力受阻平均持续时间D。

基于功率预测波动性的风电场多时空尺度调度

基于功率预测波动性的风电场多时空尺度调度

收稿日期:2012-09-01基金项目:国家自然科学基金重大项目(51190100);国家自然科学基金(51077078);国家高技术研究发展计划(“863”计划)(2011AA05A104)通讯作者:鲁宗相(1974-),男,副教授,主要从事电力系统可靠性、风电/太阳能发电并网分析与控制、分布式电源及微电网、能源与电力宏观规划方面的研究;E-mail:Luzongxiang98@tsinghua.edu.cn第27卷第3期2012年9月电力科学与技术学报JOURNAL OF EIECTRIC POWER SCIENCE AND TECHNOLOGYVol.27No.3Sep.2012 基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度技术鲁宗相,闵 勇(清华大学电机系电力系统国家重点实验室,北京 100084)摘 要:中国风电发展已经进入了持续稳定阶段,规模化并网发电成为主流的发展模式。

风电的波动性、随机性突出,而且在不同时间、空间尺度表现出不同的特性,对电网的安全稳定运行产生了深刻的影响.统计分析中国风电的波动性和随机性及风电大规模接入对电网调度的影响,建立电网-波动性电源-可控电源的新型网源协调互动调度运行机制;指出风电功率预测是解决风电波动性影响的关键基础,而将风电功率预测信息纳入调度体系建立新的预控调度技术是实现高比例风电消纳的关键途径.关 键 词:波动性电源发电;风电功率预测;预控技术;多时空调度技术中图分类号:TM72 文献标识码:A 文章编号:1673-9140(2012)03-0028-06Multiple time and spatial scale dispatching techniques ofvolatile energy generation based on power predictionLU Zong-xiang,MIN Yong(State Key Lab of Power Systems,Department of Electrical Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstract:Wind power development in China has entered into a steady stage,and large scale inte-gration into bulk power gird becomes the mainstream of development model.Wind farms haveprominent features of variability and randomness,and these characteristics vary at different timeand spatial scales.The variability and randomness of Chinese wind farms were analyzed is this pa-per.The impaction of large scale wind power integration to the bulk power grid was also ana-lyzed.A new renewable energy dispatching operation mechanism among the variable generation,traditional controllable generation and power grid was established.It was pointed that wind pow-er prediction is a key issue to address the impact of wind power fluctuations,and new dispatchingoperation and control scheme based on prediction information is the critical path to achieve highpenetration level of wind power consumption.Key words:variable generation;wind power prediction;prediction based control technique;multi-ple time and spatial scale dispatching techniques 智能电网这个概念从诞生开始就被赋予一个重要的使命,即提高电网对波动性的可再生能源的接纳能力,从而实现对化石燃料发电方式的替代,实现环保、节能的综合目标.近年来,风电/光电作为可再生能源,随着技术的日趋成熟,在国内外发展迅猛.2012年8月,中国并网风电装机5 258万kW,已取代美国成为世界第一风电大国.但是,由于风电/光电具有随机性、波动性的特点,难以控制,电力系统在实现最大程度吸纳间歇式能源的同时,其安全稳定运行面临着巨大的挑战,如何有效地控制风电/光电成为困扰全世界的难题[1-2].将风电的影响纳入电网调度运行成为研究热点.文献[3]提出将风电与系统运行和减排CO2等问题结合起来建立综合效益评估模型,文献[4]提出在风电场控制中引入调度员指令的影响,文献[5]在风火联合系统的机组组合和调度运行中考虑了风电的影响,文献[6]讨论了高比例风电系统的机组组合与备用容量优化问题,文献[7]总结了波动性电源在多时间尺度的波动性、随机性特点.中国学者也提出了大型集群风电有功智能控制系统监控软件设计方案[8]和含风电电网的调度自动化系统设计方案[9].针对风电/光电的随机性、波动性特点,建立预测预控的可再生能源调度新模式成为电网运行的未来趋势.所谓预测,即在传统负荷预测的基础上,增加可再生能源的发电功率预测,从而建立未来某运行时段的电源和负荷的预测数据集作为电网运行的依据;所谓预控,即建立基于预测数据集的预想性运行方案和控制策略.此外,考虑到风电/光电的能量密度低,场站覆盖地域较传统火电厂要大很多,必须考虑其空间地域影响和不同时间尺度的影响.因此,建立基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度体系,是含较高比例可再生能源发电的未来电网调度的发展趋势.1 中国风电的波动性和随机性统计分析 中国按照“建设大基地、融入大电网”的方式,推进风电的规模化发展,逐步形成了甘肃酒泉地区、新疆哈密地区、河北北部、吉林西部、内蒙西部、内蒙东部、江苏东部、山东等8个千万kW级风电基地.大规模风电接入电网后,在向电网提供清洁能源的同时,有功出力的波动性、不可控性也给电网的运行带来的巨大压力.1.1 风电的年变化特点以华北京津唐地区为例,风场各个月的发电量如图1所示.图1 2010年1月-2011年8月华北风电月发电量Figure 1 Monthly generated energy of wind farms inNorth China during 2010,01-2011,08可以看到,风电出力具有很强的波动性与随机性,风电容量变化具有明显的季节性,与风电总装机容量相比存在比较大的差距.一般在夏季(6-9月),风电发电量偏低,而其他季节风电发电量较高,需要说明的一点是,冬季(2月)受限电因素干扰,风电发电量反而降低.1.2 风电的日变化特点风速随昼夜的更替产生有规律的变化,白天气温高,夜间气温低,风速也随着气温的升降而不断变化.风机处于近地面层,正常的风速日变化是午后最大,此后逐渐减小,到清晨最小,日出后风速又随着增强,白天风速变化较夜间快的多,所以风速时间序列在一定程度上表现出日周期性.文献[10]给出了中国6大风电基地在2009年1,4,7和10月份日出力变化情况,如图2所示.1.3 风电的反调峰特性由于风电日变化的特殊性,大容量风电并网运行后给系统调峰也带来了较为明显的负面影响,主要体现:①大规模风电接入导致电网等效负荷峰谷92第27卷第3期鲁宗相,等:基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度技术 差变大,客观上需要增大调峰容量;②风电的反调节特性进一步加大了对系统调峰容量的需求.调峰问题是制约中国风电大规模并网的主要矛盾之一.如目前中国风电所占比例最高的吉林电网,调峰问题突出.在冬季夜间的低负荷、大风时段,风电出力大,电网调峰困难,被迫限制风电出力.某地区风电分别起反调峰(峰谷差增加)和正调峰(峰谷差减小)作用时的风电出力以及负荷、净负荷波动曲线分别如图3,4所示.□1月△4月◇7月○10月容量可信度0.10.20.30.40.50.60.71.0容量可信度0.10.20.30.40.5时间21∶300.018∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30(e )酒泉时间21∶300.018∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30(f )哈密□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△0.80.9□1月△4月◇7月○10月容量可信度0.20.30.4容量可信度0.10.20.30.40.50.60.7时间21∶300.118∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30(d )江苏时间21∶300.018∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30(c )河北□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△□1月△4月◇7月○10月□1月△4月◇7月○10月容量可信度0.10.20.30.40.50.60.70.8容量可信度0.10.20.30.40.50.60.70.8时间21∶300.018∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30(b )蒙西时间21∶300.018∶3015∶3012∶3009∶3006∶3000∶3000∶3003∶30(a )蒙东□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△□□□□□□□□□△△△△△△△△◇◇◇◇◇◇◇◇◇○○○○○○○○○△□1月△4月◇7月○10月□1月△4月◇7月○10月图2 6大风电基地2009年典型月份的风电日出力曲线Figure 2 Daily wind power output curve of 6wind zones during typical months in 2009功率/M W2000功率/(×104M W )3.03.54.015001000500时间/h(b )风电出力曲线2.52015100255(a )日负荷、净负荷曲线2015100255时间/h原始负荷曲线净负荷曲线图3 风电起反调峰作用的典型日负荷、净负荷、风电出力曲线Figure 3 Typical daily load,net load and wind power output curves while windfarms have active effect on peackload regulation of system opeartion03电力科学与技术学报 2012年9月功率/M W3000功率/(×104M W )3.03.54.020001000时间/h(b )风电出力曲线2.52015100255(a )日负荷、净负荷曲线2015100255时间/h原始负荷曲线净负荷曲线图4 风电起正调峰作用的典型日负荷、净负荷、风电出力曲线Figure 4 Typical daily load,net load and wind power output curves while windfarms have passive effect on peackload regulation of system opeartion 1.4 相关性与平滑效应为衡量风电的波动,定义风电出力变化率(波动率)为风电出力变化占风机额定容量的百分比,即ρ%=P(t+T)-P(t)Pbase×100%.(1)式中 ρ%表示风电出力变化率;P(t+T)表示t+T时刻的风电出力;P(t)表示t时刻的风电出力;Pbase表示风机额定容量,对于不同的时间尺度,T对应不同的数值.华北某风场内风机输出功率波动绝对值的累加概率分布如图5所示.概率分布1.00.10.20.30.40.50.60.70.80.90.000秒级功率变化率0.00.0050.0100.0150.0200.0250.0300.0350.0400.0450.050图5 风电功率波动率绝对值的累加概率分布Figure 5 Cumulative probability distribution ofvariable ratio absolute value of wind power从图5中可以看到,随着风机数量的增加,对于同一出现概率,相应的秒级功率变化率减小,说明随着风机数量的增加,总体出力波动性减弱.随着风电装机容量的增加以及分布区域的变广,风电出力的平滑效应使得总体波动减弱,这是中国内陆并网风电基地的一般性统计规律.2 风电大规模接入对系统调度的影响分析 1)从电力系统运行观点看,风力发电与常规发电的不同主要原因[11].①风力发电的风资源不稳定,而常规发电厂的煤、油、气、水及核燃料供给相对比较稳定.②单台风力发电机容量较小,其有功和无功功率输出调节控制比较困难,特别是受风条件的限制,一般不能进行增加功率输出的调节;常规发电厂的有功和无功功率输出可在大范围内灵活调节.③风电可以预测,但风电的预测难度大,且预测精度不高,会使电力系统中机组出力的最优分配复杂化.④系统中不稳定的风电的增加,电网备用也要增加.电网中无风电接入时,负荷消耗功率由常规机组承担,系统备用仅需考虑负荷的波动;有风电接入时,负荷消耗由常规发电机组和风力发电机组共同承担,系统备用除了考虑负荷波动还要考虑风电的波动,结果可能两者相加或相消.2)在不同时间尺度上,风电的接入都会给常规调度运行工作带来影响.①在日内尺度上,大规模风电接入导致AGC调节容量需求难以确定,系统调频难度增加,电压波动范围增大.②在日前尺度上,间歇式能源需优先调度,常规电源日前计划曲线难以有效执行.此外,系统备用容量难以优化,若备用容量太大导致机组负荷率低,间歇式能源接纳能力低;若备用容量太小,系统安全可13第27卷第3期鲁宗相,等:基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度技术靠运行受到威胁.③在中长期尺度上,由于间歇式能源长期发电量不能准确预知,常规电源年、季、月度发电量计划不确定度增大,而常规电源检修安排优化则相应受到影响.因此,现有调度技术支持系统难以全局优化最大限度消纳间歇式能源,需要充分考虑风电大规模接入后电网-波动电源-(传统)可控电源之间的新型“网源协调”调度机制.3 电网-波动电源互动调度运行机制基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度技术,核心是适应中国风电大规模开发利用的技术思路,形成智能电网体系下的电网-波动电源互动运行机制,具体包括功率预测和预控调度两方面.3.1 多尺度风电功率综合预测及其关键技术1)风电功率预测是新型网源互动调度运行机制的技术基础.多尺度风电功率综合预测的3个核心技术功能:①风资源多时空分布特性分析.主要功能是对风电随机性、空间聚集效应进行统计分析,掌握风资源变化规律.②数值天气预报(Numeric Weather Predic-tion,NWP).主要功能是基于微气象学的物理模型,预测风资源变化趋势.③风电机组/风电场风转电功率模型.这部分是沟通风资源特性与风电出力特性的桥梁,初期可根据风机设备厂商提供的标准曲线开展分析,但随着运行周期加长,应当根据实际风电场运行情况建立风场的风电功率特性曲线.风电功率预测在电力系统的规划、计划、调度各个时间尺度都具有关键的作用.电力系统规划/计划/调度功能对风电功率预测的时长、区域和分辨率要求如表1所示.表1 风电功率预测在新能源调度系统不同功能中的功能指标要求Table 1 Function requirements of wind power prediction in differentoperation functions of new energy dispatching system用途类型预测时长分辨率预测范围精度要求调频功率1~6h15min全网很高阻塞管理功率1~6h15min区域很高调峰/发电计划功率24~48h1h(1 5min)全网/区域高运行方式/检修计划功率(峰谷值)1a—全网较高电网规划电量数年~数10年—全网较高 2)风电功率预测的5项关键技术:①风资源数值模拟及降尺度技术.着重解决空气动力学方程建模及其降维问题.②数值天气预报同化技术.着重解决动力学方程组初值场问题.③风电集群时空效应建模.着重解决风电功率的随机特性和风电场多风电机组的时空聚集效应.④多预测模式集合优化技术.着重解决高维动力学方程组的初值场混沌问题,通过综合预测方式来提高预测精度.⑤预测误差模型及综合评价体系.着重通过后评价形成预测技术闭环体系,提高预测精度.3.2 基于预控的多时空尺度调度及其关键技术多时空尺度调度的核心在于时间、空间和目标3个尺度的协调优化.从时间尺度而言,要覆盖日内、日前到中长期的全过程;从空间尺度而言,要兼顾风机单机到风电场,到场群的波动特性积聚效应,在地区、省级和地区电网实现网源协调;从目标尺度而言,要兼顾调频安排、备用容量的优化,减少弃风弃光,提高可再生能源电源的消纳能力.而采用预控技术,即将风电功率预测信息纳入常规调度技术和控制策略中,例如:日前机组组合、AVC、AGC等,从而有效降低风电波动性的影响.基于预控的多时空尺度调度的5项关键技术:①特性机理.着重研究波动性能源发电监测技术、运行特性及影响机理.②模型方法.着重研究波动性能源发电多时空尺度调度策略与模型方法.23电力科学与技术学报 2012年9月③消纳体系.着重研究波动性能源发电多区域逐级消纳框架体系与协调决策技术;④仿真研究.着重研究波动性能源发电多时空调度决策仿真技术;⑤调度技术支持系统.包括实时监测系统、发电调度模型、分析方法及决策支持系统.4 结语中国风电/光电等波动性能源发电的大规模并网,其波动性、随机性与传统电源具有完全不同的变化特性,给电网的调度带来了深刻的影响.建立基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度体系,是含较高比例可再生能源发电的未来电网调度的发展趋势.多尺度风电功率综合预测技术是关键基础,而基于预控的多时空尺度调度关键技术是关键途径.参考文献:[1]朱凌志,陈宁,韩华玲.风电消纳关键问题及应对措施分析[J].电力系统自动化,2011,35(22):29-34.ZHU ling-zhi,CHEN Ning,HAN Hua-ling.Key prob-lems and solutions of wind power accommodation[J].Automation of Electric Power Systems,2011,35(22):29-34.[2]Yuri V Makarov,Clyde Loutan,Jian Ma,et al.Opera-tional impacts of wind generation on california powersystems[J].IEEE Transactions on Power Systems,2009,24(2):1 039-1 050.[3]Eleanor Denny,Mark O’Malley.Wind generation,powersystem operation,and emissions reduction[J].IEEETransactions on Power Systems,2006,21(1):341-347.[4]Rogério G de Almeida,Edgardo D Castronuovo,J A Pe-cas Lopes.Optimum generation control in wind parkswhen carrying out system operator requests[J].IEEETransactions on Power Systems,2006,21(2):718-725.[5]Bart C Ummels,Madeleine Gibescu,Engbert Pelgrum,etal.Impacts of wind power on thermal generation unitcommitment and dispatch[J].IEEE Transactions on En-ergy Conversion,2007,22(1):44-51.[6]Aidan Tuohy,Peter Meibom,Eleanor Denny,et al.Unitcommitment for systems with significant wind penetra-tion[J].IEEE Transactions on Power Systems,2009,24(2):592-601.[7]Erik Ela,Mark O’Malley.Studying the variability anduncertainty impacts of variable generation at multiple ti-mescales[J].IEEE Transactions on Power Systems,2012,27(3):1 324-1 333.[8]王阳,李晓虎,许士光,等.大型集群风电有功智能控制系统监控软件设计[J].电力系统自动化,2010,34(24):69-73.WANG yang,LI Xiao-hu,XU Shi-guang,et al.A 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水电站电气主接线可靠性评估

水电站电气主接线可靠性评估

水电站电气主接线可靠性评估发表时间:2015-10-15T16:02:53.437Z 来源:《工程建设标准化》2015年6月作者:邓祎[导读] 黑龙江水运建设发展有限公司,黑龙江,哈尔滨,150026 本文重点对水电站主接线可靠性评估的相关问题进行详细的探讨,供相关技术人员参考。

(黑龙江水运建设发展有限公司,黑龙江,哈尔滨,150026)【摘要】水电站电气主接线是电站安全性非常重要的内容之一,我国很多小型水电站由于缺乏相应的可靠性评估,常常导致安全事故的频发。

本文重点对水电站主接线可靠性评估的相关问题进行详细的探讨,供相关技术人员参考。

【关键词】水电站;主接线;可靠性;评估一、前言水电站电气主接线关系到电力负荷问题,一旦出现了事故会导致整个水电站的生产受到巨大的影响,本文针对水电站主接线的可靠新进行了详细的分析,并提出了相关的提高主接线可靠性的措施。

二、水电站主接线可靠性定义和意义1、可靠性的基本定义定义可靠性时,主要是根据概率来表示。

由于可靠性的定义尚且存在诸多争议,经过了几次修改,目前还没有一个较为统一的定论。

在1982年,我国颁布了《可靠性基本名词术语和定义》,其中将失效定义为:产品丧失了规定的使用功能。

同时也将可修产品称为失效;而对可靠性的定义是:产品在规定的时间以及规定的条件下,完成规定功能的能力。

这个定义只是一般性定义,没有任何定量的表示,因此可以说定量标准极其不严格。

实际上,只有确定了可靠性的定量定义之后,才能对可靠性提出明确的规定和要求。

所以,往往将失效定义为:产品、系统等制定其规定使用功能的终止概率;可靠性定义为:产品以及系统等在规定的条件下、规定的时间内,完成其规定功能的概率。

用“概率”定义失效和可靠性,用定量的概率值来衡量可靠程度,这便促使可靠性的定义有了计算的定量标准。

2、水电站电气主接线故障的常见问题发电机的主接线的可靠性分析基本上是以系统故障为中心,这便需要加强对发电机主接线系统的常见故障内容的详细分析,强化对发电机主接线系统故障对系统运行影响程度的深入研究。

动车牵引电气主接线的可靠性评估

动车牵引电气主接线的可靠性评估

动车牵引电气主接线的可靠性评估摘要:电气主接线可靠性的研究可分为规划可靠性和运行可靠性,规划可靠性是基于不变的元件可靠性参数来计算系统的可靠性指标,这种评估方法是以离线方式对电气主接线系统的几种运行方式进行分析比较,从而选出最佳的运行方案为规划人员提供决策依据,是一种预测性的评估。

而运行可靠性则是以设备运行状态为基础,以在线的方式对系统的可靠性进行快速评估,为运行调度人员提供决策依据。

关键词:可靠性评估;电气主接线;最小割集1.电气主接线安全评估内容与步骤1.1评价内容变电所电气主接线可靠性评估,是依据构成主接线的电气设备可靠性数据和系统网络拓扑结构,进行数学评估,建立其可靠性模型,通过可靠性计算,来定量论证主接线的可靠性和经济性,使得主接线的设计、运行、检修等工作,建立在更加科学的基础上,通常对主接线可靠性的评估计算,包括以下主要内容:(1)通过主接线元件的可靠性数据和系统网络结构,来预测主接线的可靠性,并作为设计和分析主接线的依据;(2)对不同的主接线方案进行可靠性指标的综合比较,提供可靠性评估的概率性定量指标,作为选择主接线最优方案的依据;(3)对已经在运行的主接线,寻求可能的供电通道,来选择最佳运行方案;(4)寻找主接线的薄弱环节,以便合理安排检修计划和采取相应对策等;(5)开展主接线的定量评估,为合理简化工程接线提供依据,充分发挥主接线可靠性技术在工程设计中的辅助作用。

在设计阶段,主接线可靠性评估的主要工作,是通过采集的设备可靠性参数,评估不同备选主接线方案的可靠性水平,并结合经济性评估的指标,综合选择最优的方案。

在运行阶段,主接线可靠性评估的主要工作,是通过对设备运行记录的统计评估,得到站内设备的可靠性参数,结合不同的运行方式,评估主接线在不同运行条件下的可靠性水平,并为运行决策提供辅助决策信息。

1.2评价步骤对变电所电气主接线可靠性进行评估时,一般假定某一电源为起点,且假定电源点完全可靠。

浅谈水电站电气主接线可靠性

浅谈水电站电气主接线可靠性
科 学 论 坛
I ■
浅谈 水 电 站 电气 主 接 线 可 靠 性
党 琦
6 6 5) 140 ( 四川宝 兴兴源 实业有 限 责任公 司
[ 摘 要] 电站 电气 系统 的可靠 性对 是 电力 系统可靠 性 评估 的重要 组成 部分 。本 文介 绍了 水 电站 电气主接 线 可靠性 评估 的 发展过 程 , 水 以及不 同 的电气 主 接 线可 靠性 计算 方法 , 析 了影响水 电站 电器 主接 线可靠 性评 估的 因素 。 并分 [ 词] 电站 电力系统 电气主 接线 可 靠性 关键 水 中图分 类号 : V 5 T 7 文献 标识 码 : A 文 章编 号 :0 9 lX(O2o~ 02 0 l0—94 2 1)3 0 9— l
算 法 的准确 性与 代表性 的 同时 , 简化计 算模 型的 目的 。 由于对 电力 系统 内部 的 元件 事 件及 关系分 别进 行了建 模 , O法 能够 准确的 反映 出 电力系统 内部 的 G 运行 情 况, 终得 出 电气主接 线多种 可靠 性的指 标 , 最 具有 计算 简便 、结果 准确 的特 点 , 提升 水 电站电器 主接 线 可靠性 评估 的科学 性有 着 重要 的意 义。 对 3 影 响水 电站 电气 主接线 可 靠性评 估的 因素 3 1开 关操作 模拟 对 电器 主接线 可靠性 计算 的影 响 . 水 电站 电气 主接 线的 E常 运行 中 , t 需要涉 及到众 多较为 复 杂的开 关操作 , 而 这些操 作之间往 往有着一 定的联 系 , 很难用数学语 言进 行描述 , 以说 , 可 能否 将 电气主接 线开 关操作及 其关系 准确的利 用数字模 型模拟 出来 , 是保证 水 电站 电力主 接线 可靠性 计算 结果是否 具 有代表性 的 关键 。在 对 电气主 接线 可靠 性 进 行计 算的 过程 中, 当准确 的分 析母 线与断路 器的 动作模 式 与故障 原 因, 应 并 与计算 所得 的结果进 行对 比, 得到 全部开 关操作 的停 运时 间 , 并将 常开开 关 作 为与常闭开关对应的替代设备, 简化计算的过程, 并提高计算的准确性。 3 2 水 能对水 电站 电气 主接线 可靠 性计算 的影 响 . 由于水 电站 不同于 传统的火力 发 电站 , 其运行 的状 况需 要依靠 水能的供 应 来决 定 , 因此 ,在对 水电站 电气 主接 线的可靠 性进 行计算 时 , 也需 要考 虑到 水 能 的影响 , 引入 代表 当地 水文状 况与 水能 特点的概 率 函数 , 以当年的 水 文状 并 况 作为依 据 , 函数 进行 适 当的修正 , 对 以便将 水能的 影响纳 入到 电气 主接 线可 靠 性的计 算 当中 , 提高运 算的 准确性 与 代表性 , 确保计 算 的结 果能够 科学 的反 应 出水 电站 运行 的特 点 , 以便于 对水 电站 电气主接 线的可靠 性做 出客观 准确 的 评价 , 并有针 对性 的采取 合理 的措 施来 提高水 电站 的供 电质 量 。

浅析电厂增效扩容后遗留问题及解决办法

浅析电厂增效扩容后遗留问题及解决办法

浅析电厂增效扩容后遗留问题及解决办法发表时间:2017-11-22T16:18:29.703Z 来源:《电力设备》2017年第19期作者:梁祖乃[导读] 摘要:泉水水电厂增效扩容后提升了经济效益,同时导致了机组温度过高、电缆容易过热、维护难度等问题,公司技术人员通过对问题的分析,提出多种解决方案。

(广东韶关乳源泉水电力公司广东省韶关市 512700)摘要:泉水水电厂增效扩容后提升了经济效益,同时导致了机组温度过高、电缆容易过热、维护难度等问题,公司技术人员通过对问题的分析,提出多种解决方案。

改造后环境、经济、效率、安全等问题进行了有效的改善,实现了绿色、节能、高效等多重效益。

关键词:电厂;扩容;过热引言泉水水电厂于1980年正式投产发电,厂房位于乳源县东坪镇境内南水水库末端,拦河拱坝则在其上游约10km处的龙沟咀,其水源来自于广东省乳源县境内南水水库上游的支流汤盆水,该厂总装机容量为4×6MW=24MW,设计水头225m,单机流量为3.2m3/s。

大坝正常蓄水位447m,发电尾水位214.0m。

工程枢纽主要建筑物包括水库大坝、引水隧洞、调压井、引水明管、地下发电站厂房和升压站。

有效的将自然资源综合利用。

泉水水电厂在经历了三十多年的运行发电之后,因为建设时间以及建设水准问题,为了解决了受当时制造条件的制约投产初期水轮机效率为85%左右,经过多年的使用,问题较多,第一:水轮机转轮及过流部件磨损、空蚀比较严重,停机时水轮机渗漏水比较严重导致机组转轮效率差,噪音大。

第二:辅助设备存在自动化程度低,设备设施陈旧问题。

第三:主变压器及发电机设备较现行设备落后,存在绝缘老化问题,励磁设备、控制保护屏柜、高低压开关设备、电厂监控系统老化且技术落后,运行不稳定。

为解决上述问题同时响应国家水电增效扩容梁祖乃(1983-)男电气设备维护与管理的优惠政策,泉水水电厂进行了增效扩容的改造。

在完成增效扩容后,扩大了机组装机容量,提升了辅助自动化程度,较好的实现了经济效益,基本达到了改造预期,然而改造带来的有利结果下也带来了许多新的问题。

大型(变)电站电气主接线可靠性综合分析系统

大型(变)电站电气主接线可靠性综合分析系统

大型(变)电站电气主接线可靠性综合分析系统摘要:在综合电力系统可靠性原理以及数据库技术的基础上,进一步开发了关于大型电站电气主接线可靠性评估系统。

这一种系统它主要是基于N+2状态的MARKOV模型,这就使得它能够在一定的程度上对电站电气主接线的各项指标开展计算和统计,并且能够实现对系统可靠性指标对元件可靠性参数的敏感分析。

因此,在本篇文章中,我们主要是简单的探讨大型变电站电气主接线可靠性综合分析系统。

关键词:大型变电站;电气主接线;综合分析系统;前言:对于这一种系统而言,它具有查询、计算以及功能设计等功能,进而帮助电站的建设、运行提供一定的决策依据。

并且,在实际的过程中,这一种系统已经被我国用作于诸多电站中,并且取得了良好的效果,这就使得它具有姣好的实用价值。

一综合分析系统概述发电厂的主要电气连接是电力系统布线的重要组成部分,它负责收集发电厂发电能量并将其发送到电网的重要任务。

其结构直接影响输配电设备的布局,继电保护的配置,自动装置的选择和控制方式,对电力系统运行的可靠性有重要影响。

如何正确,有效地评估主接线的可靠性已成为电力系统可靠性研究的重要领域之一。

在1970年的时候,国外学者Endrenyi首次提出了断路器的三态模型,这就在一定的程度上使的主接线研究的可靠性进入了一个新的阶段。

从那时起,许多学者进行了许多探索,进而使主配线的研究越来越完善。

在1980年代初期,国外学者Billinton和Allan在研究发电和输电组合系统的可靠性时考虑了主要接线故障的影响,采用三态模型对电站进行了可靠性评估。

自从前苏联学者引入表格方法以来,除了进一步改进表格方法外,还有许多新的研究方法,例如最小路径方法,蒙特卡罗方法,状态空间方法,停运表格方法,智能仿真方法,专家系统方法等等,这一些方式都对该模型进行了一些初步的讨论。

另外,通过使用表格法过程中,它能够来反映断路器的各种故障模式,获得可靠性等效模型。

且基于马尔可夫过程的基本理论,提出了一种改进的变电站主线路可靠性评估的频率持续时间方法。

水电站电气主接线可靠性计算

水电站电气主接线可靠性计算

水电站电气主接线可靠性计算崔巍,卫志农,周丽华河海大学电气工程学院,南京 (210098)E-mail :cw053060@摘 要:对水电站电气主接线进行可靠性计算,能为水电站的电气主接线选择提供依据。

本文考虑继电保护及自动装置对可靠性的影响,对断路器模型进行修正。

此外,还分析了水能在水电站电气主接线可靠性计算中的影响。

最后,通过算例验证了该模型的有效性。

关键词:可靠性计算;电气主接线;断路器;水能 中图分类号:TM 7321.引言可靠性计算,对提高电站在电力系统运行的安全性、减少停电损失及充分发挥电站的效益都有十分重要的理论意义和现实意义。

水电站电气主接线可靠性计算是指对电气主接线的供电连续性、充裕性和安全性进行评估。

水电站由于其增减负荷速度快的运行特点和在整个系统中的调峰、调频作用,对系统的经济运行有重要影响,因此其主接线可靠性计算具有重要的意义。

对电气主接线的研究,首先是研究元件的模型。

1971年Endrenyi 等提出了断路器的三状态模型[1],即正常状态、事故发生但尚未切除状态以及事故切除后修复状态。

随后,有学者提出元件的四状态模型,即在三状态模型的基础上增加了计划检修状态。

1997年,在分析传统三状态模型的缺陷后[2],Billinton 提出了一种广义n+2状态系统的马尔可夫模型[3]。

本文首先给出一系列可靠性指标和计算公式,接下来给出用最小割集方法计算主接线可靠性的流程图,然后分析考虑继电保护及自动装置影响的断路器故障模型,最后分析水能对水电站主接线可靠性计算的影响。

2. 可靠性指标和计算公式评价发电机组、出线运行可靠性的指标[4]有:故障率λ,期望年停运时间U ,平均故障持续时间D 。

∑∈=Li iλλ (1)∑∈⋅=Li ii r U λ (2)λUD =(3)式中,L 为导致发电机组、出线停运的事件集合,i λ为故障率,i r 为由i λ引起的导致发电机组、出线停运的时间。

配电网络的可靠性与鲁棒性分析

配电网络的可靠性与鲁棒性分析

配电网络的可靠性与鲁棒性分析随着社会的不断发展,人们对电力的需求越来越高,电力系统的可靠性和鲁棒性变得越来越重要。

特别是配电网络,作为电力系统的最后一道防线,其可靠性和鲁棒性直接关系到我们的生活和工作。

本文将对配电网络的可靠性和鲁棒性进行分析,探讨其中的关键技术和方法。

一、可靠性分析配电网络的可靠性是指在给定的时间段内,正常供电的概率。

可靠性分析可以帮助我们评估配电网络的供电能力,并为避免电力中断和修复提供重要的依据。

1. 可靠性评价指标常用的可靠性评价指标包括故障发生频率、平均停电时间和平均修复时间等。

故障发生频率是指在一定时间内发生的故障次数,通常以每千公里每年的故障次数来衡量。

平均停电时间是指每次故障所引起的平均停电持续时间,其单位一般为分钟。

平均修复时间是指每次故障所需要的平均修复时间,单位为分钟。

2. 可靠性改进方法为提高配电网络的可靠性,可以采取以下方法:2.1 设备升级和改造:通过更换老化设备、增加备用设备或采用新的技术手段,可以有效降低故障发生的概率。

2.2 线路优化布置:通过优化线路布置,减少线路长度,增加供电路径,可以减少故障的发生和传播。

2.3 智能化运维:引入智能化装置和监控系统,及时发现故障并快速修复,提高故障处理的效率。

二、鲁棒性分析配电网络的鲁棒性是指在面对外部干扰或内部故障时,系统能够保持正常运行并尽量减少故障损失。

鲁棒性分析可以帮助我们评估系统的脆弱性和抗干扰能力,提高系统的稳定性和可持续性。

1. 脆弱性分析脆弱性是指系统在面临外界干扰或攻击时,产生的不可预测的、严重的或难以恢复的损失。

脆弱性分析可以帮助我们确定系统中的薄弱环节,并采取相应的防范措施。

2. 抗干扰能力评估抗干扰能力是指系统在遭受外界干扰时,能够保持正常运行并尽量减少损失的能力。

抗干扰能力评估可以帮助我们选择合适的鲁棒控制策略和应急调度方案。

三、可靠性与鲁棒性分析的方法和技术为进行配电网络的可靠性与鲁棒性分析,需要借助一系列的方法和技术。

电气主接线可靠性评估研究

电气主接线可靠性评估研究

电气主接线可靠性评估研究作者:刘超贺淘来源:《科学与信息化》2019年第02期摘要在电力系统的发展过程中,电气主接线是非常关键的一个部分,对于电气主接线的可靠性进行定量分析是非常重要的,把元件故障通过主动故障与被动故障进行分析,能够直观地对其可靠性和经济性水平进行研究。

鉴于此,本文将对电气主接线的可靠性评估进行研究。

关键词电气主接线;可靠性;评估对于主接线的可靠性进行评估包括的元件种类非常多,主要有发电机组和输电线路以及升压站的设备,例如变压器和断路器、母线等。

多数情况下,因为丧失了元件长时间的统计数据和其他条件所带来的限制,部分元件的可靠性参数很难被确知。

除此之外,主接线的经济模型当的经济参数会出现一定的改变,不利于规划设计环节的可靠性评估和方案的优化。

1 电气主接线的可靠性研究现状我国计算电气主接线的可靠性方法,一般运用的都是具有逻辑性的表格法和网格法等。

对于逻辑表格法而言,其在理论上并没有不独立的计算模型的元件,同一元件的故障时间会由于条件不同导致很多困难出现。

然而该方法的运用,对于计算机的编程序不利,现阶段基本上更是手工计算的环节。

就网格法来说,主要是把实物系统向逻辑方块图进行简化,之后,按照逻辑方块图与供电的可靠性判据,计算出电源至负荷点间存在的系统工作的函数,然后对可靠性的指标进行制定,该方法进行了很多假定。

其实,如果电力元件出现一定的故障,运行人员会经过操作的切换,让停运变压器和线路等逐渐恢复运行,和假定条件之间不符合。

网格法当中,电气主接线可靠性的评估,不能充分地考虑切换操作对于可靠性所带来的影响,和具体的情况间产生很大的差异。

上述两种方法的不足之处主要表现在以下几点。

一是,电气主接线故障的判据都属于供电连续性;二是,网格法不能考虑故障之后切换操作对于系统可靠性所带来的影响,不能考虑扩大性的故障对于可靠性所带来的影响;三是,电气主接线分析只是在发电厂和变电所中存在。

对于逻辑表格法而言,如果元件数目逐渐增多,手工的计算量就会更加繁重[1]。

电力工程建设中的电力供应连续性评估方法

电力工程建设中的电力供应连续性评估方法

电力工程建设中的电力供应连续性评估方法在电力工程建设过程中,电力供应的连续性是一个至关重要的因素。

由于电力工程的特殊性,一旦供电中断或不稳定,就会直接影响生产、生活乃至国家安全。

因此,评估电力供应连续性的方法显得尤为重要。

本文将介绍几种常用的电力供应连续性评估方法。

一、可靠性评估法可靠性评估法是电力工程中常用的一种连续性评估方法。

其核心思想是通过对电力系统进行全面的分析和评估,确定电力供应的可靠性指标,进而进行可靠性评估。

1.故障概率分析故障概率分析是可靠性评估法中的一种重要手段。

通过对电力系统中不同设备的故障概率进行统计和分析,可以得出各个设备故障的频率和概率,从而得出整个电力系统的故障概率。

2.失效模式与失效率分析失效模式与失效率分析是对电力系统进行可靠性评估的一种常用方法。

通过对电力系统中的各个设备进行失效模式和失效率的分析,可以找出可能导致电力供应中断的最主要的失效模式和失效率,进而采取相应的措施来提高电力系统的可靠性。

二、备用容量评估法备用容量评估法是电力供应连续性评估的另一种常用方法。

其核心思想是通过对电力系统的备用容量进行评估,确定电力系统的备用能力,从而评估电力供应的连续性。

1.冗余容量评估冗余容量评估是备用容量评估法中的一种重要手段。

通过对电力系统中的冗余容量进行评估,可以确定电力系统的备用能力,进而评估电力供应的连续性。

2.饱和度评估饱和度评估是备用容量评估法中的另一种常用方法。

通过对电力系统中的设备负荷和备用容量进行分析和对比,可以确定电力系统的饱和度,从而评估电力供应的连续性。

三、薄弱环节评估法薄弱环节评估法是电力供应连续性评估的一种针对性方法。

其核心思想是通过对电力系统中的薄弱环节进行评估,确定电力系统的薄弱环节,从而评估电力供应的连续性。

1.关键节点评估关键节点评估是薄弱环节评估法中的一种常用方法。

通过对电力系统中的关键节点进行评估,确定电力系统的薄弱环节,从而采取相应的措施来提高电力系统的连续性。

电气主接线可靠性评估的一种新方法

电气主接线可靠性评估的一种新方法

电气主接线可靠性评估的一种新方法
张万礼;张扬
【期刊名称】《浙江大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】1989(023)002
【摘要】本文提出用考虑切换操作时的三状态马尔可夫模型,最小割集状态法,电力系统广义开关网络,切换操作的计算机仿真,进行可靠性指标的计算。

并以常见的14种电气主接线为例,进行可靠性的定量分析比较。

【总页数】10页(P252-261)
【作者】张万礼;张扬
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TM711
【相关文献】
1.一种火工品可靠性评估的新方法——浅释GJB6478-2008 [J], 蔡瑞娇;董海平
2.一种配电系统可靠性评估新方法 [J], 李少华;韩富春
3.一种配电网可靠性评估新方法 [J], 何振中;李晋
4.网络可靠性评估的一种新方法 [J], 陈国龙;宁正元
5.一种电子设备贝叶斯可靠性评估的新方法 [J], 尹宗润;李俊山;苏东
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地区供电网可靠性发展模型及其饱和特性预测

地区供电网可靠性发展模型及其饱和特性预测

地区供电网可靠性发展模型及其饱和特性预测陈健卯;熊仕斌;穆永铮;鲁宗相【摘要】针对现阶段对于可靠性发展目标缺少有效决策工具的问题,提出地区供电网中长期可靠性发展模型,该模型根据供电网发展过程对可靠性指标的变化趋势进行总结,利用灰色系统预测对模型进行求解,得到供电网可靠性年度指标预测函数、供电网可靠性的饱和特性及其出现时间。

最后,通过实际地区供电网的数据分析及算例验证了该模型的有效性。

%Aiming at problem of lacking effective decision tools for reliability development at present stage,this paper pro-poses medium-long term reliability development model for regional power supply network which is able to make summariza-tion for variation trend of reliability index according to power supply network developing process and acquire yearly index forecasting function,saturation characteristic and its appearing time for power supply network reliability by using grey sys-tem forecast for solution to the model.Finally,it verifies effectiveness of this model by data analysis and example of practi-cal regional power supply network.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P38-42,63)【关键词】地区供电网;可靠性发展模型;饱和特性;灰色系统;分类评估【作者】陈健卯;熊仕斌;穆永铮;鲁宗相【作者单位】广东电网公司佛山供电局,广东佛山528000;广东电网公司佛山供电局,广东佛山528000;电力系统国家重点实验室,清华大学电机系,北京100084;电力系统国家重点实验室,清华大学电机系,北京 100084【正文语种】中文【中图分类】TM715高供电可靠性一直是电力行业,尤其是供电企业的目标。

基于GA的发输电合成系统最优可靠性计算新方法

基于GA的发输电合成系统最优可靠性计算新方法

基于GA的发输电合成系统最优可靠性计算新方法
宋云亭;周双喜;鲁宗相;张瑞华
【期刊名称】《电网技术》
【年(卷),期】2004(28)15
【摘要】将可靠性和经济性相结合,提出了基于总拥有费用法的发输电合成系统最优可靠性算法的总体框架,进而在概率安全性和概率充裕度综合评估基础上,将综合评估风险指标和可靠性经济评估理论相结合,建立了基于遗传算法和蒙特卡罗仿真相结合的最优可靠性计算模型和算法。

算法使最终求得的各元件的最优解所对应的规划方案的总成本最小。

最后对IEEE-RTS标准测试系统进行了计算,结果表明所提模型和算法是可行的。

【总页数】6页(P25-30)
【关键词】电力系统;电网;发输电合成系统;GA;遗传算法;最优可靠性计算方法【作者】宋云亭;周双喜;鲁宗相;张瑞华
【作者单位】清华大学电机工程系;中国科学院电工研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TM732
【相关文献】
1.发输电系统可靠性评估计算模型构建 [J], 于香;王玉禄
2.发输电系统可靠性分析中最优切负荷模型 [J], 荣雅君;马秀蕊;杨伟
3.静止无功补偿器和移相器的最优配置及其对发输电系统可靠性的影响 [J], 赵渊;
周家启
4.基于聚类最优乘子向量的发输电系统可靠性评估 [J], 张粒子;王茜;舒隽
5.发输电组合系统可靠性评估中的最优负荷削减模型分析 [J], 赵渊;周家启;刘洋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

田湾核电站失去外电源的概率风险评估

田湾核电站失去外电源的概率风险评估

田湾核电站失去外电源的概率风险评估
宋云亭;郭永基;鲁宗相;盛维兰
【期刊名称】《核动力工程》
【年(卷),期】2003(24)5
【摘要】对江苏田湾核电站失去外部电源(Loss of offsite power, LOSP)事件进行概率风险评估。

考虑了核电站接入华东电力系统后电网与系统间的相互影响,指出导致核电站失去外电源的4个事件:①主网稳定破坏;②计划检修与故障重迭,导致4个回路联络线全部不可用;③飓风导致断线,使4个回路联络线全部不可用;④500kV 及220kV主变电站电气设备故障,主变全部停电,使核电站失去外电源。

给出这4个事件的计算方法和定量计算结果,并给出了提高可靠性的措施。

【总页数】4页(P478-481)
【关键词】概率风险评估;核电站;失去外部电力;可靠性
【作者】宋云亭;郭永基;鲁宗相;盛维兰
【作者单位】清华大学电机工程系;江苏核电有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM36
【相关文献】
1.田湾核电站安全仪控系统(TXS系统)失效概率估算 [J], 周海翔
2.T核电站失去外部电力的概率评估 [J], 宋云亭;郭永基;盛维兰;方文
3.田湾核电站失去两路厂外电源试验实施及方案优化 [J], 武杰;刘非
4.田湾核电站失去厂外电源事故处理 [J], 张迅;顾颖宾
5.抗震稳压器中标江苏田湾核电站项目[潘登新电源] [J], 潘登新电源
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电厂电气自动化控制系统可靠性评测

电厂电气自动化控制系统可靠性评测

电厂电气自动化控制系统可靠性评测
王海军
【期刊名称】《中国外资(上半月)》
【年(卷),期】2012(000)010
【摘要】在现代电厂运行中,电气自动化控制系统是电厂的重要组成部分。

作为电厂电气化自动控制目标实现的关键,自动化控制系统的可靠性关系到电厂的运行安全、关系到自动化控制系统应用目的的实现。

因此,电厂电气自动化控制系统的可靠性评测成为了现代电厂建设、技改中面临的首要问题。

本文就电厂电子自动化控制系统可靠性评测方法、重点等进行了简要论述。

【总页数】1页(P60-60)
【作者】王海军
【作者单位】山东电力建设第三工程公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.煤矸石电厂电气自动化控制系统可靠性评测 [J], 李晶;
2.煤矸石电厂电气自动化控制系统可靠性评测 [J], 李晶
3.煤矸石电厂电气自动化控制系统可靠性评测 [J], 刘涛
4.电厂电气自动化控制系统可靠性评测 [J], 王海军
5.基于GO法的核电厂电气主接线系统可靠性分析 [J], 李哲;鲁宗相;刘井泉
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利用该软件对贵州洪家渡水电站的主接线选型 进行了计算分析。该电站是整个乌江的龙头电站 ,装 机容 量 为 3× 180 MW , 可 为 系统 提 供保 证 出 力 171. 5 MW ,多年平均发电量 1 594 GW· h。利用水 库的多年调节性能 ,该电站还可对下游梯级进行径 流补偿。近期可提高东风、乌江渡两电站的保证出力 239 MW ,增加年发电量 657 GW· h ,电站年利用小 时数为 2 952。该电站除少部分容量供地方煤矿及毕 节地区外 ,主要电力将送入主网 ,担负系统调峰、调 频及事故备用。
· 学术论文· 鲁宗相等 水电站电气主接线 可靠性评估
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图 2 电气主接线可靠性评估的基本流程 Fig. 2 Basic f low chart of reliability assessment
of bus arrangements
或对偶图方法求出最小割集。 但这种搜索最小路的
方法存在一些局限性:
境的影响大 ,人为可调节性差。 这样 ,在实际运行中
往往会出现枯水期水能不足 ,限制发电机出力 ,而丰 水期水能超过机组发电容量而开闸泄洪的情况。 这
2种情况反映了水电站与水能相关的 2个不同的特
性 ,在可靠性计算中主要关心前者。
对于第 1种情况 ,水能不足造成发电容量的损
失 ,从后果来看 ,它与系统元件故障引起的发电容量
图 1 元件四状态模型简图 Fig. 1 Four-state component model
电气主接线可靠性评估的基本算法步骤如图 2 所示。
在第 2节中 ,将深入讨论用于搜索故障事件的 基于邻接终点矩阵的最小割集算法。
2 基于邻接终点矩阵的最小路集 /割集算法
传统的最小路集 /割集算法都采用搜索法 ,即先 形成节点支路树 ,然后逐一搜索最小路 ,再用反演法
损失是相同的 ,两者从可靠性角度来看是串联的关
系。设水电厂的设计总装机容量为 C,则发电容量损
失 Ci 的概率、频率的计算公式如下:
Pi = Pi′+ PH - Pi′PH
( 2)
Fi = Fi′( 1 - P H) + FH( 1 - Pi′)
( 3)
其中 , Pi′, Fi′分别是元件故障造成发电容量损 失 Ci 的概率和频率 ,这 2个量可以由基于状态转移
定义 n 阶方阵 R= [rjk ]为网络的终点矩阵 ,其
中当 vj 和 vk 之间通过有向支路 vj vk 连接时 , rjk =
vk ; 当 vj 和 vk 之 间 没 有 支 路 连 接 , 或 j = k 时 络中所有长度为 1的路
径 ,矩阵 R反映了网络中每条支路的终点。
的机组停运容量概率模型计算得到 ,其具体公式可
以在任一论述状态空间分析法的电力系统可靠性著
作中找到 ; PH , FH 分别是水能出力小于 C - Ci 的概
率和频率 ,这些数据可以从水能保证曲线得到 ; Pi ,
Fi 分别是综合考虑水能限制和元件故障影响后的
发电容量损失为 Ci 的概率和频率。 对于实际的水电站 ,往往会给出月平均出力 ,而
3 开关操作模拟和常开开关的处理
发电厂的电气主接线有很多复杂的开关操作 , 由于其相关性 ,很难用传统的模型进行描述。如何准 确地模拟这些开关操作 ,是可靠性分析的关键。
在本研究中 ,对母线及其相邻断路器的开关操 作进行了专门的模拟。按断路器进行搜索 ,形成断路 器相关故障矩阵 ,包含了所有引起母线断路器动作 的故障事件及操作时间等信息 ,然后 ,对上述最小割 集算法得到的分析结果 ,搜索出与母线断路器有关 的最小割集事件 ,对照断路器相关故障矩阵 ,得到所 有相关开关操作的停运时间。
另 外定义矩阵 A1 和 R 之间的乘法运算“* ” ,
产生新矩阵 A2 = [ai2k ]。
A2 的元素 ai2k由下列法则得到:
ai2k = {ai1j* r jk|j = 1, 2,… , n }
( 1)
其中 ,当 ai1j = vivj , rjk = vk ,且 vi , vj , vk 各不相同
本文应用一种基于邻接终点矩阵的最小割集算 法进行电气主接线的可靠性分析。 该算法能够对多 电源多负荷结构进行分析 ,同时较好地处理母线这 类单节点元件 ,并适用于含有单向支路和双向支路 的混合有向网络。基于此算法开发的软件 ,对电气主
收稿日期: 2000-12-04; 修回日期: 2001-05-11。
将 A1 , A2 ,… , An - 1中对应位置 ( i , j )的非零元素 组合在一起 ,就得到从节点 i 到节点 j 的所有最小 路。 显然 ,在这种矩阵方法中 ,单电源点单负荷点的 情况和多电源点多负荷点的情况并没有 太大的差 别 ,只是多取几个非零元素集合而已。
在上述的最小路计算中 ,并没有涉及单节点元 件。在将最小路集转化为最小割集时 ,就需要把单节 点元件包括进来。 对原来形成的节点支路关联矩阵 进行增广处理 ,添加单节点元件的节点元件关联向 量 ,从而形成新的节点元件关联矩阵。 其中 ,单节点 元件的节点元件关联向量只有元件所在节点对应位 置的元素为 1,其他都是 0元素。
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2001年 9 月 25 日
Sept. 25, 2001
水电站电气主接线可靠性评估
鲁宗相 , 郭永基
(清华大学电机系 , 北 京 100084)
摘要: 对水电站的电气主接线进行可靠性评估 ,能为科学决策提供依据。应用邻接终点矩阵方法求 最小路集 ,进而求最小割集的算法 ,提高了主接线可靠性的计算速度 ,能够对开关操作过程进行详 细的分析。 对水能特性在主接线可靠性评估中的影响建立了计算模型。 应用这些技术开发了一个 水电站电气主接线可靠性评估软件。 应用表明 ,该算法是高效的。
对电 气主接 线的 系统研 究 ,国 际上 大约 已有 30年的历史。 1970年 ,引入了开关操作过程对输电 系统可靠性的影响 , 1971年正式提出了断路器的三 状态模型 [1 ] ,从而使主接线可靠性的研究成为电力 系统可靠性研究的一个独立分支。 这里的三状态是 指正常状态 ( N )、事故发生但尚未切除状态 ( S)以及 事故切除后修复状态 ( R)。 这种基于独立元件故障 假设的模型成为电气主接线可靠性研究的基础模 型。 随后 ,引入了 Activ e和 Passiv e故障的概念 ,将 元件的故障模式分析得更加细致。后来 ,电气主接线 研 究中 考虑了 常开 元件 问题 、辅 助系 统的影 响、 继电 保护系统的影响 ,使得该领域的研究不断深入。为了 解决主接线开关操作中的相关性和独立元件故障假 设之间的矛盾 ,新的模型和研究方法仍在不断出现。 1997年 ,在分析传统三状态模型的缺陷后 [2 ] ,提出 了一种广义 n+ 2状态系统的马尔可夫模型 [3 ] ,并在 单独的发电厂可靠性评估算法中得到应用 [4 ]。
根据得到的最小路集和节点元件关联矩阵 ,形 成元件最小路集矩阵。每条最小路构成矩阵的一行 , 该路中包含的元件对应位置的元素为 1,其他元素 为 0。这样得到的元件最小路集矩阵的每一列 ,包含 了通过该列对应的元件的所有最小路的信息。 根据 最小路集矩阵的列向量的逻辑运算 ,就能够得到系 统的最小割集。若某一列是一向量 ,则该元件就是系 统的一阶割集 ; 若 m 列逻辑相加得到一向量 (所有 元素的值均为 1) ,则这 m 个元件构成系统的 m 阶 割集。当然 ,如果该割集包含某个已经得到的低阶割 集 ,则该割集不是最小割集 ,应舍弃。相应地 ,对通过 特定电源点、出线点的最小路集构成的子矩阵进行 类似的分析 ,就可以得到对应出线点、电源点的各阶 最小割集。
关键词: 水电站 ; 电气主接线可靠性评估 ; 最小割集算法 ; 水能
中图分类号: TM 732; TV 734
0 引言
发电厂、变电所是电力系统的主要组成部分 ,是 发电、输电和配电设备中重要的能量传输点 ,因此 , 对其电气主接线的可靠性评估 ,是电力系统可靠性 研究的重要内容之一。 水电站由于其增减负荷速度 快的运行特点和在整个系统中的调峰、调频作用 ,对 系统的经济运行有重要影响 ,使其主接线可靠性评 估具有重要的意义。
由于常开开关并不影响主接线的正常工作 ,因 此 ,在搜索主接线的割集事件时 ,可暂不考虑常开开 关。 当发生故障时 ,利用常开开关可以将负荷转移 , 从而影响到故障停运持续时间。 本文将常开开关作
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为对应常闭开关的替代设备 ,相应的开关切换时间 作为替代设备投运的时间。这样的处理 ,简化了分析 计算过程。
4 水 能对水电站 主接线可靠 性评估的 影 响 [6 , 7]
在一般的发电厂可靠性分析中 ,尤其是燃煤电
厂的可靠性评估 ,很少考虑一次能源的限制。而水电
站则不同 ,水电站的出力和发电量与水电站的水能 特性密切相关 ,而水能特性与水文特性有关。河流的
水文特性和水能特性是一种概率函数 ,通常需要通
过多年的统计分析得到 ,并根据当年的水文情况适 当修正。 水能是天然能源 ,受季节、气候以及地理环
不是水能保证曲线。因此 ,一个前提工作是用月平均
出力数据得到近似的水能保证曲线。具体做法是: 将
12个月的水能出力按大小排序 ,然后各按 1 / 12的
比例做出月平均出力与时间百分数的积累特性折线
图 ,作为近似的水能保证曲线。如果计算中需要的水
能出力对应的值并不恰好等于某个月的水能出力 ,
则可用大小相邻的 2个月的出力进行插值计算得到
时 , ai1j* rjk = vi vj vk ; 当 ai1j = 0或 r jk = 0或 vk 至少与
vi , vj 中的一个相同时 , ai1j* rjk = 0。
不难看出 , A2 的所有非零元素构成了网络的所 有长度为 2的最小路。
类似地 ,可以计算得到 A3 , A4 ,… , An- 1 ,从而得 到了网络的任意节点之间所有长度的路径。
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