电力系统可靠性概论

及引起局部或大范围影响的工况以及失去大容量发电或输电设
施的事件，也称为动态可靠性。目前安全性概率分析尚属于开 发阶段。
供电系统是电力系统的重要组成部分，供电系统用户可靠性 是指一个供电系统对其用户持续供电的能力。 供电系统向用户供电必须满足可靠性的要求，具体到用户供
电的角度来说，即以是否造成对用户停电为准，也就是说从
100
250
99.90%
99.75%
99.01%
97.53%
90.48%
77.87%
36.60%
8.11%
500
1000 10000 100000 1000000
99.50%
99.01% 90.48% 36.79% <0.1%
95.12%
90.48% 36.79% <0.1% <0.1%
60.64%
对电力系统可靠性评价，就是通过一套定量指标来
度量电力供应部门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。
充裕性是指电力系统稳态运行时，在系统元件额定容量、母
线电压和系统频率等的允许范围内，考虑系统中元件的计划停
运及合理的非计划停运条件下，向用户提供全部所需电力和电 量的能力。
36.77% <0.1% <0.1% <0.1%
0.66%
<0.1% <0.1% <0.1% <0.1%
不同年代生产的农用拖拉机的复杂性及可靠性水平
拖拉机生产年份 每台的元件数 整机可靠性，假定元件平 每年每1000台拖 均可靠性为99.99% 拉机故障台数 1935 1960 1970 1980 1990 1200 2250 2400 2600 2900 88.7% 79.9% 78.7% 77.1% 74.8% 113 201 213 229 252
目前，电力系统可靠性研究的主要内容有以下两个方面： 可靠性指标的统计分析评价：对已运行的元件或系统进行历 史的可靠性指标的统计分析和评价，属于度量过去性能的工作。
可靠性的预测评估：为了规划、设计和建立新的元件或系统，
或者扩大、改造和发展现有元件或系统的工作能力而进行的可
靠性统计评估，属于预测未来行为的工作。
是该供电系统故障停电时间大于4小时且等于或小于5小时 的事件。
事件的分类
必然事件：一定会发生的事件。
“某一条供电线路一年内所有可能发生的故障次数”。
不可能事件：一定不会发生的事件。
“某一条供电线路一年内发生 −2 次故障”。
随机事件：可能发生也可能不发生的事件。
“某一条供电线路一年内发生 1 次故障”。
用户的角度来看，希望供电系统无论在什么运行方式和运行 条件下都不发生故障，能保证连续充分地供给用户正常质量 的电能。
二、概率基本知识
事件的性质
事件总是与某些试验的结果相关联，理论研究中一般
作出以下假设：
在相同条件下重复进行 实验的结果可能不只一个 不可能预先判定每一次实验将出现的结果
事件的性质
充裕性一般涉及系统中是否有足够的设施来满足用户对供
电的要求，因此不考虑扰动，属于忽略状态之间转移的工况范 畴， 也称为静态可靠性。充裕性的量化分析相对容易，目前已 取得大量的理论和工程应用成果。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
安全性是指电力系统经受住短路或系统中元件意外退出运行 等突然扰动并且不间断地向用户供电的能力。 安全性表征对扰动的响应能力和保持整体性（即系统互联 运行）的能力，安全性与对系统扰动的响应能力有关，因次涉
通常将一个给定条件的统计试验中所有可能结果的总 和称为“样本空间”。 工程研究中的事件一般都可以用集合来描述，即：样 本空间中的一个子集称为事件。
事件的性质
例如，某供电系统某年故障停电时间的样本空间为：
S t | t 0
式中t为该供电系统的故障停电时间，则：
A t | 4 t 5
可靠性的基本概念
可靠性reliability：设备或系统在给定的条件下、 规定的时间期间内、充分执行其预期功能的概率。 可靠性技术的出发点：引用“概率”理论对可靠 性作定量描述。
电力系统可靠性，是指把可靠性工程的一般原理 和方法与电力系统中的工程问题相结合所形成的 一门应用学科。 利用可靠性管理方法和指标体系可以规定、预测、 设计、试验或者演示电力部件、元件、产品或系 统的可靠性性能。
不可能同时存在，因而是互斥事件。应当注意，该设备还可
能处于非故障停运的第三种状态。 S A B
随机事件的分类
对立事件：如果一个事件只存在两种可能结果，其中一种结果不发生，
另一种结果就必然发生，则称它们是对立事件,或称互补事件。如果这
两种结果A和B的概率分别是P(A)和P(B)，则根据定义，有 P( B) P( A ) 或 P( A) P( B) 1 例如“一台发电机投入运行”为事件A，“该发电机停运”为事 件Ｂ，则事件A和事件B是对立事件，且
P( A) P( B) 1
显然，对立事件必然是互斥事件，但互斥事件并不一定是对立事件。
A B
随机事件的分类
条件事件：条件事件是一些在另一个或另几个事件发生 的条件下发生的事件。如果研究事件B发生的条件下事
件A发生的概率，则将其记为P(A|B)，读为“给定B发
生时A发生的条件概率”。
随机事件的分类
独立事件：如果某一事件的发生不影响另一事
件发生的概率，则这两个事件称为独立事件。
实际工程中，只要相关程度不大时，都假设是独立
事件，例如一个发电厂中不同的主设备的故障事件。但
如果事件具有一定相关性时，则不适用独立性的假设。
事件独立性的假设可能导致可靠性的偏高估计。
随机事件的分类
互斥事件：如果两个事件不可能同时发生，则称它们是互斥 事件，或称不相交事件。 例如一个设备的成功运行和事故退出工作这两种状态就
可靠性数学基本知识
电力可靠性管理中心
二〇一一年八月
李霞
贵阳
中文网址: 国家电力监管委员会电力可靠性管理中心
英文网址:
www.chinaer.org
主要内容 电力可靠性基本概念 概率基本知识 元件的可靠性分析
系统可靠性分析简介
一、电力可靠性基本概念
复杂性对系统可靠性的影响
组成系统的元 件个数 单个元件可靠性 99.999% 99.99% 99.9% 系统可靠性 10 99.99% 99.90% 99.00% 90.44% 99%