针对电力系统可靠性评估算法研究

针对电力系统可靠性评估算法研究

为了提高电力系统供电可靠性，目前大多系统都进行了数学模型的求解，随着计算机的技术发展迅速，许多系统的稳定性可以利用程序进行仿真计算，以得到第一时间电力系统运行的安全状态，以便进行实时的控制与调节。以满足供电企业对用户的供电能力，以满足社会经济的快速发展和人民生活的需要，因现阶段人们对供电可靠性的要求越来越高，所以对电力系统的可靠性进行评估和提高供电可靠性已成为各供电企业的迫切任务。

标签：电力系统；可靠性；安全评估

1 电力系统元件可靠性模型

电力系统元件是电力网可靠性评估的最小单位。同时，元件其组成的网络拓扑结构对电力网的可靠性评估密切相关。电力系统元件有两状态模型，常见的电力系统的状态有以下几种，即工作状态、停运状态。此处假设有运行参数R，它表示为故障率，是指由正常工作状态向故障或检修时的停运状态的转移率；另外设一运行参数为R，它的物理意义为停运状态向工作状态转移的转移率，在数值上它与故障修复时间TR互为倒数。假设元件处于正常工作状态和停运状态的概率分别为PN和PR，则有：PN+PR=1，由频率平衡的概念，即元件进入一状态的频率等于离开该状态的频率，同时该频率还等于该元件处于该状态的概率与离开该状态的转移率的乘积，有下式：-RPN+RPR=0

联立以上两式有

2 电力系统的稳态运行要求

在数学模型中，电力系统运行过程主要包括非线性方程组、微分方程组与不等式约束方程组来描述。发电机与其负荷的动态元件一般用微分方程组表示，相应非线性方程组用于描述电力网络的电气约束；安全约束用不等式约束方程组描述。具体相关的数学模型见下面表达式。

2.1 节点功率平衡条件（等式约束）

式中，PGk和QGk分别表示发电机在母线k上的注入的有功功率和无功功率；PLk和QLk分别表示被母线k上的负载吸收的有功功率和无功功率。

2.2 节点电压幅值约束（不等式约束）

各节点的电压幅值不应超过允许的上限和下限：

2.3 发电机功率出力约束（不等式约束）

蒙特卡洛法在电力系统可靠性评估中的应用

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

可靠性评估方法(可靠性预计、审查准则、工程计算)

电子产品可靠性评估方法培训 课程介绍： 作为快速发展的制造企业，产品可靠性的量化评估是一个难题，尤其是机械、电子、软件一体化的产品。针对此需求，本公司开发了《电子产品可靠性评估方法》课程，以期在以基于应力计数法的可靠性预计和分配、基于寿命鉴定的试验评估法两个方面提供对电子产品的评价数据。并在日常管理实践中，通过质量评价的方式，通过设计规范审查、FMEA分析发现评估中的关键问题点，以便更好地改进。 课程收益： 通过本课程的学习，可以了解电子产品的可靠性评估方法以及导致产品可靠性问题的问题点，为后期的质量管理统计和技术部门的解决问题提供工作依据。 课程时间：1天 【主办单位】中国电子标准协会培训中心 【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司 【培训对象】本课程适于质量工程师、质量管理、测试工程师、技术工程师、测试部门等岗位。 课程特点： 讲师是可靠性技术+可靠性管理、军工科研+民品开发管理的综合背景； 课程包括开展可靠性评估工作的技术措施、管理手段，内容和授课方法着重于企业实践技术和学员的消化吸收效果。 课程本着“从实践中来，到实践中去，用实践所检验”的思想，可靠性设计培训面向设计生产实际，针对具体问题，充分结合同类公司现状，提炼出经过验证的军工和民用产品的可靠性

设计实用方法，帮助客户实现低成本地系统可靠性的开展和提升。 课程大纲： 一、可靠性评估基础 可靠性串并联模型 软件、机械、硬件的失效率曲线 可靠性计算 二、基于应力计数法的可靠性预计与分配 依据的标准 基于用户需求的设计输入应力条件 可靠性分配的计算方法和过程 基于应力计数法的可靠性预计 三、寿命鉴定试验评估方法 试验依据标准要求 试验过程 判定方式 四、产品质量与可靠性审查准则 基于失效机理的可靠性预防措施 系统设计准则（热设计、系统电磁兼容设计、接口设计准则） 机械可靠性设计准则 电路可靠性设计准则（降额、电子工艺、电路板电磁兼容、器件选型方法）嵌入式软件可靠性设计准则（接口设计、代码设计、软件架构、变量定义）五、DFMEA与PFMEA过程的潜在缺陷模式及影响分析方法

含微电网的配电网可靠性评估综述

研究生课程考核试卷 （适用于课程论文、提交报告） 科目：电力系统可靠性教师：谢开贵 姓名：甘国晓学号：20121102039t 专业：电气工程类别：学术 上课时间：2013 年 3 月至2013 年 4 月 考生成绩： 阅卷评语： 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院制

含微电网的配电网可靠性评估综述 摘要：微电网的接入影响了配电网可靠性的同时，也会给配电王的可靠性评估带来新的问题。本文从微电网的可靠性评估模型和可靠性评估指标两方面分析了微电网可靠性评估的研究现状，总结了微电网可靠性评估的两种主要方法：解析法和模拟法。在此基础上，指出了含微电网的配电系统可靠性评估可能发展的研究方向。 关键词：分布式发电；微电网；可靠性评估；评估方法 1.引言 随着人类面临的能源紧缺、环境恶化等问题日趋严重，世界各国纷纷将目光投向一种清洁、环保、经济的能源——分布式电源。分布式发电(distributed generation, DG)指靠近用户，为满足某些终端用户的需求，功率为从几千瓦到50MW的小型模块式、与环境兼容的独立电源，主要包括风力发电场、燃料电池、微型燃气轮机、光伏电池、地热发电装置、储能装置等。 随着DG及其系统集成技术日趋成熟，单位千瓦电能生产价格的不断下降以及政策层面的有力支持，分布式发电技术正得到越来越广泛的应用。但是，随着分布式发电渗透率的增加，各种DG的并网发电对电力系统的安全稳定运行提出了新的挑战，要实现配电网的功率平衡与安全运行，并保证用户的供电可靠性和电能质量也有很大困难[1]。为此，有学者提出了微电网的概念。微电网将DG、负荷、储能装置及控制装置等有机结合并接入到电网中[2]；微电网一般接入到配电系统中，它既可与电网联网运行，也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行，它的灵活运行方式可以实现DG的接纳及与电网的互相支撑，同时也极大地影响了配电系统的可靠性，增加了配电网可靠性评估的复杂性。 本文将总结含微网的新型配电系统可靠性评估的研究进展，列举微电网可靠性评估的主要方法，并在此基础上指出含微电网的配电系统可靠性评估可能发展的研究方向。 2.含微电网的配电网可靠性评估研究现状 微电网是一个完整的发、配电子系统，随着微电网接入配电网，配电网将由传统的单电源辐射状变成一个遍布电源和负荷的新型配电网，增加了配电网潮流的不确定性，从而对系统的运行和控制产生了一系列的影响，配电系统可靠性的评估理论与方法也将发生变化。目前，含微电网的配电网可靠性评估的研究刚刚起步，现有研究的进展有以下方面[3]。

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

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。

电力系统可靠性综述

Ｐ 本文简要介绍了电力系统中各子系统可靠性的基本概念以及相应的可靠性指标、可靠性指 标计算方法等。对文献中提出的相应的子系统可靠性评估方法进行评述，分析了它们在电力系统 可靠性分析中应用的特点以及存在的主要问题，以促进该研究领域的进一步发展。 电力系统可靠性综述 ■广东工业大学自动化学院鄂飞程汉湘 产 经 电力系统可靠性［１］是指电力系统按可接 受的质量标准和所需数量不间断地向电力 用户供应电力和电能量的能力的量度，包 括充裕度和安全性两个方面。充裕度是指 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；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。 电力系统可靠性是通过定量的可靠性 指标来量度的。一般可以是故障对电力用 户造成的不良后果的概率、频率、持续时 百分数备用法和偶然故障备用法。这两种 方法均缺乏应有的科学分析，目前已逐渐 被概率性可靠性指标所代替。 概率法常用的可靠性指标有：电力不 足概率（ＬＯＬＰ）、频率及持续时间（Ｆ＆Ｄ）、 电量不足概率（Ｌ Ｏ Ｅ Ｐ ）、电力不足期望 （ＬＯＬＥ）。国际上曾一度采用ＬＯＬ（ｌｏｓｓ ｏｆ ｌｏａｄ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ）作为发电系统可靠性 指标，但该方法过于粗略，评估误差较大， 且无法计算有关电量指标。后来人们又提 出了更为详细的计算电力不足概率的指标 和方法，即电力不足小时期望值ＬＯＬＨ（ｈ／ ａ）。该方法以每天２４ｈ的实际负荷变化情 况为负荷曲线模型，计算出电力不足小时 期望值。 国际上关于发电系统可靠性计算的另 一个常用的指标为电量不足期望值ＥＥＮＳ ［２］ 间、故障引起的期望电力损失及期望电能 （ｅｘｐｅｃｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｎｏｔ ｓｕｐｐｌｉｅｄ）， 量损失等，不同的子系统可以有不同的可 靠性指标。 电力系统规模很大，习惯上将电力系 统分成若干子系统，根据这些子系统的功 能特点分别评估各子系统的可靠性。 发电系统可靠性 发电系统可靠性是指统一并网的全部 发电机组按可接受标准及期望数量满足电 力系统的电力和电能量需求的能力的量度。 发电系统可靠性指标可以分为确定性 和概率性两类。过去曾广泛应用确定性可 靠性指标来指导电力系统规划和运行，如 其意义为在某一研究周期内由于供电不足 造成用户减少用电量的期望值。该指标能 同时反映停电的概率与停电的严重程度， 而且更便于把可靠性与经济性挂钩，因此 ＥＥＮＳ指标日益受到重视。文献［３］针对我国 电力系统的特点，以ＬＯＬＨ 和ＥＥＮＳ作为可靠性指标， 计算了全国统一的指标参 数，并绘出了综合最优发 电系统可靠性指标曲线， 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。其他可靠性指 标虽有应用，但不普遍。 ２００６ 年第 ３ 期 ５

含光储系统的柔性直流配电网可靠性评估方法与制作流程

图片简介: 本技术介绍了一种含光储系统的柔性直流配电网可靠性评估方法，它包括：建立IGBT的失效模式，选择RC热网络法建立IGBT的电热耦合模型并得到工作时的结温，最后采用Coffin Manson Arrhenius广延指数模型对IGBT 进行可靠性评估；选择部件计数法对直流配电网关键设备进行可靠性预测；通过冗余方法分析后分别对三种不同结构的MMC型换流器、ISOP型直流变压器以及光伏储能并网用的AC/DC变流器和DC/DC变流器进行可靠性建模；对直流配电系统可靠性评估；对交直流互联配电系统可靠性评估；解决了对含光储系统的交直流混合电网的可靠性评估采用现有技术的评估方法存在准确性较差等技术问题。 技术要求 1.一种含光储系统的柔性直流配电网可靠性评估方法，它包括： 步骤S1：建立IGBT的失效模式，选择RC热网络法建立IGBT的电热耦合模型并得到工作时的结温，最后采用Coffin-Manson-Arrhenius广延指数模型对IGBT进行可靠性评估； 步骤S2：选择部件计数法对直流配电网关键设备进行可靠性预测；通过冗余方法分析后分别对三种不同结构的MMC型换流器、ISOP型直流变压器以及光伏储能并网用的AC/DC变流器和DC/DC变流器进行可靠性建模； 步骤S3：根据步骤S1和S2建立的模型对直流配电系统可靠性评估； 步骤S4、根据步骤S1和S2建立的模型对交直流互联配电系统进行可靠性评估。

2.根据权利要求1所述的一种含光储系统的柔性直流配电网可靠性评估方法，其特征在于：步骤S1具体包括： 步骤S11：对IGBT和二极管进行损耗计算，包括通态损耗、开关损耗以及截止损耗； 步骤S12：建立IGBT的电热耦合模型并得到工作时的结温；将IGBT内部温度的运算转化为由Foster模型等效的电流源、电阻和电容串联的一阶电路运算，IGBT和二极管的功率损耗分别作为对应的电流源输入，IGBT 和二极管的热阻热容作为对应的电阻电容，则IGBT和二极管芯片到壳之间的电压即为结温； 步骤S13：采用Coffin-Manson-Arrhenius广延指数模型对IGBT进行可靠性评估，下式所示： 式中，ΔTj是IGBT的结温差，α、β是模型参数，根据功率循环曲线通过函数拟合得到；Tm为平均结温。Ea是激活能，数值为9.89×10-20J，kB是玻尔兹曼常数。 3.根据权利要求1所述的一种含光储系统的柔性直流配电网可靠性评估方法，其特征在于：步骤S2包括以下步骤： 步骤S21：冗余方法分析，不同冗余设计可靠性计算公式如下： 主动冗余：当单元系统的冗余设计为主动冗余时，n个子模块中至少有k个子模块投入运行可以保证单元系统的正常运行，假设子模块数量为n，当单元系统正常运行时需要k个子模块正常工作，子模块的故障率为 λSM，可靠度可表示为： 则单元系统的故障率为： 式中Rs(t)为系统可靠度，i为流过系统的电流大小； 被动冗余：当单元系统的冗余设计为被动冗余时，有n-k个备用子模块，它们服从尺度参数为λSM、形状参数为n-k+1的伽马分布，可靠度可表示为：

电力系统可靠性作业二

电力系统可靠性第二次作业 电卓1501 杨萌201554080101 1.什么是电力系统可靠性 电力系统可靠性是对电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能能力的度量。包括充裕度和安全性两个方面。 2.什么是充裕性 充裕度( adequancy,也称静态可靠性),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，同时考虑系统元件的计划停运及合理的期望非计划停运 3.什么是安全性 安全性( security,也称动态可靠性),是指电力系统承受突然发生的扰动的能力。 4.电力系统可靠性包括哪几大类 发电系统可靠性，发输电系统可靠性，输电系统可靠性，配电系统可靠性及发电厂变电所电气主接线可靠性。 5.可靠性的经典定义 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。 6.元件 是构成系统的基本单位 7.系统 是由元件组成的整体，有时,如果系统太大,又可分为若干子系统。 8.电力系统可靠性的评价 通过一套定量指标来量度电力供应企业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。 9.不可修复元件的寿命 不可修复元件的寿命是指从使用起到失效为止所经历的时间。 10.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。 11.可靠度与不可靠度

可靠度：表示元件能执行规定功能的概率，通常用可靠度函数R（t）表示，在给定环境条件下时刻t前元件不失效的概率：R（t）=P[T>t]，R（t）=1-F(t) 不可靠度：F（t）只元件的损坏程度，称为元件的故障函数或不可靠函数。 R(t)=e^(-λt) F（t）=1- e^(-λt) 12.什么是可修复元件 指投入运行后，如损坏，能够通过修复恢复到原有功能而得以再投入使用。 13.元件描述修复特性指标有哪些？ 修复率、未修复率、修复度、平均修复时间 14.元件修复率 表明可修复元件故障后修复的难易程度及效果的量成为修复率。 通常用表示，其定义是：元件在t时刻以前未被修复，而在t时刻后的△t 微小时间内被修复的条件概率密度： 15.元件未修复率 元件为修复率定义式： 即实际修复时间大于预定修复时间的概率。 16.元件平均修复时间与修复率之间的关系 元件修复度： 元件平均修复时间MTTR:当元件的修复时间Tu呈指数分布时，其平均修复时间MMTR=

电力系统的供电可靠性研究

电力系统的供电可靠性研究 发表时间：2017-04-25T17:16:46.930Z 来源：《电力设备》2017年第3期作者：李孟朱晓林 [导读] 摘要：眼下我国社会经济发展迅速，科技水平不断提高，随之而来对于电力的需求也在逐年增长，在这种社会环境下，供电系统的供电能力成了重要问题，经受着来自社会各界的巨大考验。 （国网天津市电力公司检修公司） 摘要：眼下我国社会经济发展迅速，科技水平不断提高，随之而来对于电力的需求也在逐年增长，在这种社会环境下，供电系统的供电能力成了重要问题，经受着来自社会各界的巨大考验。供电指标是用来判断供电能力是否满足社会需求的重要参数，要想使得供电指标能够得到有效提高，供电系统的供电可靠性是一项重要因素，因此供电企业必须要加强管理，优化每一生产环节，规范相关操作，保证供电的可靠性和安全性，在提高供电质量的同时满足社会用电需求。本文对此做了深入研究，首先分析了影响供电能力的各种因素，随后提出了几点有效的解决措施。 关键词：电力系统；供电能力；可靠性 引言 眼下社会的用电需求日益加大，这样提高供电能力是供电企业眼下最重要的问题。配电线路是供电系统中不可或缺的重要组成部分之一，覆盖范围较大，线路多且长，因此在输送电过程中难免会出现跳闸现象，给周围群众的和企业都造成了一定的不良影响。因此，供电企业对此必须要予以高度重视，完全按照国家相关制度规范企业生产，合理分配用电额度，减少安全隐患的存在，提高供电可靠性。 一、影响供电可靠性的相关因素 经过一系列的时间分析可知，影响电力系统供电可靠性的因素有三点，分别是用户分布密度、除了设备原因之外导致的停电、配电线路出现故障。具体如下： 1.用户的分布密度 用户的分布密度指的就是在一定范围内用户的数量。从我国目前的情况来看，我国用电用户主要呈现“东多西少”的局势分布，而内陆和沿海相比较沿海地区分布较多，造成这种现象主要的是因为各地区的经济发展存在差异使得密度不均衡。在这种情况下，供电企业为了提高供电的可靠性，通常都是不同的地区采取不同的接线方式，密度高的地区和密度低的地区分开供电。以便保证在出现故障时候，不至于影响到其他地区的正常供电。 2.除设备故障外导致的停电 除了设备出现故障导致停电外，自然灾害、雷电、线路检修、电网改造等也会导致不同时间的停电。眼下全国各地区的电网都在进行全面的改造，使得电网的质量得到明显提高，反而正常原因的停电也有所减少。但是在经济发展比较落后的地区，由于临时检修和设备维护等导致的临时停电还是时常发生的。除此之外，因自然灾害原因导致的停电也是不能避免的，但是随着电网的不断改造，抗灾害能力越来越强，停电现象也会越来越少。 3.配电线路的故障 基本上所有的配电线路都是在户外运行的，由于露天运作，因此天气、自然灾害等的变化都会导致配电线路出现故障，主要是集中线路老化、绝缘、天气变化导致线路损坏等方面。除了这些自然因素外，线路的使用材料也是影响线路故障的主要原因之一，质量越好发生的故障概率就越低。一旦配电线路出现问题导致故障自然就会影响到供电的可靠性。 二、加强电力系统供电可靠性的有效措施 1.技术方面 从技术方面来看，主要需要做的就是保证供电线路质量和设备工作效率。 （1）在铺设和维护电网的过程中，必须要按照相关标准选择电线，根据实际需要选择合适的供电设备，合理配置电网，保证电线和设备的质量满足实际要求同时方便维修。 （2）定期对对电网和供电设备进行检查，根据实际情况调整线路负荷，避免超负荷使用导致线路出现故障。一旦发现设备出现问题必须要及时维修，保证设备的使用寿命。 （3）加强配电线路和主接线的可靠性的控制。 （4）根据实际情况强化配电系统的结构，同时赋予环网等开关一定的远程操控能力，保证设备可以实现稳定运行，避免其受到外界因素的不良影响。 （5）适当引进先进的供电技术，例如红外检测技术等，可以有效加强供电能力。 2.管理方面措施 针对供电系统的管理方面也要加强改革和控制，全面分析存在的相关问题，根据实际情况选择针对性的措施加以解决，确保供电质量满足国家相关标准，增加供电的可靠性以及安全性。具体措施如下： （1）从根本源头抓起，建立科学合理的内部管理制度，并根据实际情况予以改进和完善。上到管理层下到员工全部都要严格执行该制度，杜绝违规操作现象发生。加强管理力度，合理制定发展目标，定期做好检查和维修，最大限度降低存在的安全隐患。 （2）加强日常检查和维护力度。强化责任意识，定期对供电线路和供电设备进行严格的检查，保证可以及时解决安全隐患，避免其继续扩大造成不良影响。对于易于出现故障的部位要加强管理，尤其是计量箱、变压器等，将其危险因素消灭在萌芽中。这样才能有效防止非设备故障导致的停电现象。 （3）完善配电网络，使用高质量的电路产品，确保设备型号符合供电要求，根据实际情况适当调整配电模式，避免出线路出现超负荷的情况，以防止电路出现故障，降低停电的发生几率。 （4）适当将计算机技术应用在供配电中，实现供电自动化，可以有效提高企业供电管理效率，保证供电的可靠性和安全性。 三、结束语 综上所述，社会在发展时代在进步，随着科技的发展各行业对实际供电提出了更高的要求，为了保证供电的可靠性和安全性供电企业必须要加强各方面的管理，引进新技术，投入新设备，针对存在的问题要多方面考虑，采取有效的措施，从根本上实现电网的稳定运行，

关于主动配电网技术及其进展的探讨

关于主动配电网技术及其进展的探讨 摘要：在我国城市化进程不断推进的背景下，社会用电量显著提升，但是因为传统能源储量的限制，我国的电力技术正逐步向智能化、高效化、灵活化的方向发展，旨在保证电力行业的可持续发展。主动配电网技术可以实现大规模间歇式新能源并网运行控制，有效改善传统电网中存在的安全性问题以及配电网短路容量等问题，促进电力行业的健康、稳定发展。本文主要对主动配电网技术及其进展进行了详尽的探讨，力求为今后工作提供一定的技术支持。 关键词：主动配电网技术；进展；探讨 引言 在我国传统的配电网发展运行过程中，通常是依靠灵活的网络结构和较大的容量裕度来应对配电网运行过程中存在的电网运行稳定问题，从而保证电网系统的安全可靠运行。随着我国电力行业的发展，电网技术的发展，主动配电网技术的实施，有效地提高了分布式能源在电力系统的发展，使得电网系统的运行变得更加复杂，同时也更加的智能化。对于电网运行过程中存在的可再生能源消纳能力不足、网架薄弱、自动化水平低的问题都得到了有效的改善，因此主动配电网技术的实施对于我国电力行业的发展起到了很好的促进作用。 1.主动配电网技术概述 传统配电网是一种基于电网供电与用户用电之间的单向电力分配的网络，是一种电网(网)－负荷(荷)双元结构，随着分布式能源(源)在配电网的高度渗透，传统配电网的二元结构将逐步升级为源－网－荷的三元结构源的接入，不仅改变原有的网－荷单向电力潮流，形成网－荷源－荷源－网的双向复杂潮流，而且由于源的不确定性，使得源－网－荷三元结构很难形成稳定的平衡主动配电网的提出正是基于这一现状使得源－网－荷高度协调，缓解及消除源荷的不确定性，实现三元结构的新平衡。 2.主动配电网技术的发展 源实现有效的网络运行调度以后，不再是单纯的简单连接，而是通过多个DG 集成，形成复杂的控制系统，从而在智能化的主动配电网结构系统中，实现对DG的快速控制，通过实现分层控制，从而能够主动地解决主动配电网多分布式能源和其他可控装置的协调运行，从而在优势条件下实现对分布式控制结构的有效管理。现有的配电系统是在电力潮流从变电站单向流向负荷点这一基础上完成设计的，但是DG的接入，使得配电网的市场发生了较大的改变，对配电网的规划、运行和分析方法都发生了较大程度的改变，这也使得主动配电网的规划、运行和分析有了新的内容和控制理念。下面我简要对主动配电网技术的发展进行探讨。 2.1主动配电网的综合规划技术 在以往的配电网系统中，没有考虑到DG的引人对于配电网产生的影响，同时对于主动配电网的灵活控制特性和网络结构都没有达到较好的规划程度。主动配电网技术的应用，使得主动配电网的规划不但对传统的配电网实施了有效地规划，同时对于重新布线、网络重构和安装新的联络开关等都产生了较大的影响。在整个主动配电网的综合规划过程中，通过对资源配置、资金利用以及分布式能源、需求等方面进行综合考虑，但是这样的规划设计会提高了主动配电网综合规划的不确定性，使得可再生能源的间歇性出现较大程度的不确定。 当前我国已经有部分学者对分布式能源的优化配置进行了一定的研究，当然

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

电力系统配电网自愈技术及评估方法

电力系统配电网自愈技术及评估方法 【摘要】本文对实现配电网自愈的关键技术进行了简单介绍，对几种配电网接线方式的自愈性进行了分析，最后介绍了基于节点收缩法的配电网自愈能力评估方法。 【关键词】配电网；自愈控制；评估方法 前言 自愈功能是智能电网的特征之一。世界各国对智能电网研究的侧重点不同。美国主要通过通信技术、分布式电源并网技术的运用来提高电网的可靠性；欧洲国家比较重视分布式电源并网技术的研究和运用；我国提出的智能电网是以特高压电网为骨干的网架结构，集成信息技术、决策支持技术、自动控制技术，适应各类电源与用电设施的接入与退出，能与用户进行友好交互，具有系统自愈能力，显著提高系统的可靠性和运行效率。电网自愈控制使得系统能不间断供电，避免故障发生，若发生了故障，故障后不丢失负荷且可以抵御下一次故障的冲击。 1 配电网自愈的关键技术概述 配电网自愈技术建立在智能电网灵活运行方式的基础上，完成主动解列、灵活分区，实现自适应的分布控制，需要智能硬件装置以及相关软件系统的协调控制来实现，涉及继电保护控制、自动控制装置、计算机软硬件以及应用数学等多个领域，实现对系统实时或超时的监测。 配电网自愈包括以下几个主要方面：（1）坚强灵活的电网物理结构，灵活的配电网结构能根据实际运行情况提供多条供电路径。正常情况下通过网络的优化以平衡负荷、减少网损；故障后通过网络快速重构将故障快速隔离和恢复。（2）智能馈线自动化系统。智能馈线自动化技术实现对整个网络的监控和操作，要求开关装置等设备具有良好的选择性和“四遥”功能，能自动识别、检测故障。（3）可靠的通信网络。提高系统输电、配电和用电效率必须要有高效、实时、可靠的网络来进行信息的交互，由智能调配中心进行统一控制。配电网可以通过网络通信进行自我检测，对潮流进行重新分配缩小故障范围。（4）监测系统和软件处理系统。强大的监测能力和快速仿真能力的软件处理系统是实现配电网自愈的关键。监测系统实时地对电力设备进行监测和诊断，仿真软件根据实时的系统数据对系统状态做出仿真，预测电网状态。 2 典型的配电网接线及自愈性分析 配电网的结构与系统的供电容量、供电可靠性和经济性关系密切，配电网的网架结构要与所在城市的负荷水平、电源规划相适应，因此，各个配电系统的负荷密度、接地方式、地形地势、运行方式各不相同。中低压配电网的接线方式主要有：单电源辐射型接线、单环网接线、多分段多联络接线等形式。

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

浅谈电力系统可靠性

浅谈电力系统可靠性 随着电力工业引入市场机制，市场条件下的电力系统可靠性和系统运营经济性之间的矛盾便逐渐显现出来，如何在电力市场的运营过程中保证系统运行的可靠性已成为研究的热点。本文简单论述了电力系统的可靠性以及在电力市场环境下电力系统可靠性的发展、所面临的问题、挑战等。 标签：电力系统可靠性发展挑战 1 基本概念 1.1 可靠性可靠性是指元件、设备、系统等在规定的条件下和预定的时间内完成其额定功能的概率。 1.2 电力系统可靠性电力系统可靠性包括两方面的内容：即充裕度和安全性。前者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，表征了电网的稳态性能，后者是指电力系统在事故状态下的安全性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。 2 电力系统可靠性的重要性 向用户提供源源不断、质量合格的电能是电力系统的主要任务。因为电力系统设备很复杂，包括发电机、变压器、输电线路、断路器等一次设备及与之配套的二次设备，这些设备都可能发生不同类型的故障，从而影响电力系统正常运行和对用户的正常供电。如果电力系统发生故障，将对电力企业、用户和国民经济，都会造成不同程度的经济损失。社会现代化速度越来越快，生产和生活对电源的依赖性也越来越强，停电造成的损失以及给人们带来的不便也将日益显现。因此，要求电力系统应有很高的可靠性。 3 电力市场环境下的可靠性 现如今人们普遍思索的问题是怎样揭示电力系统可靠性背后所隐含的经济意义。一些新的研究成果有：怎样将客户的可靠性需求货币化、如何评价发输电系统的可靠性以及新的适应电力市场需求的可靠性指标怎样设定等。这些研究仍面临一个普遍问题：即使人们已经认识到可靠性是一种稀缺的资源，并感觉到其背后所蕴涵的经济意义，但在对可靠性的价值研究时，却往往摆脱不了对可靠性进行“收费”的思想。我们应当在市场的环境中使电力系统的可靠性发挥作用。为此就要去探索如何利用市场的供给需求机制实现统一可靠性和经济性的目的。有些资料中提到了可靠性价值的概念，但并没有就在市场条件下的可靠性的供给和需求关系以及这种关系对系统可靠性带来的影响展开讨论，而这些也正是电力市场环境下可靠性研究面临的新挑战。