电力系统规划与可靠性：18 电力系统可靠性研究进展

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1、电力系统可靠性电力系统可靠性新研究进展电力系统可靠性新研究进展电力系统可靠性跟踪（薄弱环节分析）电力系统可靠性跟踪（薄弱环节分析）含新型能源电力系统的可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估降低可靠性计算复杂性降低可靠性计算复杂性（可靠性等值、均匀设计、并行）（可靠性等值、均匀设计、并行）电力系统运行可靠性电力系统运行可靠性特高压直流输电系统可靠性特高压直流输电系统可靠性电力系统最优检修策略电力系统最优检修策略大型大型(变变)电站、换流站对大电网的可靠性影响电站、换流站对大电网的可靠性影响智能电网的可靠性评估智能电网的可靠性评估电力系统可靠性跟踪电力系统可靠性跟踪BUS1BUS2BUS3BUS

2、4BUS5BUS6240MW120MW110MW140MW420MW25MWG1 G2 G3 G4L1L6L2L7L3L4L5L8L9图1 RBTS系统单线图失负荷概率为失负荷概率为0.02，频率为，频率为3次次/年。年。问：哪个元件对问：哪个元件对该不可靠指标应该该不可靠指标应该承担最大责任承担最大责任？可靠性可靠性评估分析与医生看病医生看病的关系 可靠性统计统计病人病情记录病情记录 可靠性评估评估 医生看到病情现状病情现状 可靠性跟踪跟踪医生开处方开处方 薄弱环节的增强性措施措施医生抓药抓药、吃药吃药过程 可靠性跟踪可靠性跟踪就是运用跟踪思想科学合理地确定就是运用跟踪思想科学合理地确定各元

3、件各元件与节与节点点/系统系统可靠性指标可靠性指标之间的之间的分配关系分配关系，确定元件对节点，确定元件对节点/系统系统可靠性指标的可靠性指标的“贡献贡献”，以及节点，以及节点/系统可靠性对元件的系统可靠性对元件的“汲取汲取”关系或可靠性源于哪些元件等。关系或可靠性源于哪些元件等。电力系统可靠性跟踪电力系统可靠性跟踪 比例分摊原则比例分摊原则),.,()()(),.,(43221121NNPPPgPfPfPPPf),.,()()()(212211111NSPPPfPfPfPff),.,()()()(212211222NSPPPfPfPfPff 比例分摊原则比例分摊原则的特性 对称性对称性原则

4、同一性同一性原则电力系统可靠性跟踪电力系统可靠性跟踪发电系统可靠性跟踪算例发电系统可靠性跟踪算例BUS1BUS2BUS3BUS4BUS5BUS6240MW120MW110MW140MW420MW25MWG1 G2 G3 G4L1L6L2L7L3L4L5L8L9图图1 RBTS系统单线图系统单线图发电系统可靠性跟踪算例发电系统可靠性跟踪算例Figure 2.UTSF Indices for the RBTS直流输电系统可靠性跟踪算例直流输电系统可靠性跟踪算例能量不可用率能量不可用率EU（Energy unavailability）能量可用率能量可用率EA（Energy Availability)

5、系统期望输送客量系统期望输送客量EC（Expected Capacity）能量利用率（能量利用率（Energy Utilization）单极计划停运次数单极计划停运次数MPOT（Monopole Planned Outage Times）双极计划停运次数双极计划停运次数BPOT（Bipole Planned Outage Times）单极强迫停运次数单极强迫停运次数MUOT（Monopole Forced Outage Times）双极强迫停运次数双极强迫停运次数BUOT（Bipole Forced Outage Times）阀组强迫停运次数阀组强迫停运次数VFOT（Volve-group F

6、orced Outage Times）部分单极停运率部分单极停运率(Partial Monopole Outage Times)部分双极停运率部分双极停运率(Partial Bipole Outage Times)直流输电系统可靠性直流输电系统可靠性评估指标评估指标单极强迫停运率单极强迫停运率可靠性跟踪跟踪结果 编号编号子系统子系统百分比百分比1整流侧换流变压器断路器整流侧换流变压器断路器2.40 2逆变侧换流变压器断路器逆变侧换流变压器断路器2.40 3整流侧换流变压器整流侧换流变压器35.12 4逆变侧换流变压器逆变侧换流变压器35.12 5阀组阀组6.76 6整流侧阳极极控整流侧阳极极控

7、2.26 7整流侧阳极平波电抗器整流侧阳极平波电抗器1.62 8逆变侧阳极平波电抗器逆变侧阳极平波电抗器1.62 9逆变侧阳极控逆变侧阳极控2.26 10逆变侧阳极辅助电源逆变侧阳极辅助电源2.26 11整流侧阴极极控整流侧阴极极控2.26 12整流侧阴极平波电抗器整流侧阴极平波电抗器1.62 13逆变侧阴极平波电抗器逆变侧阴极平波电抗器1.62 14逆变侧阴极控逆变侧阴极控2.26 15其他其他0.46 单极强迫停运率单极强迫停运率可靠性跟踪跟踪结果 发输电组合系统可靠性跟踪算例发输电组合系统可靠性跟踪算例BUS1BUS2BUS3BUS4BUS5BUS6240MW120MW110MW140M

8、W420MW25MWG1 G2 G3 G4L2L3L4L5L1L6L7L8L9图1 RBTS系统单线图发输电组合系统可靠性跟踪算例发输电组合系统可靠性跟踪算例RBTS系统可靠性跟踪指标元件失负荷概率频率电量低压概率低压频率解列概率解列频率BUS1-BUS20.00004450.1065640.0442372.35E-050.0416479.81E-060.017794BUS1-BUS30.00136311.5548222.0690610.0013631.5543492.02E-060.006593BUS1-BUS30.00229942.5927153.492250.0022992.591916

9、4.73E-060.01106BUS2-BUS40.00006030.1283050.0967374.54E-050.0790031.36E-050.022294BUS2-BUS40.00006030.1283050.0967374.54E-050.0790031.36E-050.022294BUS3-BUS42.91E-060.0154630.0038432.77E-060.0101879.90E-070.004372BUS3-BUS50.0009941.1388560.0071610.0009941.136452.21E-060.00779BUS4-BUS51.19E-050.018639

10、0.0238961.11E-050.0122176.68E-060.007036BUS5-BUS60.0036361.4656886.3716250.0036361.4656880.0043751.626314G1-BUS10.00307350.3621881.5331920.0007010.0903700G2-BUS10.00074660.2998560.8557510.0002040.06040700G3-BUS10.00141510.576391.5362460.0001560.03790700G4-BUS10.00141510.576391.5362460.0001560.037907

11、00G5-BUS27.81E-050.0366950.1072516.74E-050.02333100G6-BUS27.81E-050.0366950.1072516.74E-050.02333100G7-BUS20.00035920.1472040.4160990.0001110.02961700G8-BUS20.00035920.1472040.4160990.0001110.02961700G9-BUS20.00035920.1472040.4160990.0001110.02961700G10-BUS20.00035920.1472040.4160990.0001110.0296170

12、0发输电组合系统可靠性跟踪算例发输电组合系统可靠性跟踪算例RBTS系统可靠性跟踪指标元件失负荷概率频率电量低压概率低压频率解列概率解列频率BUS1-BUS20.271.110.230.230.570.221.03BUS1-BUS38.1516.1510.5913.3421.110.050.38BUS1-BUS313.7626.9317.8722.5035.210.110.64BUS2-BUS40.361.330.490.441.070.311.29BUS2-BUS40.361.330.490.441.070.311.29BUS3-BUS40.020.160.020.030.140.020.25

13、BUS3-BUS55.9511.830.049.7315.440.050.45BUS4-BUS50.070.190.120.110.170.150.41BUS5-BUS621.7515.2332.6035.5919.9198.7894.25G1-BUS118.393.767.846.861.230.000.00G2-BUS14.473.114.382.000.820.000.00G3-BUS18.475.997.861.530.510.000.00G4-BUS18.475.997.861.530.510.000.00G5-BUS20.470.380.550.660.320.000.00G6-B

14、US20.470.380.550.660.320.000.00G7-BUS22.151.532.131.090.400.000.00G8-BUS22.151.532.131.090.400.000.00G9-BUS22.151.532.131.090.400.000.00G10-BUS22.151.532.131.090.400.000.00合计100%100%100%100%100%100%100%发输电组合系统可靠性跟踪算例发输电组合系统可靠性跟踪算例BUS1BUS2BUS3BUS4BUS5BUS6240MW120MW110MW140MW420MW25MWG1 G2 G3 G4L2L3L4

15、L5L1L6L7L8L9图1 RBTS系统单线图电力系统可靠性跟踪（薄弱环节分析）电力系统可靠性跟踪（薄弱环节分析）含新型能源电力系统的可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估降低可靠性计算复杂性降低可靠性计算复杂性（可靠性等值、均匀设计、并行）（可靠性等值、均匀设计、并行）电力系统运行可靠性电力系统运行可靠性特高压直流输电系统可靠性特高压直流输电系统可靠性电力系统最优检修策略电力系统最优检修策略大型大型(变变)电站、换流站对大电网的可靠性影响电站、换流站对大电网的可靠性影响智能电网的可靠性评估智能电网的可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估含新型能源电力系统的

16、可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估时段均值方差118.510.52217.910.45317.810.07418.09.88519.213.57875620.911.07875721.210.20875821.711.22875920.210.09876019.29.55含新型能源电力系统的可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估otherwiseVSWVPVSVSCSBAPPcotrrrtcittrt0)(2风速与机组出力的关系模型风速ARMA模型含新型能源电力系统的可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估电力系统可靠性跟踪（

17、薄弱环节分析）电力系统可靠性跟踪（薄弱环节分析）含新型能源电力系统的可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估降低可靠性计算复杂性降低可靠性计算复杂性（可靠性等值、均匀设计、并行）（可靠性等值、均匀设计、并行）电力系统运行可靠性电力系统运行可靠性特高压直流输电系统可靠性特高压直流输电系统可靠性电力系统最优检修策略电力系统最优检修策略大型大型(变变)电站、换流站对大电网的可靠性影响电站、换流站对大电网的可靠性影响智能电网的可靠性评估智能电网的可靠性评估降低可靠性计算复杂性降低可靠性计算复杂性复杂配电网可靠性等值模型降低可靠性计算复杂性降低可靠性计算复杂性复杂配电网复杂配电网可可靠性分块靠性分块模型

18、模型降低可靠性计算复杂性降低可靠性计算复杂性并行计算法均匀设计方法故障排序法敏感度分析法电力系统可靠性跟踪（薄弱环节分析）电力系统可靠性跟踪（薄弱环节分析）含新型能源电力系统的可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估降低可靠性计算复杂性降低可靠性计算复杂性（可靠性等值、均匀设计、并行）（可靠性等值、均匀设计、并行）电力系统运行可靠性电力系统运行可靠性特高压直流输电系统可靠性特高压直流输电系统可靠性电力系统最优检修策略电力系统最优检修策略大型大型(变变)电站、换流站对大电网的可靠性影响电站、换流站对大电网的可靠性影响智能电网的可靠性评估智能电网的可靠性评估电力系统运行可靠性电力系统运行可靠性t图

19、1 元件故障率浴盆曲线电力系统运行可靠性电力系统运行可靠性传统可靠性运行条件（环境、系统运行）传统可靠性运行条件（环境、系统运行）运行可靠性运行可靠性电力系统可靠性跟踪（薄弱环节分析）含新型能源电力系统的可靠性评估降低可靠性计算复杂性（可靠性等值、均匀设计、并行）电力系统运行可靠性特高压直流输电系统可靠性特高压直流输电系统可靠性电力系统最优检修策略大型(变)电站、换流站对大电网的可靠性影响智能电网的可靠性评估特高压直流输电系统可靠性特高压直流输电系统可靠性特高压直流输电系统可靠性特高压直流输电系统可靠性可靠性指标评估可靠性参数敏感度分析经济性参数敏感度分析可靠性跟踪分析直流输电设备最优选型直流

20、输电系统可靠性最优分解电力系统可靠性跟踪（薄弱环节分析）电力系统可靠性跟踪（薄弱环节分析）含新型能源电力系统的可靠性评估含新型能源电力系统的可靠性评估降低可靠性计算复杂性降低可靠性计算复杂性（可靠性等值、均匀设计、并行）（可靠性等值、均匀设计、并行）电力系统运行可靠性电力系统运行可靠性特高压直流输电系统可靠性特高压直流输电系统可靠性电力系统最优检修策略电力系统最优检修策略大型大型(变变)电站、换流站对大电网的可靠性影响电站、换流站对大电网的可靠性影响智能电网的可靠性评估智能电网的可靠性评估 传统传统的设备维修侧重设备本身设备本身的实际状况、运行性能和外部环境等因素的影响。以可靠性为中心的设备维

21、修（RCM Reliability Centered Maintenance）侧重于：某电力设备的维修价值及维修策略主要不是依赖于它本身的状况不是依赖于它本身的状况，而是决定于它对它对系统可靠性或系统运行风险的影响系统可靠性或系统运行风险的影响。RCM的目标的目标：分析设备在运行、停运及预防性维修等不同状态下对系统可靠性的影响影响，同时兼顾兼顾设备的投运时间、实际运行状况、运行性能和外部环境等因素因素，以对系以对系统风险最小为目标制定设备维修策略统风险最小为目标制定设备维修策略，优选维修方案，降低系统运行风险，减少减少停电损失，提高提高设备利用价值。电力系统可靠性跟踪（薄弱环节分析）含新型能源

22、电力系统的可靠性评估降低可靠性计算复杂性（可靠性等值、均匀设计、并行）电力系统运行可靠性特高压直流输电系统可靠性电力系统最优检修策略大型(变)电站、换流站对大电网的可靠性影响智能电网的可靠性评估（通信、测量、信息、电网）智能电网的可靠性评估（通信、测量、信息、电网）定义：以物理电网为基础，将现代先进的定义：以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术传感测量技术、通讯技术通讯技术、信息技术信息技术、计算机技术计算机技术和和控制技术控制技术与物理电网高度集成而形成的与物理电网高度集成而形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置

23、、确保电力供应的保电力供应的安全安全性、性、可靠可靠性和性和经济经济性、满足环保约束、保证电性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。清洁、互动的电力供应和增值服务。智能电网的智能电网的物质基础物质基础：电器、电力设备、电网：电器、电力设备、电网智能电网的智能电网的技术基础技术基础：通信技术、信息技术和控制技术：通信技术、信息技术和控制技术智能电网的智能电网的特征特征：信息化、自动化、数字化、互动化、自愈化：信息化、自动化、数字化、互动化、自愈化智能电网的智能电网的优越性或效果优越性或效果：提高系统：提高系统可靠性可靠性、能源、能源利用效率利用效率，增强可再生能源利用，节能减排，用户互动降低用电费用；提高增强可再生能源利用，节能减排，用户互动降低用电费用；提高能源利用效率和技术的先进性；适应环境和气候的变化，适用可能源利用效率和技术的先进性；适应环境和气候的变化，适用可再生能源的接入，降低排放水平；提高在全球的竞争性。（再生能源的接入，降低排放水平；提高在全球的竞争性。（可靠可靠、节能、减排、经济节能、减排、经济）