我国发电系统强迫停运率的测算与分析

简要叙述强迫停运率的概念,根据运行资料,计算全国８个大电网１９９７年实际强迫停运率,并按各网规划和发展趋势,测算了２０００年、２００５年和２０１０年的强迫停运率值,结合国外经验,分析并提出我国强迫停运率范围。     

基于元件强迫停运率的互联系统可靠性指标灵敏度分析

电力系统通过互联可以实现发电容量的相互支援,提高了各独立系统的可靠性水平。分析了新增发电容量和区域之间联络线的强迫停运率(FOR)对互联系统各区域可靠性的影响,提出了基于元件强迫停运率的区域发电可靠性指标灵敏度表达式：首先从理论上推导了互联系统多区域发电可靠性对于发电机组和联络线强迫停运率的灵敏度解析式,并分析机组和联络线FOR的不确定性对区域可靠性指标方差的影响;在此基础上根据区域备用容量变化与机组及联络线FOR变化之间的相互独立性,对互联系统指数解析模型进行修正。此模型可计及新增发电机组和区域之间联络线FOR变化,快速准确计算变化后的可靠性水平,并能够根据灵敏度的大小判断对系统可靠性影响较大的关键环节和薄弱环节,计算结果表明了修正指数解析模型的有效性。     

基于元件强迫停运率的互联系统可靠性指标灵敏度分析

电力系统通过互联可以实现发电容量的相互支援,提高了各独立系统的可靠性水平.分析了新增发电容量和区域之间联络线的强迫停运率(FOR)对互联系统各区域可靠性的影响,提出了基于元件强迫停运率的区域发电可靠性指标灵敏度表达式:首先从理论上推导了互联系统多区域发电可靠性对于发电机组和联络线强迫停运率的灵敏度解析式,并分析机组和联络线FOR的不确定性对区域可靠性指标方差的影响;在此基础上根据区域备用容量变化与机组及联络线FOR变化之间的相互独立性,对互联系统指数解析模型进行修正.此模型可计及新增发电机组和区域之间联络线FOR变化,快速准确计算变化后的可靠性水平,并能够根据灵敏度的大小判断对系统可靠性影响较大的关键环节和薄弱环节,计算结果表明了修正指数解析模型的有效性.     

处于早期故障期可修复元件的可靠性分析

本文建议用一种非时齐的泊松过程—威布尔过程来描述处于早期故障的可修复元件。由此,本文推广了处于使用寿命期的可修复元件的可靠性指标MTBF及强迫停运率FOR,提出了条件平均故障间运行时间MTBF_t及区间平均强迫停运率FOR_a等可靠性指标。本文还提出了第J次故障前平均运行时间MTTJF这个可靠性指标,作为对首次故障前平均运行时间MTTFF的推广。     

新投产机组的等效强迫停运率分析

为了提高新投产机组的等效可用系数,以秦皇岛电厂３,４号机组为例,分析了影响等效强迫停运率的主要因素,指出提高设备制造,安装质量,认真做好新机组首次计划检修,加强运行,检修人员培养和燃料管理是降低新投产机组等效强迫停运率的有效途径。     

发电系统的可靠性分析研究

阐述了电力系统可靠性分析的重要意义,给出了机组的强迫停运率的含义及其本质,介绍了研究电力系统可靠性的基本指标,并用实例验证了强迫停运率取值的重要性。     

600MW机组运行可靠性数据的数学建模与分析

目前,国内积累了大量关于火电机组的可靠性数据,但对它们的统计分析还远远不够。作者对600MW机组的某些可靠性数据进行了统计分析并应用最小二乘法建立了数学模型,同时对该模型进行了分析和应用,发现600MW机组的非计划停运小时、强迫停运小时、降低出力等效停运小时和等效强迫停运率EFOR基本上是按逐年递减的规律变化的,而其等效可用系数则是逐年递增的。     

发电机组可靠性指标的探讨

一、前言大容量发电机组经常发生降低出力的情况,为此人们使用了等效强迫停运率 EFOR 这个可靠性指标。但目前在计算 EFOR 时没有仔细考虑计划降低出力和强迫降低出力重叠的情况,本文建议予以改进。对应等效强迫停运率EFOR 应存在相应的等效故障率λ_e 和等效修复率μ_e,于是本文建议引入非整数强迫停运次数的概念。这样,在计算电力系统可靠性的频率指标时也能够正确考虑大型机组的降低出力情况。     

大型锅炉停炉后的快速冷却

运行中的锅炉,因计划检修或因故障均需停炉消除缺陷,当锅炉停止运行后,都希望尽快地将停运的锅炉比较安全快速地冷却下来,以缩短检修时间,争取尽早投入运行,提高设备可用率,减少强迫停运率。     

老电厂的恢复

本文通过美国TVA（田纳西流域管理局）59座老发电厂平均年龄38年的老锅炉机组进行一系列科学的状态分析和设备改造，以新建电厂所需费用的一小部分成本，修复了设备，投入了运行。并使锅炉强迫停运率在三年内从9%减少到2.2%，大大节约了公司的生产费用。     

电力系统操作人因可靠性分析及其数据库系统研究

人为因素是影响电力系统操作可靠性的重要因素,并受到越来越多的重视,但人因数据的缺乏成了阻碍电力系统人因可靠性分析(HRA)领域发展的重要原因。在总结分析电力系统人因可靠性研究现状的基础上,提出了电力系统操作相关的扩展认知模型及行为影响因子(PIFs)分类体系,并设计开发了针对电力系统领域的人因数据库系统。所设计的数据库系统除了具有人因数据采集和管理等基本功能外,还具有人因失误率(HEP)统计计算功能和数据共享机制。结果证明,该数据库系统可以为验证已有人因可靠性分析方法对电力系统操作的适用性及发展新的人因可靠性分析方法提供数据支持。     

同时计及设备老化与不完全维修的电力系统可靠性评估

在电力系统可靠性评估中,建立精确的元件停运模型至关重要。传统模型忽视了设备老化与维修更新性的影响,导致评估误差随着元件运行时间增长而不断增大。针对这一严重不足之处,提出了计及设备老化与不完全预防性维修的元件时变停运概率模型。该模型采用虚拟年龄与改善因子表征预防性维修对故障率的降低效应,采用威布尔模型表征时间对故障率的增长效应。应用所提出的模型对改进的IEEE RTS-79系统进行了可靠性评估。通过改变部分系统元件的维修成本和预防性维修周期模拟实际维修,给出了新模型中不同维修策略的系统可靠性评估结果,并与传统方法进行了对比分析。结果表明提出的模型能更准确地反映实际维修效果,更精确地预测电力系统中长期可靠性水平。     

面向SCADA的网络攻击对电力系统可靠性的影响

电力系统的运行和控制越来越依赖于数据采集与监控(SCADA)系统。通过攻击SCADA,攻击者可以操纵信息或重新配置设备动作参数使断路器跳闸。考虑几种常见的攻击SCADA使断路器跳闸的方式,利用攻击树模型评估不同攻击场景的成功率。在断路器常规可靠性模型基础上,考虑SCADA受网络攻击的影响,建立断路器修正后的强迫停运率模型。利用非序贯蒙特卡洛方法计算电力系统可靠性指标。用IEEE-RTS79系统仿真,分析不同攻击场景对电力系统可靠性的影响,验证了该方法的可行性与有效性。     

计及设备老化与计划检修的智能变电站保护系统可靠性评估方法

为了实现对智能变电站保护系统进行可靠性评估的目的,建立精确的保护系统可靠性评估模型至关重要。采用威布尔分布来表征设备老化时设备故障率随时间的变化情况。结合保护系统的计划检修行为,用改善因子来表征计划检修对设备故障率的降低作用,建立了计及设备老化与不完全计划检修的智能变电站保护系统可靠性评估模型。以线路保护系统为例,通过绘制线路保护系统可靠性时变曲线,计算线路保护系统的平均无故障工作时间和计划检修成本等指标对线路保护系统进行可靠性评估。结果表明所提方法能较为准确地反映设备老化与实际检修效果。     

考虑时变故障率的架空输电线路最优巡检策略研究

目前输电线路的巡检周期多为固定性周期,不能根据线路的运行状态和环境状况进行及时调整,影响线路的供电可靠性和经济性运行。针对这一问题,给出了一种考虑时变故障率的架空输电线路最优巡检策略。以包括巡检成本、故障电量损失成本和维持可靠性的成本在内的综合目标效益函数最大作为指标,建立了基于遗传算法的线路巡检策略模型。为了得到更精确的效益函数,建立了非时齐马尔可夫时变停运模型,并结合蒙特卡罗可靠性仿真模型得到了可靠性指标,最后通过遗传算法求解出一个动态、周期可变的输电线路巡检计划。通过中部和东部两个故障率特征不同地区的实例计算,表明算法能根据输电线路的实际故障率大小进行巡检策略制定,并得到一个经济、合理、区域性、分季节性、动态可变的巡检周期计划。这避免了传统巡检过度和巡检不足的问题,能在获得较大经济效益的条件下,保证输电线路以较好的状态运行。     

基于EPSILON约束法的配电自动化设备多目标优化布点模型

通过在配电网中配置自动化设备可以有效限制故障带来的负面影响,从而提高供电可靠性,减少停电损失,但采用全覆盖式的布点方案会极大程度地加剧电力公司的资金压力。为了合理地配置各类自动化设备,最大程度地发挥资金效能,提出了配电自动化设备的多目标优化布点模型。首先,分析了各类设备布点情况与负荷停电时间之间的关系,进而获得了供电可靠性与停电损失关于设备布点情况的表达式。然后,以各类设备的全生命周期费用作为约束,搭建了基于混合整数线性规划的配电自动化设备多目标优化布点模型,并通过数学求解器配合EPSILON约束法对其进行求解,以有限的资金获得最大的供电可靠性以及最小的停电损失。最后,基于IEEE RBTS-BUS4的算例结果表明,所提出的模型可以精确有效地对配电自动化设备进行优化布点,并直观地反映供电可靠性与停电损失之间的关系,为电网规划人员提供了辅助材料。     

电网可靠性对可控串联补偿部件参数的灵敏度分解算法

可控串联补偿器(TCSC)是一种常见的柔性输电设备,多用于改善输电能力。现有TCSC对其电容器组、电抗器等部件的可靠性建模较为粗略,因此无法直接描述部件可靠性对电网可靠性的影响。考虑部件故障模式,提出TCSC可靠性分层等值算法,建立含TCSC线路可靠性状态空间模型。基于改进频率和持续时间(FD)算法,求解串联补偿线路状态概率和转移率,及其对部件可靠性参数的灵敏度。联立电网可靠性对串联补偿线路可靠性、串联补偿线路可靠性对TCSC部件灵敏度,提出电网可靠性对TCSC部件参数的灵敏度分解算法。算例分析验证了算法的可行性和正确性,有助于从电网角度发现和改善柔性交流输电设备的薄弱环节。     

配电自动化终端布点优化的动态规划研究

提高配电系统的供电可靠性是配电自动化系统建设的重要目标,但需考虑配电自动化设备的经济成本,且实际工程中通常是分阶段拨款。提出一种考虑供电可靠性和经济成本的配电自动化终端布点优化的动态规划方法,混合使用多种类型配电终端,在架空线安装故障指示器、电压时间型终端、电压电流型终端,在电缆线安装故障指示器、二遥终端和三遥终端,根据自动化终端类型确定故障影响模式。运用JAVA语言进行编程,实现从XML文件读取配网数据。以开关为边界划分配电网的区域节点,采用开源的图形库JGraphT存储配网拓扑信息。考虑故障停电情况,以用户年平均故障停电时间为评价供电可靠性的指标,分别建立以可靠性指标为优化目标和以投资总额为优化目标的配电自动化终端布点优化的动态规划模型。使用建模系统GAMS求解模型,得到配电终端布点优化结果。采用某地区区域配电网自动化终端布点规划作为算例验证,结果显示了该方法的可行性与优越性,为类似实际工程提供借鉴与依据。     

考虑天气因素的输电网可靠性区间评估及其仿射算法

为了考虑故障率和天气因素的不确定性对电网可靠性评估的影响,在输电线路分段模型的基础上,引入区间概率用于可靠性参数不确定的元件停运率建模。采用状态枚举法和区间运算对IEEE-RBTS系统进行可靠性评估。针对区间运算结果过于保守的问题,引入仿射算法,有效缩减了计算结果的区间范围。计算结果表明,天气因素对输电网可靠性评估的影响不容忽视,区间数形式的可靠性指标可以反映不确定部分的大小,证明了该方法的合理性和有效性。     

基于综合健康指数的设备状态评估

将健康指数作为表征设备整体健康状态优劣的指标,构建了设备健康状态的综合评估模型。在利用设备多个特征参数变化来反映设备运行状态的基础上,参照电力设备健康状况老化公式,提出了一个变量健康因子对设备运行状态健康指数进行修正。为综合考虑设备特征参数的重要程度,结合序关系法和熵权法改进了特征参数权重值的计算方式,使得设备健康状态综合评估体系的建立更加合理。最后,建立一种基于时间序列分析的非线性关系模型来拟合设备综合健康指数的变化趋势,评估未来健康状态并预测维护时间节点。利用该评估模型对某制氧厂的空压机进行了实例分析,结果表明该模型具有一定的有效性与合理性。