计及风电和小水电的发电系统可靠性评估研究

根据分布式电源随机输出功率的特点,利用集群技术,将较多的机组出力状态集合成较少的组群,建立了风电多容量机组可靠性模型和小水电机组改进的双状态模型。针对现有发电系统停运容量模型存在计算繁琐的问题,运用停运容量预备表优化排序,减省计算步骤和时间。将容量模型和日尖峰负荷模型结合,形成新型发电系统的裕度评估体系,采用某含多风电场和遍布小水电的地区的发电系统作为算例,编制MATLAB程序计算了一系列可靠性指标,定量分析了分布式电源对发电系统可靠性的影响。     

基于状态矩阵的大型城市配电网可靠性评估研究

以往配网可靠性评估中设备故障率为设备故障历史统计结果,对配网设备状态水平的反映具有滞后性,无法准确体现配网当前的实际可靠性水平。针对传统配网可靠性评估方法的不足提出了基于状态矩阵的大型城市配网可靠性评估方法,将以历史统计结果得到的配网设备故障率与配网运行设备状态结合,得到考虑配网设备所处时期、环境以及外力因素等实际状态的故障率模型,结合配网馈线分区法提出基于状态矩阵的大型城市配电网可靠性评估方法,通过算例分析验证了方法的有效性。     

计及无功电源故障的含风电场发电系统可靠性评估

针对现阶段含风电发电系统可靠性评估中尚未考虑无功功率影响的缺陷,在风电场常规可靠性评估模型的基础上,考虑了无功电源故障的影响,建立了风电场综合可靠性评估模型,定义了表征系统局部无功不足的可靠性指标。采用三级切负荷策略对计及有功功率短缺、无功功率短缺、电压越限的含风电场发电系统进行了可靠性评估。根据第三级切负荷策略确定了最佳无功补偿位置,应用就地无功补偿代替负荷切除,有效解决了电压越限问题。并以太原220kV系统为例,验证了该方法的有效性,为确定最佳无功补偿位置提供了依据。     

基于DBN的风电机组变桨系统可靠性动态评估

为了对风电机组变桨系统的潜在风险进行可靠的动态预测,针对变桨系统部件种类多、系统复杂、故障特征提取困难的问题,文章首先对变桨系统故障点和故障传递过程进行归纳分析,建立故障树;然后将其转化为融合Leaky Noisy-Or节点的动态贝叶斯网络（DBN）,保证了模型精度并具备了动态预测能力;最后采用5折交叉验证的方式对模型进行寻优并验证。测试结果表明,该方法在对变桨系统进行风险预测、故障致因分析、风险动态演化过程分析方面准确率较高,可指导变桨系统进行预防性维护,在保证风电机组整体安全方面具有工程应用价值。     

基于KECA-GRNN的风电机组齿轮箱状态监测与健康评估

为及时准确地评价风电机组齿轮箱的健康程度,提出一种基于KECA-GRNN的性能监测与评估方法。该方法分为状态监测、故障预测、健康评估3个阶段。在状态监测阶段,将KECA算法应用到风电机组的性能监测中,并采用SPE统计量监测齿轮箱状态。在故障预测阶段,将KECA算法提取的主元数据作为GRNN模型输入,建立KECA-GRNN预测模型,并采用预测残差的变化趋势定义报警限,实现故障的早期预警。在健康评估阶段,将多变量预测残差进行融合,增强评估的可靠性。最后,将该方法应用于某风场一台1.5 WM风电机组在故障前近2个月的部分SCADA数据中,结果表明可提前2周获知齿轮箱发生异常,实现了对风电机组齿轮箱健康状态的准确评估。     

基于风速-负荷联合状态的发输电系统可靠性评估研究

随着风电渗透率的不断增加,准确评估风电场对发输电系统可靠性的影响十分重要。文章基于拉丁超立方抽样法(LHS)和马尔可夫过程(Markov)理论,采用等频率状态划分方式,建立了风速-负荷的马尔可夫多状态转移过程,提出了一种计及风速-负荷自相关性和互相关性的LHS-Markov可靠性评估方法。以IEEE-RBTS测试系统为算例,使用实测风速数据,通过风速-负荷联合状态抽样对其进行模拟,分析了风电场容量对含风电场的发输电系统可靠性的影响。计算结果证明了该方法的有效性,对风电场的并网规划具有重要指导意义。     

抽水蓄能机组调速系统健康状态评估

采用层次分析法及模糊综合评判原理评估了响水涧抽水蓄能电站调速系统的健康状态。首先根据行业技术规程和电站试验及运行数据,建立了调速系统层次分析模型,基于油系统性能状态、工况性能状态、历史性能状态3大类及50余项运行指标对调速系统健康状态影响进行权重分析;其次建立了评语集,采用加权平均型模糊算子与合适的隶属度函数对各项指标实际运行数据进行了模糊评判;最后对响水涧机组调速系统性能及状态进行综合评估,确定了该系统的总体健康状态。     

基于随机组合赋权模糊评价的风电机组健康状态评估

由于健康指标权重随机性会导致风电机组状态评估灵敏度降低,提出一种评估风电机组健康状态的随机组合赋权模糊评价方法。首先,通过相关性、方差、偏度等多角度分析风电场采集与监视控制系统（SCADA）数据,结合IEC61400-1标准建立机组健康状态评估指标架构,并基于随机因子优化组合权重得到赋权公式,提高评估指标层权重的准确性。其次,为充分覆盖评估指标数据劣化度,基于岭型分布函数建立健康指标劣化隶属度计算函数。结合随机组合权重和隶属度函数,构建风电机组健康状态模糊综合评价数学模型。通过分层评估风电机组健康状态指标架构,得到机组健康等级并实现故障预警。最后,对大连驼山风电场多台机组进行评估试验,结果表明：该文方法能准确评估出风电机组健康状态等级,相比组合赋权云模型方法,灵敏度提高了1.85%。     

基于数据驱动的风电机组状态评估方法研究

为了延长风电机组平稳运行时长和减少故障停机次数,文章基于有监督主成分分析(SPCA)的Hotelling-T~2和Q统计量控制图,提出了一种风电机组状态监测与评估方法。首先,根据风电机组SCADA历史数据提取正常状态数据。然后,训练集成学习模型拟合主要状态变量,采用贝叶斯优化算法优化其中的超参数。最后,在移动时间窗内利用SPCA方法将监测数据分解到主成分空间与残差空间,计算真实数据与参考状态数据的Hotelling-T~2和Q统计量,并同时求取两种统计量的斯皮尔曼系数,通过划定阈值对机组进行状态评估。将该方法用于某风电场1.5 MW级风电机组,结果表明,该方法能够有效地对机组当前状态进行监测并识别出功率输出故障。     

基于状态转移矩阵的梯级水库优化调度确定性离散动态规划方法

基于状态转移矩阵的确定性离散动态规划(DDDP)方法是在考虑水库运行的综合利用的前提下,利用状态转移矩阵寻找出梯级水库优化调度过程中所有的可行策略,基于目标函数逆向搜索可行策略,得出最优解的优化算法。该方法可进行单库优化计算,也可以进行梯级水电站优化计算。文中以锦屏梯级为例,说明该方法可在满足梯级水库上下游生态用水、发电用水等综合利用的前提下,以梯级水电站发电效益最大为目标,求得梯级水库优化调度的较好解。     

一种发电系统可靠性评估的混合加速算法

针对使用时序蒙特卡洛法的可靠性评估计算效率低下、收敛特性较差等问题,提出一种结合基于交叉熵的重要抽样法和全概率公式法的混合时序蒙特卡洛评估算法,将其应用于发电系统可靠性评估中。基本思想是利用交叉熵优化过程获得近似零方差重要抽样密度函数,然后根据此时各元件故障率的扭曲程度确定对系统可靠性最重要的元件,对这些最重要的元件使用全概率公式,然后利用得到的各元件的新参数进行发电系统可靠性评估。由于两种基于不同原理的方差技术被组合使用,所以计算效率进一步提高,收敛速度进一步加快。最后使用可靠性测试系统IEEE-RTS以及修改后的测试系统对提出的方法进行验证,将所提方法(TP-CEMCS)的测试结果与传统时序蒙特卡洛法(MCS)、基于交叉熵的时序蒙特卡洛法(CE-MCS)和基于全概率公式的时序蒙特卡洛方法(TP-MCS)得到的结果进行比较,表明该方法在保证评估精度的基础上更进一步提高了计算速度。     

基于云模型的输电系统可靠性评估

传统输电系统可靠性评估将可靠性数据作为确切值进行评估,但是由于受客观条件的影响,可靠性原始数据经常是不确定的,这必然会导致评估不准确。用云模型理论建立模型,描述具有不确定性的可靠性数据,对输电系统进行可靠性评估,得到具有云模型形式的可靠性指标,对于工作人员来说更加直观。运用该方法对IEEE-RBTS和IEEE-RTS79可靠性测试系统进行评估,可以看出用云模型表示的模型更符合人类对不确定性的认知方式,证明了该方法的有效性。     

基于灰色综合评价模型的矿井通风系统可靠性评价

矿井通风系统的可靠性对矿山安全生产及效益提升均有巨大影响.为有效减少个人主观臆断带来的弊端,最大程度地保证客观评价,系统运用灰色综合评价模型对矿井通风系统的可靠性进行了综合评价.     

可再生能源并网发电的可靠性分析和节能分析

针对可再生能源机组并入电网的电能呈波动性对系统电能质量及运行可靠性产生较大不利影响,研究了接入可再生能源机组的电网的可靠性指标以便定量了解系统运行可靠性.基于蒙特卡罗法以IEEE-39节点标准测试系统为例,计算了接入风力发电机组和光伏发电机组后电网的可靠性指标LOLE,探讨了接入储能装置对可靠性指标产生的影响,设计了可再生能源发电煤耗节约量的计算方法.结果表明,同时接入两种机组优于单独接入一种机组,可再生能源并网机组的增加导致系统稳定性下降.     

基于GMR汽轮机危急遮断系统的可靠性评估

介绍了GMR系统在汽轮机危急遮断系统中的应用,并根据IEC标准对系统的安全可靠性进行分析。GMR系统的信号输入、总线传输、决策、输出环节等均采用独立无耦合的三重化冗余结构,使基于GMR的汽轮机危急遮断系统的安全可靠性大幅提高,从而实现了更加准确、稳定的汽轮机自动化控制。     

混合法与控制变量法耦合的发输电系统可靠性评估方法及应用

为提高评估速度与精度,提出了一种混合法与控制变量相结合的发输电系统可靠性评估方法,通过控制变量减小方差,在采样完成后进行解析判断,对系统发电机进行优化调整,再选择相应的控制变量进行可靠性指标的仿真计算,从而减少了状态评估时间,提高了计算速度。采用IEEE标准测试系统RTS进行计算,结果表明该方法在保持可靠性指标不变的前提下,大大加快了收敛速度,有效地减少了计算量,从而验证了该方法的正确性。     

基于最小路的配电网可靠性评估开关简化模型

为分析复杂配电网的可靠性,提出了一种基于最小路的可靠性评估开关简化模型。依据配电网安装大量开关的特点,以开关为核心,建立了配电网可靠性评估的开关简化模型,并依据图论理论最小路的概念与算法,结合配电网运行呈现辐射状的特点,将最小路搜索算法与配电网可靠性评估的开关简化模型相结合,提出了一种新的配电网可靠性计算方法,以算例计算验证了该方法的有效性。     

基于传递矩阵法的排气消声器改进设计

采用传递矩阵法,基于MATLAB软件编制程序对原消声器的插入损失进行了预测、分析以及优化,结合实机通过实验验证了优化的效果.实验结果表明,优化后的消声器比原消声器的插入损失提高了1.5dB(A),说明采用传递矩阵法对消声器进行改进设计为一有效的手段.     

基于配网拓扑矩阵的供电可靠性评估

传统的配电网供电可靠性算法集中于对系统与负荷整体可靠性的评估，并没有深入研究网架结构对负荷点可靠性的影响。从负荷点主供电路径环节、上下游设备故障影响和负荷点与多电源点的联络情况3方面出发，提出了一种基于配电网拓扑矩阵的供电可靠性评估方法。该方法利用配电网拓扑矩阵，形成了可以量化分析这3个方面对供电可靠性影响的关联关系矩阵，可以快速计算“环节、联络、相互影响”3方面对停电时间的影响，进而准确判定配电网网架结构对供电可靠性产生较大影响的薄弱环节。分析结果可为配电网的可靠性规划提供理论支撑。