国产30万千瓦汽轮发电机组的故障维修和马尔柯夫过程

本文根据国产30万千瓦汽轮发电机组的运行统计情况,提出用马尔柯夫过程来描述机组随机故障期。文中用概率链的方法即用概率转移矩阵及概率向量来预测机组未来状况。对机组在随机故障期的极限概率向量阐述了工程上的意义。     

兆瓦级直驱风力发电机组可靠性增长预测

针对试运行阶段的兆瓦级风力发电机组,提出基于广义伽玛分布的系统可靠性增长预测方法。根据随机过程和可靠性增长预测理论,阐明风电机组试运行过程中伴随维修的故障次数遵从非齐次泊松过程的规律,分析了机组未来故障时间分布,预测机组未来故障时间及故障时刻平均无故障工作时间的点估计及区间估计,引入方差系数,讨论了未来故障时间的预测精度。最后用机组试运行数据验证该方法的有效性。研究表明,该方法可以准确预测试运行阶段的风电机组可靠性。     

基于绕组分布的大型汽轮机组定子接地故障定位方法

定子接地故障是大型发电机组最为常见的故障类型,若能快速有效地定位绕组接地故障位置,对于加快机组检修进度、推进机组恢复供电具有重要价值.为此,提出一种基于绕组分布的大型汽轮机组定子单相接地故障定位方法,从大型机组定子单相接地时的故障特征及绕组电势分布的影响分析出发,构建机组绕组的零序电压所满足的幅值方程和相位方程,并结合...     

区外故障引起的发电机功率突降保护误切机动作分析

在发电机组甩负荷初始状态时,发电机功率突降保护装置可快速作出判断并安全停机。文中描述了某电厂出线故障引起功率振荡,发电机组功率变送器传变周期与汽轮机数字电液控制系统(DEH)的设定值不匹配,且波形发生畸变,继而造成机组调门误关闭,功率突降保护动作导致跳机的事件,分析了此动作事件成因,并就如何防范与解决大型机组发生类似问题提出了合理化建议和改进思路。     

试运行期间风电机组平均故障间隔时间的估计

试运行期间平均故障间隔时间(mean time between failures,MTBF)是反映风电机组可靠性的重要指标,但由于此期间的运行故障数据样本少且故障停机随机性较强,现有MTBF分析方法的误差较大。针对此种小样本估计问题和故障的随机性,提出了一种利用多台机组运行信息的MTBF估计方法。其基本思路是:根据风电机组安装及其故障数据的特点,构造具有相同配置的多台故障停机的随机截尾数据,对机组的可靠度进行Kaplan-Meier非参数估计;基于这种初步估计结果,再进行二参数威布尔(Weibull)分布拟合,并根据Weibull分布的性质计算得到机组的MTBF。该文利用北方某风电场的试运行数据,对2012年11月投产的20台风电机组进行了MTBF分析计算,结果表明该方法能够有效提高机组试运行期MTBF估计的精度。     

互感器二次回路故障分析与防范措施

电力系统改革的大力推进,使得发电容量连年攀升。各投资集团为了求得效益。争时间、抢速度,加速安装机组。电力设备的反事故措施在施工过程中屡屡得不到认真实施,使机组投运后故障频出。本文结合华北某发电厂连续发生的两起互感器二次回路故障导致大型发电机组跳闸事件,分析了电气设备发生事故的原因。     

考虑电、气备用协同配置的故障传播影响抑制策略

随着电网与气网间耦合程度的增强,天然气系统中的随机故障可能通过天然气机组传导至电力系统。为降低故障传播带来的不利影响,提出了面向可靠性提升的电-气耦合系统备用优化方法,实现电力与天然气备用的协同配置。首先,综合考虑产能与传输元件故障及传播过程等因素,依次构建天然气与电力系统的可靠性约束,描述可靠性指标与电、气备用间的关联性。基于此,提出了考虑可靠性约束的电、气备用的协同配置模型,确定各时刻发电机组、气源和储能装置提供的备用量。为提高求解效率,采用分段线性化技术与大M法相结合的方法将所构建模型转化为混合整数线性模型求解。算例结果表明,合理安排天然气备用可有效降低气-电故障传播给系统可靠性带来的不利影响。     

大型汽轮发电机组在不同工况下的碰摩研究

根据10年来30起大型汽轮发电机组发生碰摩故障的实例,对发生碰摩故障时机组所处的工况进行了统计分析,结果表明:大型汽轮发电机组在大修后首次启动发生碰摩故障的比率增加,因运行引起的碰摩故障比率增大。结合现场实际案例阐述了机组在不同工况下发生碰摩故障所表现的特征,分析了引起机组碰摩故障的主要原因,进一步提出了现场处理碰摩故障的有效措施,为大型汽轮发电机组的安全运行提供了技术参考与依据。     

以槽电势为分析单元的大型发电机定子接地故障定位方法

已有的大型发电机定子绕组单相接地故障定位方法一般以线圈匝电势为分析单元,对于短距绕组的机组存在理论误差。为此,提出一种以槽电势为分析单元的大型发电机定子单相接地故障定位方法。首先,基于绕组连接顺序,以槽电势为单元建立定子绕组电势分布的解析表达式。然后,针对发电机是否配备注入式定子接地保护采取不同的故障定位方案。若配备注入式定子接地保护,则基于注入式设备的过渡电阻测量值构造故障评价指标。若未配备注入式定子接地保护,则引入3次谐波测量值构造不含过渡电阻的故障评价指标。最后,在故障相人为设置多个虚拟参考点,结合绕组电势分布计算各虚拟参考点的故障评价指标,将计算值最小的虚拟参考点视为故障位置,进而确定故障所在槽编号。利用在PSCAD中搭建的准分布参数仿真模型验证了所提方法的有效性。     

发电机转子绕组接地故障查找及处理

针对吉林热电厂10号发电机组转子绕组绝缘故障进行了分析，经测试确定了故障的性质和故障点，结合机组大修进行了处理，使机组恢复正常运行。此处理方法可供同类型机组故障的处理参考。     

基于电流安全裕度状态空间截断的可靠性算法

给出了一种快速计算紧急状态下线路电流的方法,引入线路电流安全裕度指标,利用该指标来辨识跳闸线路的关键影响线路和预测系统可能发生的多重故障事件,并在此基础上提出基于线路电流安全裕度的系统状态空间截断可靠性算法。该算法将线路跳闸后安全裕度较小的故障事件筛选出来,能有效截断系统故障状态空间,协调事件可靠性分析在计算速度和精度上的矛盾。应用表明,该方法不但能有效进行事件可靠性的影响与截断分析,还能反映出系统可靠性指标与线路电流安全裕度的变化关系,找出系统发生大规模故障的临界线路电流安全裕度,为防止大停电事故的发生提供决策参考。     

浅议机组安装发电机出口断路器

沙角C电厂机组安装了发电机出口断路器(GCB)，这种应用在国内电厂大型机组中为首次尝试，为此，根据实际运行情况，分析了机组出现各种故障情况下，GCB发挥的积极作用，这是运用GCB的可贵经验，供同类型机组借鉴。     

Dynamic reliability assessment for bilateral contract electricity providers in restructured power systems

This paper presents a new method to evaluate dynamic reliability indices for bilateral contract electricity providers in restructured power systems. The proposed method is based on the combination of stochastic processes methods and the universal generating function technique. It can provide dynamic reliability assessment for bilateral providers in restructured power systems. In the proposed method, generating units are represented as multi-state models (up to 10 states and more), which are more accurate than the conventional binary-state models. To avoid the “dimension damnation” problem caused by solving the stochastic process model of the entire system, only the stochastic model for each unit is solved. The state probabilities for the bilateral contract electricity provider and the corresponding reliability indices are evaluated by using simple algebraic operations based on the universal generating function technique. Moreover, techniques for the reliability evaluation of bilateral contract electricity provider considering reserve agreements with other generation companies are also proposed in this paper. An example considering different types of generating units from industry is used to illustrate the proposed method.     

基于连锁故障序列分析的电网脆弱性评估

电力系统的脆弱环节与连锁故障有着密切的联系,同时也是动态监测和控制的重要依据。为了有效地辨识出系统的脆弱环节,提出了基于不确定多属性决策理论的连锁故障搜索及电网脆弱性评估的新方法。首先,根据支路与支路保护之间的故障关系,建立了初始故障事件集,并计及各种引发连锁故障的因素形成实时条件下的决策矩阵,运用基于信息熵的多属性决策方法对初始故障事件进行排序,通过与设定的门槛值进行比较筛选出合适的初始故障事件;其次,基于改进的支路运行可靠性模型对后续故障进行搜索;最后,利用脆弱度函数对故障序列、节点及整个系统进行脆弱性评估。算例结果分析表明该方法具有良好的应用前景。     

Reliability analysis of emergency and standby power systems

Different facilities have varying requirements for reliability of electric power supply. The reliability indices of an actual physical system can be estimated by collecting data on the occurrence of failures and the durations of repair. The Monte Carlo method mimics the failure and repair history of the components and the system by using the probability distributions of the component state durations. Statistics are then collected and indices estimated using statistical inference. There are two basic approaches for Monte Carlo simulation: (1) sequential simulation and (2) random sampling. The sequential simulation proceeds by generating a sequence of events using random numbers and probability distributions of random variables representing component state durations. In random sampling, states are drawn based on the probability distributions of component states and random numbers. Further, there are two methods for representing the passage of time in sequential simulation: (1) the fixed interval method, also called synchronous timing, and (2) the next event or asynchronous timing method. In the fixed interval method, time is advanced in steps of fixed length and the system state is updated. In the next event method, time is advanced to the occurrence of the next event. In actual implementations, it is likely that combinations of the timing controls may be used. The sampling method is generally faster than the sequential technique, but is suitable when component failures and repairs are independent. This article presents the sequential method for reliability analysis     

复杂电网连锁故障预测

分析近年来发生的连锁故障案例得出:故障过程中常伴随母线低电压和线路过载问题,且它们对事故发展起到关键的推动作用。针对这一特性,提出一种连锁故障预测方法,在事故发生后计算系统潮流以判断节点电压波动及线路的过负荷情况并依判据切除相应元件,预测出连锁故障的序列事件,为事故对策做好准备,从而有利于减小大停电发生事件概率,缩小事故影响范围。     

基于风险性的继电保护装置可靠性计算

从风险性角度给出了一种评价工矿企业电网继电保护装置可靠性的指标,该指标综合考虑了保护装置的正确不动作事件、失效事件的后果以及被保护设备故障率等因素;将保护装置的拒动失效事件分为不扩大拒动状态和扩大拒动状态,建立了保护动作的马尔可夫模型,运用状态空间法求解出保护装置的可靠性。以失效事件造成的损失最小为目标,确立了可靠性与定期维护周期之间的关系。算例分析结果表明,本文建立的完备概率模型及采用的可靠性计算指标为研究继电保护装置性能,提供了一种新的分析思路。     

基于偏最小二乘法的设备故障率计算

设备原始参数的求取是评估电力系统可靠性的前提和基础,包括设备的故障率、修复率等.文章利用偏最小二乘法,借助1995～2000年的全国100MW火力发电机组的多项可靠性统计指标,对其中蕴含的信息进行提取,建立了可靠性指标与可靠性原始参数之间的函数关系,得到了设备故障率的拟合值,并以图示的方法给出了拟合结果,最后与实际值进行了比较.计算结果表明,可靠性原始参数与可靠性指标之间存在函数关系,可由可靠性指标求取可靠性原始参数,为原始参数的求取提供了一种新方法.     

考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估

提出了考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估方法。采用继电保护隐性故障的概率模型描述保护装置对电力系统风险的影响,通过分析保护系统的机理表明保护装置在连锁故障中的作用,用母线孤立风险、负荷孤立风险、电网解列风险及系统综合风险来评估系统的连锁故障风险,并据此提出了减小系统连锁故障风险的预防措施。应用蒙特卡罗方法产生系统事故、保护装置和隐性故障的随机特性,编写了电力系统连锁故障风险评估与预防软件。IEEE118节点系统的应用结果证明了该方法的可行性及软件的有效性。     

高压直流换流站的相关失效模式探讨

相关性是系统失效的普遍特征,是系统可靠性分析中不可回避的问题。对高压直流输电系统两端换流站内的主要相关失效模式进行了分类研究,以交流滤波器组、控制保护系统、换流阀系统、平波电抗器等具有代表性的系统为例,根据失效过程的不同特点,分别建立了串联系统、含重复事件的故障树、载荷-性能模型以及马尔柯夫过程等相适应的可靠性分析模型,并给出了相应的系统失效概率计算公式,为高压直流输电系统的可靠性评估提供了有效的模型基础和可行的分析方法。