不同电气主接线的可靠性评估.pdf

第十一届全国电工数学学术年会论文集不同电气主接线的可靠性评估李佳(华北电力大学102206) 摘要:,建立了四状态元件模型,使用最小割集法量化了三种电气主接线的可靠性与经济性指标,可以直观地分析、比较其各自的可靠性水平,与经济性相结合综合选择最优的主接线方案。关键词:电气主接线、最小割集、可靠性指标、经济性 0引言发电厂、变电所是电力系统的主要组成部分,其电气主接线的可靠性评估是电力系统可靠性研究的一个重要领域。发电厂、变电站电气主接线的可靠性是指在组成电气主接线系统的元件(断路器、变压器、隔离开关、母线等)可靠性参数已知和可靠性准则给定的条件下,按可靠性准则评估整个主接线系统满足电力系统电能和电量需求能力的量度。对电气主接线系统的研究,国际上已有30余年的历史。1970年,引入了开关操作过程对输电系统可靠性的影响,1971年正式提出了断路器的三状态模型11,从而使主接线可靠性的研究成为电力系统可靠性研究的一个独立分支。这里的三状态是指正常状态(N)、事故发生但尚未切除状态(S)以及事故切除后修复状态(R)。这种基于独立元件故障假设的模型成为电气主接线可靠性研究的基础模型。随后,引入了ActiVe和PassiVe故障的概念,将元件的故障模式分析得更加细致。后来,电气主接线研究中考虑了常开元件问题、辅助系统的影响、继电保护系统的影响, 使得该领域的研究不断深入。文献[2】在三状态模型的基础上增加了计划检修(M)状态,建立了四状态模型,使用基于邻接终点矩阵的最小割集算法进行电气主接线的可靠性分析。本文在文献【2】模型的基础上,将发生但尚未切除状态(S)合并入修复状态(R),将元件的故障以主动故障和被动故障分开考虑,使用最小割集法进行主接线可靠性分析,量化比较了三种电气主接线的可靠性与经济性指标,以此综合选择最优的主接线方案,结果表明方法可行。 1可靠性模型一般来说,电力系统中元件的停电行为可能由多种原因造成,诸如:短路、开路、检修等等。在发现短路故障的情况下,故障元件的保护装置将会动作来保护该元件。某些情况由于元件自身原因而停电的情况下,相应的保护装置就不会动作。在可靠性评估中,不仅造成故障元件本身退出运行,还会造成保护区内所有断路器动作,从而使非故障元件被迫停运的这种故障被称为主动性故斟3】;而故障只造成故障元件本身退出运行,不影响其他元件的运行时,称之为被动性故障。在进行主接线可靠性评估时,会涉及到很多种类的元件,除了进出线路外,还包括变压器、断路器、隔离开关、母线等等。本文考虑了上述提到的这两种故障类型,对于以上元件使用如下图l所示的四态模型。 27l 李佳:不同电气主接线的可靠性评估 2可靠性与经济性评估指标本文在做变电站主接线可靠性定量分析时,采用如下可靠性与经济性指标: (1)故障率以: (2)故障平均停电持续时间烁: 圈1兀件的四状忑模型(3)年停电平均时间(U):系统一年中发生故障的期望平均停电持续时间; u:≯磐(1) l+冬坛一(4)可用率(A):系统处于可用状态的概率; 爿:1一兰(2) 8760 一(5)期望故障受阻电能(EENs):系统一年中由于发生停电故障无法送出的电能的期望值; 劂=∑如‰厶(3) 其中冬j、,鹭和厶是第j回出