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摘 要

电力系统在本质上一直在不稳定的环境中运行，重要输配电设备的故障、元件的老化以及自然环境的变化会对电力系统运行产生严重的影响，最终造成大停电事故。因此，电力系统运行可靠性评估就显得至关重要。常规的电力系统可靠性评估是基于可靠性数据的长期统计平均值与平稳状态概率，评估电力系统在固定的运行方式下长期运行的平均可靠性水平，主要用于电力系统规划和设计。在短时间尺度上，电力系统的运行状态可能受到外部环境、系统运行条件、机组爬坡速率、切负荷策略等系统运行行为等多种因素的影响。本课题拟通过建立电力系统的运行可靠性模型，实现对系统短期运行可靠性的评估。本课题的研究能够为电力系统的调度运行规划的制定提供参考意见。

关键词：电力系统；运行可靠性；可靠性模型；评估算法

Power System Operational Reliability Evaluation

Abstract

Power systems have been operating in an unstable environment in nature, and the failure of important transmission and distribution equipment, the aging of components and changes in the natural environment will have a serious impact on the operation of power systems, resulting in major power outages. Therefore, it is very important to evaluate the reliability of power system operation. The conventional reliability evaluation of power system is based on the long-term statistical average and the probability of stable state of reliability data, and the average reliability level of long-term operation of power system under fixed operational mode is mainly used for power system planning and design. On a short-term scale, the operating state of the power system may be affected by many factors such as the external environment, the operating conditions of the system, the climbing rate of the unit, and the operation behavior of the system, such as the load-cutting strategy. This topic is intended to evaluate the short-term operational reliability of the power system by establishing the operational reliability model of the power system. The research of this topic can provide reference for the formulation of the scheduling operation plan of the power system.

Keywords: power system; operational reliability; reliability models; reliability evaluation

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 研究现状 1

1.3 工作任务 2

第二章 电力系统运行可靠性评估的原理 3

2.1 电力系统运行可靠性的概述 3

2.1.1 运行可靠性的定义 3

2.1.2 运行可靠性的关键问题 3

2.2 元件的运行可靠性模型 4

2.2.1 线路保护动作致停运模型 5

2.2.2 发电机电压、频率保护动作模型 6

2.3 评估方法 9

2.3.1 系统状态选择方法 9

2.3.2 运行可靠性评估方法 10

2.4 运行可靠性评估指标 12

2.4.1 失负荷概率LOLP 12

2.4.2 失负荷频率LOLF 12

2.4.3 失负荷期望LOLE 12

2.4.4 电力不足期望值EDNS 12

2.4.5 电量不足期望值EENS 12

2.4.6 严重程度指标SI 12

2.4.7 供电可用率SA 13

2.5 本章小结 13

第三章 算例分析 14

3.1 系统介绍 14

3.2 参数选取 14

3.3 线路故障对运行可靠性的影响 16

3.4 发电机故障对运行可靠性的影响 17

第四章 总结 20

致谢 21

参考文献 22

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

随着技术的不断发展，电力行业在现代社会中扮演着举足轻重的角色，起到保障基础产业、提升国民经济的重要作用。电力毫无疑问地成为了当代经济社会的能源保障，其中，电网就是维持其发展的纽带。随着时代的发展，电力行业的生产逐渐变得集中起来，效率也越来越高了，但是由于需要大量的开采和运输发电过程所需的能源以及解决能源转换过程中必然带来的环境污染问题，这使得电源中心不得不远离负荷中心。但我们仍然需要保证将稳定安全的电能持续地输送给电力用户，就只能尽量的扩大电网的规模，造成电网构造日趋复杂，输送距离逐渐增长，电压等级越来越高，电网容量日益扩大。但与此同时，电力系统安全运行的问题也就逐渐突出^[1-2]。自20世纪60年代起，国内外多个国家均发生过严重的停电事故，这给人们带来了巨大的经济损失和社会危害，引起了各国学者对电力系统运行可靠性的高度关注^[3]。由于我国的电力行业发展十分迅速，而安全性能难以及时跟上，所以导致大面积停电事故所引起的影响逐渐超出应有的控制。现在我们要解决的主要问题就是如何尽可能提高电力系统在运行时的可靠性。

随着电网规模日益扩大，电力系统在运行时极易受到内外因素的影响，比如元件运性状态异常导致的负荷异常、以后环境极端恶劣等，这些因素都会提升元件的故障率。在这样的条件下，仅仅用确定性的方法是不能保证现代电力系统的严格要求的，应该在系统初期规划时就考虑好不同运行条件的情况，这样才可以有效地保障电力系统运行可靠性。综上所述，我们对电力系统进行决策时，不但要考虑确定性的方法，还需要考虑系统在实时运行时的不同情况。因此，本文有着丰富的现实背景，并由此致力于实时运行条件下电力系统运行可靠性的研究。

1.2 研究现状

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