CN110516287B - 一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，该方法同时考虑电网运行方式和环境温度、负荷的不确定性和随机性，通过电网能量管理系统EMS获取电网运行的数据，在考虑电网运行方式的不确定性和随机性时主要是引入发电机、线路、变压器等设备的不确定性运行状态，在考虑环境温度、负荷的不确定性时主要引入环境温度、负荷的不确定性状态，假设用威布尔分布来模拟电网运行方式中各设备组中元件的老化失效过程，在概率分析的基础上计算电网中元件可修复失效引起和老化失效引起的不可用率，为电网调度运行及可靠性评估提供必要的技术支撑。

Description

一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法
技术领域
本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法。
背景技术
随着电力市场的发展，电力供应的稳定性成为了人们日益关注的问题。电力系统是由大量的发电机、架空输电线路、变压器及电力用户等元件组成，且这些元件大都是可修复元件，元件停运是系统故障停运失效的根本原因。系统运行方式、网络结构和运行条件发生变化时，引发的线路潮流、母线电压、系统频率等的变化将会直接影响到系统元件的停运概率，与此同时，天气、温度等外界因素也会影响到系统元件的停运概率；另外，负荷和电力系统的运行也都充满了不确定性，因而不可能对其准确预测。
一个电力系统是已运行多年且还将继续运行的系统，系统中的元件可能已经历了多次失效和修复。电力系统风险评估方法中通常采用元件的不可用率来描述系统停运模型，大多数情况下，只计入可修复的强迫停运，有时也对计划停运进行模拟，直到目前为止，电力系统的传统风险评估中仅考虑可修复失效，而忽略了老化失效。
作为一种常见现象的设备老化，已日益受到许多公司的重点关注，因此如果元件已接近寿命末期，风险评估中应包含元件的老化失效模式。老化失效是与历史(即元件服役年龄)有关的条件失效事件，不考虑老化失效将极有可能导致低估电力系统风险。由于一个元件发生老化失效将是永久性的，所以老化失效没有修复时间的概念。此外，老化失效的失效率随时间增长而增大，而环境温度和负荷都会引起元件的老化失效。
针对供电系统停运失效概率，以往通常采用潮流计算的方法来加以判断和确认，且建立的供电系统停运模型大都仅考虑了可修复失效，而忽略了老化失效，所以这种计算方法无法确定电网当中发生老化失效的供电系统停运概率，更不能确定发生老化失效的元件个数及损失。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，该方法能够确定系统中元件发生老化失效个数、损失和风险。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，包括下述步骤：
S1，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台发电机Gi十年内处于强迫停运状态的次数，确定失效率
Figure BDA0002124248640000021
修复率
Figure BDA0002124248640000022
采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台发电机发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数
Figure BDA0002124248640000023
尺度参数
Figure BDA0002124248640000024
S2，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i条线路Li十年内处于强迫停运状态的次数，确定失效率
Figure BDA0002124248640000025
修复率
Figure BDA0002124248640000026
采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i条线路发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数
Figure BDA0002124248640000031
尺度参数
Figure BDA0002124248640000032
S3，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台变压器Ti十年内处于强迫停运状态的次数，确定失效率
Figure BDA0002124248640000033
修复率
Figure BDA0002124248640000034
采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台变压器发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数
Figure BDA0002124248640000035
尺度参数
Figure BDA0002124248640000036
S4，计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在n台发电机老化失效引起的联合不可用率，计算公式为：
Figure BDA0002124248640000037
式中
Figure BDA0002124248640000038
为有n台发电机发生老化失效并使这些发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率；
S5，计算并列供电系统线路强迫停运同时存在n条线路老化失效引起的联合不可用率，计算公式为：
Figure BDA0002124248640000039
式中
Figure BDA00021242486400000310
为有n条线路发生老化失效并使这些线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率；
S6，计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在n台变压器老化失效引起的联合不可用率，计算公式为：
Figure BDA0002124248640000041
式中
Figure BDA0002124248640000042
为有n台变压器发生老化失效并使这些变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率；
S7，计算并列供电系统计及老化失效的联合停运概率，计算公式为：
Figure BDA0002124248640000043
优选地，所述步骤S4中，并列供电系统发电机强迫停运同时存在n台发电机老化失效引起的联合不可用率的计算步骤为：
S4.1，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定一台发电机发生老化失效并使该台发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000044
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000045
式中GOUT1为NG台发电机中一台发电机发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在一台发电机老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000051
S4.2，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定两台发电机发生老化失效并使这两台发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000052
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000053
式中GOUT2为NG台发电机中两台发电机发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在两台发电机老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000054
S4.3，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定三台发电机发生老化失效并使这三台发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000055
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000056
式中GOUT3为NG台发电机中三台发电机发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在三台发电机老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000061
S4.4，依照此规律，直到计算并确定了并列供电系统发电机强迫停运同时存在n台发电机老化失效引起的联合不可用率。
优选地，所述步骤S5中，并列供电系统线路强迫停运同时存在n条线路老化失效引起的联合不可用率的计算步骤为：
S5.1，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定一条线路发生老化失效并使该条线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000062
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000063
式中LOUT1为NL条线路中一条线路发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统线路强迫停运同时存在一条线路老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000064
S5.2，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定两条线路发生老化失效并使这两条线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000071
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000072
式中LOUT2为NL条线路中两条线路发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统线路强迫停运同时存在两条线路老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000073
S5.3，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定三条线路发生老化失效并使这三条线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000074
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000075
式中LOUT3为NL条线路中三条线路发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统线路强迫停运同时存在三条线路老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000081
S5.4，依照此规律，直到计算并确定了并列供电系统线路强迫停运同时存在n条线路老化失效引起的联合不可用率。
优选地，所述步骤S6中，并列供电系统变压器强迫停运同时存在n台变压器老化失效引起的联合不可用率的计算步骤为：
S6.1，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定一台变压器发生老化失效并使该台变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000082
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000083
式中TOUT1为NT台变压器中一台变压器发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在一台变压器老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000084
S6.2，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定两台变压器发生老化失效并使这两台变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000091
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000092
式中TOUT2为NT台变压器中两台变压器发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在两台变压器老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000093
S6.3，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定三台变压器发生老化失效并使这三台变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000094
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000095
式中TOUT3为NT台变压器中三台变压器发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在三台变压器老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000096
S6.4，依照此规律，直到计算并确定了并列供电系统变压器强迫停运同时存在n台变压器老化失效引起的联合不可用率。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
本发明可计算出在一定运行周期(1年、5年或10年等)内，多发电机、线路、变压器并列供电系统由强迫停运(可修复失效)以及在给定各元件已服役T年的条件下同时给定后续时间期间t内由老化失效引起的联合不可用率，为系统风险评估提供技术方法，为电网可靠运行提供技术支撑。
附图说明
图1为本发明所针对的老化失效模型所给定的后续时间期间t内的时间分段示意图；
图2为本发明所针对的并列供电系统组成和连接关系示意图；
图3为本发明的流程框图。
图中附图标记为：1、并列运行的第一台发电机；2、并列运行的第NG台发电机；3、发电机机端母线；4、并列运行的第一条线路；5、并列运行的第NL条线路；6、变压器高压母线；7、并列运行的第一台变压器；8、并列运行的第NT台变压器；9、变压器低压母线；10、负荷。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本发明提供了一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，该方法的基本原理是同时考虑电网运行方式和环境温度、负荷的不确定性和随机性，通过电网能量管理系统EMS获取电网运行的数据，在考虑电网运行方式的不确定性和随机性时主要是引入发电机、线路、变压器等设备的不确定性运行状态，在考虑环境温度、负荷的不确定性时主要引入环境温度、负荷的不确定性状态，假设用威布尔分布来模拟电网运行方式中各设备组中元件的老化失效过程，在概率分析的基础上计算电网中元件可修复失效引起和老化失效引起的不可用率，为电网调度运行及可靠性评估提供必要的技术支撑。
该方法针对图2所示的多发电机、多线路、多变压器并列供电系统，并考虑发电机、输电线路和变压器中发生老化失效的元件个数，再结合并列发电机运行方式改变、输电线路运行方式改变和变压器运行方式改变的不确定性和随机性，提出并列供电系统中计及老化失效的停运概率计算方法；图2中，由NG台发电机G1、G2、…、GNG并列运行，NL条线路L1、L2、L3、…、LNL并列运行和NT台变压器T1、T2、T3、…、TNT并列运行组成供电系统，假设负荷功率为SD(SD＝PD+jQD)。这是一种由多发电机、多线路、多变压器及负荷组成的并列供电系统。元件老化失效引起的不可用率被定义为，给定元件已服役T年的条件下在时间t内不可用的概率。为分析老化失效引起的不可用率，把考察的后续时间(t)按时间长度Δx等分成N个时段，分段的端点用tj(j＝0，1，2，...，N)标示，如图1所示。
如图3所示，一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，包括下述步骤：
图3中的步骤1描述发电机强迫停运概率的参数确定及其发生老化失效概率的威布尔分布函数确定和参数计算的过程和方法。从电网能量管理系统EMS获取并列运行发电机的运行数据，按照抽取10年(1年作为每一个时段)的数据规模进行处理、计算和分析。对于可修复失效，重点抽取发电机强迫停运次数、失效频率、修复时间及其发生的条件(温度、负载率)等数据，然后通过计算得到发电机的失效率和修复率；对于老化失效，重点抽取各台发电机投运和退役年份及其发生的条件(温度、负载率)等数据，进而确定各发电机的服役年龄及存活概率，采用概率分析方法验证这些数据是否具备威布尔分布特征，并确定其概率分布函数。具体来说，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台发电机Gi十年内处于强迫停运(可修复失效)状态的次数，确定失效率
Figure BDA0002124248640000121
修复率
Figure BDA0002124248640000122
采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台发电机发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数
Figure BDA0002124248640000123
尺度参数
Figure BDA0002124248640000124
图3中的步骤2描述线路强迫停运概率的参数确定及其发生老化失效概率的威布尔分布函数确定和参数计算的过程和方法。从电网能量管理系统EMS获取并列运行线路的运行数据，按照抽取10年(1年作为每一个时段)的数据规模进行处理、计算和分析。对于可修复失效，重点抽取线路强迫停运次数、失效频率、修复时间及其发生的条件(温度、负载率)等数据，然后通过计算得到线路的失效率和修复率；对于老化失效，重点抽取各条线路投运和退役年份及其发生的条件(温度、负载率)等数据，进而确定各线路的服役年龄及存活概率，采用概率分析方法验证这些数据是否具备威布尔分布特征，并确定其概率分布函数。具体来说，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i条线路Li十年内处于强迫停运(可修复失效)状态的次数，确定失效率
Figure BDA0002124248640000131
修复率
Figure BDA0002124248640000132
采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i条线路发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数
Figure BDA0002124248640000133
尺度参数
Figure BDA0002124248640000134
图3中的步骤3描述变压器强迫停运概率的参数确定及其发生老化失效概率的威布尔分布函数确定和参数计算的过程和方法。从电网能量管理系统EMS获取并列运行变压器的运行数据，按照抽取10年(1年作为每一个时段)的数据规模进行处理、计算和分析。对于可修复失效，重点抽取变压器强迫停运次数、失效频率、修复时间及其发生的条件(温度、负载率)等数据，然后通过计算得到变压器的失效率和修复率；对于老化失效，重点抽取各台变压器投运和退役年份及其发生的条件(温度、负载率)等数据，进而确定各变压器的服役年龄及存活概率，采用概率分析方法验证这些数据是否具备威布尔分布特征，并确定其概率分布函数。具体来说，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台变压器Ti十年内处于强迫停运(可修复失效)状态的次数，确定失效率
Figure BDA0002124248640000135
修复率
Figure BDA0002124248640000136
采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台变压器发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数
Figure BDA0002124248640000137
尺度参数
Figure BDA0002124248640000138
图3中的步骤4描述计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在n台发电机老化失效引起的联合不可用率，计算公式为：
Figure BDA0002124248640000139
式中
Figure BDA00021242486400001310
为有n台发电机发生老化失效并使这些发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率；
所述步骤S4中，并列供电系统发电机强迫停运同时存在n台发电机老化失效引起的联合不可用率的计算步骤为：
S4.1，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定一台发电机发生老化失效并使该台发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000141
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000142
式中GOUT1为NG台发电机中一台发电机发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在一台发电机老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000143
S4.2，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定两台发电机发生老化失效并使这两台发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000144
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000145
式中GOUT2为NG台发电机中两台发电机发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在两台发电机老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000151
S4.3，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定三台发电机发生老化失效并使这三台发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000152
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000153
式中GOUT3为NG台发电机中三台发电机发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在三台发电机老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000154
S4.4，依照此规律，直到计算并确定了并列供电系统发电机强迫停运同时存在n台发电机老化失效引起的联合不可用率。
图3中的步骤5描述计算并列供电系统线路强迫停运同时存在n条线路老化失效引起的联合不可用率，计算公式为：
Figure BDA0002124248640000161
式中
Figure BDA0002124248640000162
为有n条线路发生老化失效并使这些线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率；
所述步骤S5中，并列供电系统线路强迫停运同时存在n条线路老化失效引起的联合不可用率的计算步骤为：
S5.1，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定一条线路发生老化失效并使该条线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000163
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000164
式中LOUT1为NL条线路中一条线路发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统线路强迫停运同时存在一条线路老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000165
S5.2，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定两条线路发生老化失效并使这两条线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000171
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000172
式中LOUT2为NL条线路中两条线路发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统线路强迫停运同时存在两条线路老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000173
S5.3，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定三条线路发生老化失效并使这三条线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000174
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000175
式中LOUT3为NL条线路中三条线路发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统线路强迫停运同时存在三条线路老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000176
S5.4，依照此规律，直到计算并确定了并列供电系统线路强迫停运同时存在n条线路老化失效引起的联合不可用率。
图3中的步骤6描述计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在n台变压器老化失效引起的联合不可用率，计算公式为：
Figure BDA0002124248640000181
式中
Figure BDA0002124248640000182
为有n台变压器发生老化失效并使这些变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率；
所述步骤S6中，并列供电系统变压器强迫停运同时存在n台变压器老化失效引起的联合不可用率的计算步骤为：
S6.1，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定一台变压器发生老化失效并使该台变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000183
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000184
式中TOUT1为NT台变压器中一台变压器发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在一台变压器老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000191
S6.2，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定两台变压器发生老化失效并使这两台变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000192
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000193
式中TOUT2为NT台变压器中两台变压器发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在两台变压器老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000194
S6.3，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定三台变压器发生老化失效并使这三台变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure BDA0002124248640000195
其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000196
式中TOUT3为NT台变压器中三台变压器发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在三台变压器老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure BDA0002124248640000201
S6.4，依照此规律，直到计算并确定了并列供电系统变压器强迫停运同时存在n台变压器老化失效引起的联合不可用率。
图3中的步骤7描述计算并列供电系统计及老化失效的联合停运概率，计算公式为：
Figure BDA0002124248640000202
计及老化失效的并列供电系统停运概率，与一定运行周期内发电机、线路和变压器发生可修复失效引起的不可用率有关系；与一定运行周期内发电机、线路和变压器发生老化失效引起的不可用率有关系；与一定运行周期内发电机、线路和变压器所处环境温度、负荷有关系。
本发明可计算出在一定运行周期(1年、5年或10年等)内，多发电机、线路、变压器并列供电系统由强迫停运(可修复失效)以及在给定各元件已服役T年的条件下同时给定后续时间期间t内由老化失效引起的联合不可用率，为系统风险评估提供技术方法，为电网可靠运行提供技术支撑。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，其特征在于，包括下述步骤：
S1，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台发电机Gi十年内处于强迫停运状态的次数，确定失效率
Figure FDA0003687590390000011
修复率
Figure FDA0003687590390000012
采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台发电机发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数
Figure FDA0003687590390000013
尺度参数
Figure FDA0003687590390000014
S2，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i条线路Li十年内处于强迫停运状态的次数，确定失效率
Figure FDA0003687590390000015
修复率
Figure FDA0003687590390000016
采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i条线路发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数
Figure FDA0003687590390000017
尺度参数
Figure FDA0003687590390000018
S3，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台变压器Ti十年内处于强迫停运状态的次数，确定失效率
Figure FDA0003687590390000019
修复率
Figure FDA00036875903900000110
采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台变压器发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数
Figure FDA00036875903900000111
尺度参数
Figure FDA00036875903900000112
S4，计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在n台发电机老化失效引起的联合不可用率，计算公式为：
Figure FDA00036875903900000113
式中
Figure FDA0003687590390000021
为有n台发电机发生老化失效并使这些发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率；
S5，计算并列供电系统线路强迫停运同时存在n条线路老化失效引起的联合不可用率，计算公式为：
Figure FDA0003687590390000022
式中
Figure FDA0003687590390000023
为有n条线路发生老化失效并使这些线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率；
S6，计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在n台变压器老化失效引起的联合不可用率，计算公式为：
Figure FDA0003687590390000024
式中
Figure FDA0003687590390000025
为有n台变压器发生老化失效并使这些变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率；
S7，计算并列供电系统计及老化失效的联合停运概率，计算公式为：
Figure FDA0003687590390000026
Figure FDA0003687590390000031
2.根据权利要求1所述的计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，其特征在于，所述步骤S4中，并列供电系统发电机强迫停运同时存在n台发电机老化失效引起的联合不可用率的计算步骤为：
S4.1，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定一台发电机发生老化失效并使该台发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure FDA0003687590390000032
其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000033
式中GOUT1为NG台发电机中一台发电机发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在一台发电机老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000034
S4.2，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定两台发电机发生老化失效并使这两台发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure FDA0003687590390000035
其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000036
式中GOUT2为NG台发电机中两台发电机发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在两台发电机老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000041
S4.3，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定三台发电机发生老化失效并使这三台发电机退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台发电机所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure FDA0003687590390000042
其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000043
式中GOUT3为NG台发电机中三台发电机发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在三台发电机老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000044
S4.4，依照此规律，直到计算并确定了并列供电系统发电机强迫停运同时存在n台发电机老化失效引起的联合不可用率。
3.根据权利要求1所述的计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，其特征在于，所述步骤S5中，并列供电系统线路强迫停运同时存在n条线路老化失效引起的联合不可用率的计算步骤为：
S5.1，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定一条线路发生老化失效并使该条线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure FDA0003687590390000051
其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000052
式中LOUT1为NL条线路中一条线路发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统线路强迫停运同时存在一条线路老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000053
S5.2，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定两条线路发生老化失效并使这两条线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure FDA0003687590390000054
其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000055
式中LOUT2为NL条线路中两条线路发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统线路强迫停运同时存在两条线路老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000061
S5.3，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定三条线路发生老化失效并使这三条线路退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它条线路所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure FDA0003687590390000062
其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000063
式中LOUT3为NL条线路中三条线路发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统线路强迫停运同时存在三条线路老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000064
S5.4，依照此规律，直到计算并确定了并列供电系统线路强迫停运同时存在n条线路老化失效引起的联合不可用率。
4.根据权利要求1所述的计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，其特征在于，所述步骤S6中，并列供电系统变压器强迫停运同时存在n台变压器老化失效引起的联合不可用率的计算步骤为：
S6.1，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定一台变压器发生老化失效并使该台变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure FDA0003687590390000071
其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000072
式中TOUT1为NT台变压器中一台变压器发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在一台变压器老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000073
S6.2，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定两台变压器发生老化失效并使这两台变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure FDA0003687590390000074
其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000075
式中TOUT2为NT台变压器中两台变压器发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在两台变压器老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000076
S6.3，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定三台变压器发生老化失效并使这三台变压器退出运行时环境温度TS和负荷功率SD大于其它台变压器所能承受的最大环境温度和最大输送功率的概率
Figure FDA0003687590390000081
其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000082
式中TOUT3为NT台变压器中三台变压器发生老化失效而永久退出运行的集合；
计算并列供电系统变压器强迫停运同时存在三台变压器老化失效引起的联合不可用率，其计算公式为：
Figure FDA0003687590390000083
S6.4，依照此规律，直到计算并确定了并列供电系统变压器强迫停运同时存在n台变压器老化失效引起的联合不可用率。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113449946B (zh) * 2020-03-27 2022-07-19 广西电网有限责任公司 继电保护整定系统的风险评估方法和装置
CN114460445B (zh) * 2022-02-17 2024-03-08 重庆大学 考虑老化阈值与寿命的变压器老化不可用率评估方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103903196A (zh) * 2014-04-24 2014-07-02 中国南方电网有限责任公司 一种考虑设备老化因素的电网调度运行实时风险评估方法
CN105096039A (zh) * 2015-07-17 2015-11-25 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种多线路并列供电系统过负荷停运概率计算方法
CN105117970A (zh) * 2015-07-17 2015-12-02 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种并列供电系统连环故障概率计算方法
CN109447418A (zh) * 2018-09-29 2019-03-08 广东工业大学 一种输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法
CN109460537A (zh) * 2018-09-17 2019-03-12 广东工业大学 一种配电系统过负荷停运概率评估方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9620959B2 (en) * 2013-03-15 2017-04-11 Accenture Global Services Limited Enhanced grid reliability through predictive analysis and dynamic action for stable power distribution

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103903196A (zh) * 2014-04-24 2014-07-02 中国南方电网有限责任公司 一种考虑设备老化因素的电网调度运行实时风险评估方法
CN105096039A (zh) * 2015-07-17 2015-11-25 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种多线路并列供电系统过负荷停运概率计算方法
CN105117970A (zh) * 2015-07-17 2015-12-02 广东电网有限责任公司东莞供电局 一种并列供电系统连环故障概率计算方法
CN109460537A (zh) * 2018-09-17 2019-03-12 广东工业大学 一种配电系统过负荷停运概率评估方法
CN109447418A (zh) * 2018-09-29 2019-03-08 广东工业大学 一种输变电两级多元件并列的电网检修停运概率计算方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
多元件并列运行电力系统供电可靠性评估方法;袁炜灯 等;《电气工程学报》;20170228;第12卷(第2期);第43-48页 *

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