CN110516898B - 一种发电厂甩负荷风险的计算方法 - Google Patents

一种发电厂甩负荷风险的计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种发电厂甩负荷风险的计算方法，用于调度要求发电厂减少出线运行数量，发电厂发生甩负荷事故时的责任划分。本发明所述计算方法如下：（A）、获取出线发生故障停运的样本数据；根据样本数据计算单条出线在给定时间T内发生故障停运次数的泊松分布以及出线故障停运的平均持续时间，建立发电厂出线故障停运概率模型；（B）、获取发电厂机组容量，以及每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失；根据发电厂机组容量、出线故障停运的平均持续时间以及每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失，计算因出线发生故障停运导致的发电厂机组平均容量损失和平均设备损失。

Description

一种发电厂甩负荷风险的计算方法
技术领域
本发明涉及一种发电厂甩负荷风险的计算方法，用于调度要求发电厂减少出线运行数量，发电厂发生甩负荷事故时的责任划分。
背景技术
目前发电厂多采用双母线接线，多回出线并列运行的方式。然而由于部分发电厂出线较少，当调度要求减少出线运行数量，甚至要求出线不并列运行而只允许一条出线运行时，若发生外部线路故障，将发生发电机运行中甩负荷事件，给发电厂机组的安全稳定运行埋下了隐患。由于发电厂是根据调度要求而对出线运行方式进行了调整，发生此类事故的损失不应由发电厂独自承担。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的发电厂甩负荷风险的计算方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该发电厂甩负荷风险的计算方法，其特点在于：所述计算方法如下：
(A)、获取出线发生故障停运的样本数据；
根据样本数据计算单条出线在给定时间T内发生故障停运次数的泊松分布以及出线故障停运的平均持续时间，建立发电厂出线故障停运概率模型；
(B)、获取发电厂机组容量，以及每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失；
根据发电厂机组容量、出线故障停运的平均持续时间以及每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失，计算因出线发生故障停运导致的发电厂机组平均容量损失和平均设备损失。
进一步地，所述(A)包括：根据样本数据计算给定时间T内出线发生故障停运的平均次数λT，其中λ为出线在单位时间发生故障停运的次数，T取1年即365天，
则出线发生故障停运次数的泊松分布为
Figure GDA0003926894220000011
其中k为故障发生次数，P{X＝k}为给定时间T内出线发生k次故障停运的概率，
单条出线在给定时间T内不发生故障停运的概率
Figure GDA0003926894220000021
则单条出线在给定时间T内发生故障的概率P{X≥1}＝1-P{X＝0}＝1-e-λT，
单条出线发生故障停运的概率密度函数f(t)＝λe-λt，
根据样本数据计算每次故障停运的平均持续时间
Figure GDA0003926894220000022
进一步地，所述(B)包括：根据所述发电厂机组容量和每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失，
平均容量损失
Figure GDA0003926894220000023
平均设备损失/>
Figure GDA0003926894220000024
进一步地，所述(A)还包括：
单条出线发生故障停运的概率密度函数f(t)＝λe-λt，
每次故障停运的平均持续时间
Figure GDA0003926894220000025
进一步地，所述(A)还包括：
计算给定时间T内，单条出线运行时，出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故的损失期望E(1)；
其中
Figure GDA0003926894220000026
计算给定时间T内，两条出线并列运行时，两条出线同时发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故的损失期望E(2)；
其中
Figure GDA0003926894220000027
进一步地，由两条出线并列运行改为单条母线运行时，在给定时间T内，出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故次数的期望由
Figure GDA0003926894220000028
增加到λT。
进一步地，发电厂原有N条母线并列运行，应调度要求减少到N0条母线并列运行，在给定时间T内，出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故次数的期望由
Figure GDA0003926894220000029
增加到/>
Figure GDA00039268942200000210
增加的部分为/>
Figure GDA00039268942200000211
增加的部分即为划分给调度的责任。
进一步地，当出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故时，
发电厂应承担的责任为
Figure GDA0003926894220000031
调度应承担的责任为
Figure GDA0003926894220000032
进一步地，由于出线发生故障停运的概率与天气状况密切相关，为尽可能消除不同给定时间T内天气状况差异带来的影响，建议T取1年(365天)。
相比现有技术，本发明具有以下优点：该发电厂甩负荷风险的计算方法用于计算发电厂根据调度要求减少出线运行数量，当剩余出线发生故障停运导致发电机甩负荷造成损失时，调度和发电厂各自应承担的责任。
附图说明
图1是本发明实施例1的流程示意图。
图2是本发明实施例2的流程示意图。
图3是本发明实施例3的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若用引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1。
请参阅图1，图1是本发明实施例所提供的利用泊松分布函数建立发电厂出线故障停运概率模型的计算方法示意图。其中，如图1所示，建立发电厂出线故障停运概率模型可以包括以下步骤：
S101、获取出线发生故障停运的样本数据。
出线发生故障停运的样本数据，主要包括近年出线发生故障停运的次数，每次故障停运持续的时间。
S102、根据所述样本数据计算单条出线在给定时间T内发生故障停运次数的泊松分布以及出线故障停运的平均持续时间。
若需要对发电厂和调度的责任进行划分，必须要对减少出线数量前后，发电厂增加的风险进行计算。开展这个计算的前提就是要建立发电厂出线故障停运概率模型。出线发生故障停运的概率符合泊松分布，故首先需要得到单条出线在给定时间T内发生故障停运次数的泊松分布。
具体的，该步骤可以包括：
根据所述样本数据计算给定时间T内单条出线发生故障停运的平均次数λT(λ为出线在单位时间发生故障停运的次数)，则单条出线发生故障停运次数的泊松分布为
Figure GDA0003926894220000041
其中k为故障发生次数，P{X＝k}为给定时间T内出线发生k次故障停运的概率。
出线故障停运的平均持续时间为
Figure GDA0003926894220000042
S103、计算单条出线在给定时间T内发生故障停运的概率。
根据单条出线发生故障次数的泊松分布为
Figure GDA0003926894220000043
可以计算单条出线在给定时间T内不发生故障停运的概率/>
Figure GDA0003926894220000044
则单条出线在给定时间T内发生故障的概率P{X≥1}＝1-P{X＝0}＝1-e-λT。
S104、计算单条出线发生故障停运的概率密度函数。
P{X≥1}＝1-e-λT可看作单条出线在给定时间T内发生故障的分布函数，对其进行微分可得到单条出线发生故障停运的概率密度函数f(t)＝λe-λt。
S105、根据所述概率密度函数计算两条出线并列运行时，其中一条出线发生故障停运，持续时间为，另一条出线在时间内发生故障停运的概率。
根据所述概率密度函数f(t)＝λe-λt(t>0)计算两条出线并列运行时，其中一条出线发生故障停运，持续时间为
Figure GDA0003926894220000051
另一条出线在/>
Figure GDA0003926894220000052
时间内发生故障停运的概率为
Figure GDA0003926894220000053
实施例2。
请参阅图2，图2是本发明实施例所提供的根据所述发电厂机组容量、出线故障停运的平均持续时间以及每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失，计算因出线发生故障停运导致的发电厂机组平均容量损失和平均设备损失示意图。
S201、获取发电厂机组容量，以及每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失。
当发电厂所有出线发生故障停运，导致发电机甩负荷事故，造成的损失主要包括发电厂无法正常发电的容量损失和对设备造成损坏的设备损失。
S202、根据所述发电厂机组容量、出线故障停运的平均持续时间以及每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失，计算因出线发生故障停运导致的发电厂机组平均容量损失和平均设备损失。
根据所述发电厂机组容量和每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失，计算平均容量损失
Figure GDA0003926894220000054
平均设备损失/>
Figure GDA0003926894220000055
实施例3。
请参阅图3，图3是本发明实施例所提供的利用发电厂出线故障停运概率模型对发电厂根据调度要求减少出线运行数量，增加发电厂风险的责任划分的计算方法示意图。
S301、利用发电厂出线故障停运概率模型,计算发电厂按调度要求减少出线运行数量前后，出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故的损失期望。
具体的，该步骤可以包括：
计算给定时间T内，单条出线运行时，出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故的损失期望E(1)；
其中
Figure GDA0003926894220000056
计算给定时间T内，两条出线并列运行时，两条出线同时发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故的损失期望E(2)；
其中
Figure GDA0003926894220000057
可以看出由两条出线并列运行改为单条母线运行时，在给定时间T内，出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故次数的期望由
Figure GDA0003926894220000061
增加到λT。
S302、根据损失期望的增量计算当出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故时，发电厂和调度各自应承担的责任。
将单条和两条出线的情况向多条出线并列运行的情况进行推广。
具体的，该步骤可以包括：
发电厂原有N条母线并列运行，应调度要求减少到N0条母线并列运行，在给定时间T内，出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故次数的期望由
Figure GDA0003926894220000062
增加到
Figure GDA0003926894220000063
增加的部分为/>
Figure GDA0003926894220000064
增加的部分即为划分给调度的责任。
故当出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故时，发电厂应承担的责任为
Figure GDA0003926894220000065
调度应承担的责任为/>
Figure GDA0003926894220000066
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种发电厂甩负荷风险的计算方法，其特征在于：所述计算方法如下：
(A)、获取出线发生故障停运的样本数据；
根据样本数据计算单条出线在给定时间T内发生故障停运次数的泊松分布以及出线故障停运的平均持续时间，建立发电厂出线故障停运概率模型；
所述(A)包括：根据样本数据计算给定时间T内出线发生故障停运的平均次数λT，其中λ为出线在单位时间发生故障停运的次数，T取1年即365天，
则出线发生故障停运次数的泊松分布为
Figure FDA0003926894210000011
其中k为故障发生次数，P{X＝k}为给定时间T内出线发生k次故障停运的概率，
单条出线在给定时间T内不发生故障停运的概率
Figure FDA0003926894210000012
则单条出线在给定时间T内发生故障的概率P{X≥1}＝1-P{X＝0}＝1-e-λT，
单条出线发生故障停运的概率密度函数f(t)＝λe-λt，
根据样本数据计算每次故障停运的平均持续时间
Figure FDA0003926894210000013
(B)、获取发电厂机组容量，以及每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失；
根据发电厂机组容量、出线故障停运的平均持续时间以及每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失，计算因出线发生故障停运导致的发电厂机组平均容量损失和平均设备损失；所述(B)包括：根据所述发电厂机组容量和每次发电机发生甩负荷事故造成的设备损失，平均容量损失
Figure FDA0003926894210000014
平均设备损失
Figure FDA0003926894210000015
2.根据权利要求1所述的发电厂甩负荷风险的计算方法，其特征在于：所述(A)还包括：单条出线发生故障停运的概率密度函数f(t)＝λe-λt，
每次故障停运的平均持续时间
Figure FDA0003926894210000016
3.根据权利要求2所述的发电厂甩负荷风险的计算方法，其特征在于：所述(A)还包括：计算给定时间T内，单条出线运行时，出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故的损失期望E(1)；
其中
Figure FDA0003926894210000021
计算给定时间T内，两条出线并列运行时，两条出线同时发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故的损失期望E(2)；
其中
Figure FDA0003926894210000022
4.根据权利要求1所述的发电厂甩负荷风险的计算方法，其特征在于：由两条出线并列运行改为单条母线运行时，在给定时间T内，出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故次数的期望由
Figure FDA0003926894210000023
增加到λT。
5.根据权利要求1所述的发电厂甩负荷风险的计算方法，其特征在于：发电厂原有N条母线并列运行，应调度要求减少到N0条母线并列运行，在给定时间T内，出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故次数的期望由
Figure FDA0003926894210000024
增加到
Figure FDA0003926894210000025
增加的部分为
Figure FDA0003926894210000026
增加的部分即为划分给调度的责任。
6.根据权利要求5所述的发电厂甩负荷风险的计算方法，其特征在于：当出线发生故障停运导致发电机发生甩负荷事故时，
发电厂应承担的责任为
Figure FDA0003926894210000027
调度应承担的责任为
Figure FDA0003926894210000028
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