规划与可靠性

绪论1 提高电力系统可靠性的措施有什么？ 提高电力系统可靠性的途径，一是提高组成系统各元件的可靠性，二是增加冗余度。对于 发电系统，增加冗余度意味着增加装机容量，即增大备用容量；对于输电系统，则意味着 增加输电线路数或加大输电线路截面积。2 在可靠性研究中，元件和设备分为哪几类？其可靠性指标分别为什么？ 与可靠性这一概念密切相关的还有可靠度和可用率（ Availability ）。一般设备区分为不可 修复设备和可修复设备两大类，如在电力系统中，绝缘子属不可修复设备，而发电机、变 压器、断路器等大多数设备属可修复设备。对于不可修复设备，其可靠性是指在预期的时 间（平均寿命）内，未发生故障这一事件的概率，通常称为可靠度。对于可修复设备，由于故障后还可以修复，再投入工作，且长期经历着这种循环，所以， 除计及设备发生故障的概率外，还要计及故障后修复的概率，这种情况下的可靠性指标称 为可用率，它定义为：可修复设备在长期运行中，处于或准备处于工作状态的时间所占的 比例。3 可靠性的分析方法有几类？各有什么特点？ 目前研究电力系统可靠性的方法有两种：一种是解析法，另一种是模拟法。这是两种完全 不同的方法，解析法是将元件或寿命的过程模型化，然后通过数学方法进行可靠性分析， 计算出可靠性指标；模拟法也称为蒙特卡洛法或仿真法，它是采用计算机仿真的方法，模 拟元件或系统的寿命过程，并经过规定的时间后进行统计，得出可靠性指标。4 可靠性的特点有什么？ 可靠性涉及元件失效数据的统计和处理、系统可靠性的定量评定、可靠性和经济性的协调 等多方面内容，是一门边缘学科，具有实用性、科学性和时间性三大特点。所谓实用性是指可靠性研究和工程实践紧密联系，并为工程实践服务；科学性是指可靠性 研究有一套独特的科学理论和方法，而不是猜测和粗略的判断；时间性是指可靠性贯穿于 产品或系统的整个设计、研制、开发、运行过程。5 电力系统可靠性指标，中文名称及其含义。 关于设备的两种可靠性指标可靠度和可用率，同样适用与元件和系统。电力系统是典型的 可修复系统，其中的主要元件都是可修复元件。为了便于不同场合的应用，已提出了大量电力系统可靠性的具体指标。如电力不足概率（LOLF）、电力不足频率（FLOL）、电力不足持续时间DLOL等等。6 可靠性研究的目的是什么？ 电力系统可靠性问题的研究有两个方面的目的：一是为电力系统的发展规划进行长期可靠 性估计；二是为制定每天或每周运行计划而进行可靠性预测。这两类问题研究所需的数学 模型和计算方法是不同的，而对短期可靠性的预测还处于探索阶段，目前关于长期可靠性 问题的研究已达到实用阶段，因为短期可靠性的研究需要考虑电力系统稳定性等问题，而 这些问题都还不是很成熟。7 电力系统规划按时间长短分为哪几类？电力系统规划根据时间的长短，一般分为长期规划、中期规划和短期规划，还有远期规 划、中长期规划等叫法。各种规划的时间长短并没有统一的规定，一般10 年以上的规划称为长期规划， 5-10 年的规划称为中期规划， 3-5 年的规划称为短期规划。不同的规 划考虑问题的角度不同，其数学模型和求解方法也有很大不同8 电力系统规划的具体方法有哪些？ 电力系统规划的具体方法，与具体问题有关，一般来说，任何规划方法，在电力系统都有应用，这些方法包括线性规划法、整数规划法、非线性规划法、动态规划法等，这些方法 本身还有不同的分类，如非线性规划法有乘子法、梯度法等等。另外，近年来，又出现了专家系统方法、遗传算法、模拟退火算法、Tubo搜索法、蚁群算法、模糊规划法等。一元件的可靠性1什么是不可修复兀件的寿命？不可修复元件的寿命：元件从投入使用到首次故障的时间2说明浴盆曲线的几个时期。 （I）早期故障期（n）偶发故障期（川）耗损故障期3可修复元件的双态模型指什么状态？作出可修复元件的双态转移图双态模型：工作与故障状态UDTUTD工作状态故障停运TuU Tu-工作状态时间-故障停运时间在可靠性分析中，元件的状态是如何划分的?Td稳态概率时间*'5什么是强迫停运率？强迫停运率（FOR =强迫停运小时/ （运行小时+强迫停运小时）二可靠性的分析方法状态空间法计算系统处于某一状态的概率4个状态：（1） 1工作、2工作，（2） 1工作、2故障，（3） 1故障、2工作，（4） 1故障、2 故障(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)解模拟法的特 不需要建立数学模, 可得出某些指标的统计函数1- 检修间复杂的关系3 1可处理故 可甩于大 计算;机程 计算吴差 需要抽取随点八、型D7N状态2 1工作 2故障J状态4成正比章2故障了解发电机，输电线路2变压器和负荷的模拟掌握网络法计算系统的可靠性卩为修复率了解电力系统可靠性的相关指标及其意义对于电力系统，可靠性指标主要有：（1）电力不足概率 LOLP （Loss of load probability ）:指系统负荷（一天中最大 负荷）超过系统中有效发电容量的概率；（2） 电力不足频率 FLOL （ Frequency loss of load ）:单位时间（一般为一年）系 统用户平均停电的次数；（3）电力不足持续时间DLOL（ Duration loss of load ）:在指定时期内，用户停电的平均持续时间；（ 4）电力不足期望值 LOLE（ Loss of load expectation）：在研究的时间内，由于供电不足而产生的负荷停电时间的平均值；（5）电量不足概率 LOEP（ Loss of energy probability）：在研究时间内，由于供电不足而使用户停电的电量损失的期望值与该时间内用户所需全部电量的比值；（ 6）电量不足期望值 ELOE（ Expected Loss of energy ）：在研究的时间内，由于供 电不足引起用户停电而损失的电能平均值。配电系统可靠性指标的意义和关系1。供电服务质量指标（五个）1）供电可靠率： RS-1 、 RS-2 、 RS-3RS-1:在统计期间内，对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值。2）用户平均停电时间： AIHC-1 、 AIHC-2 、AIHC-3AIHC-1 :在统计期间内，用户平均停电小时数。3） 用户平均停电次数:AITC-1 、AITC-2 、AITC-3AITC-1 :在统计期间内，用户平均停电次数。4）用户平均停电损失量（kWh/户）。5）平均停电用户数（户 /次）。2。故障停电指标MID-F （小时/次）； kWh/次）；AIHC-F（h/ 户）；AFTC（次 / 户）。1）故障停电平均用户数（户 / 次）；2）故障停电平均持续时间3）故障停电平均缺供电量4）用户平均故障停电时间5）用户平均故障停电次数3。预安排停电指标MID-F （小时/次） ； kWh/次）；AIHC-S （h/ 户）；ASTC（次 /户）。1）预安排停电平均用户数（户 / 次）；2）预安排停电平均持续时间3）预安排停电平均缺供电量4）用户平均预安排停电时间5）用户平均预安排停电次数配电系统停电的分类第三章 电力系统优化规化方法掌握线性和非线性规划的特点 掌握动态规划法的计算方法动态规划:一种多阶段决策优化过程 。 所谓多阶段决策优化，是指这样一种问题，即可以按照时间或空间过程划分若干个相互联 系的阶段，每个阶段都需要作出一定的决策，但是每个阶段最优决策的选择不能只孤立地 考虑本阶段所取得的效果如何，必须把整个过程中的各个阶段联系起来考虑，要求所选择 的各个阶段决策的集合策略，能使整个过程的总效果达到最优。例子：从A点到D点有多条路径，每一路径可以看成一个决策阶段，目标是从A点到D点的路径最短。第四阶段：B3D4第三阶段：B2B3D5第二阶段：C1B2B3D9第一阶段：AC1B2B3D14了解新型规划方法 遗传算法（基因算法） 模拟退火算法TUBO搜索算法蚁群算法模糊规划法第四章 电源规划掌握电源规划的任务和应该考虑的问题 电源规划的任务：在何时、何地、建什么样的电厂，并且在经济上达到最优。 电源规划应该考虑的问题：负荷预测、厂址选择、燃料来源、运输条件、水文地质情况、 电网情况、生态环境等 。掌握电力系统负荷的特点和电源结构的构成 基荷电源：基荷的特点是负荷保持不变，基荷电源一般由效率高、经济性好的大容量火电 机组或核电机组构成，水量充足的水电机组也可作为基荷电源。腰荷电源：腰荷的特点是负荷有一定的变化，且持续时间较长。承担腰荷的电源，既要具 有调节灵活性，又要能长时间的投入运行。根据腰荷的特点，腰荷一般由具有调节能力的 水电厂和高效率的火电厂承担。峰荷电源：峰荷的特点是负荷波动大，且持续时间比较短，因此承担峰荷的电源应具有很 强的调节负荷能力，要求机组启停快。可以承担峰荷的电源有抽水蓄能电厂、具有调节能 力的水电厂以及燃气轮机组。第五章电网规划 掌握电网规划的任务和分类 电网规划就是要解决电力系统在什么地方、什么时候投建新的输电线路，准备投建何种类 型的输电线路，新建线路采用的电压等级，以及采用何种架线方式和电网结构等，并且， 在保证可靠性的前提下，使电网建设投资费用最小。对于远距离输电，还存在输电方式的 选择，即采用交流输电还是直流输电。电网规划的分类长期规划： 1020 年或更长规划内容：根据本地区国民经济发展要求，确定电网发展的远 景方案，包括可能的最高电压等级、主要变电站个数等。中期规划： 5 10 年规划内容：是根据电网长期规划方案和电网实际发展现状，对电网长 期规划方案进行必要的修改和补充，并做出指导短期规划的方案，使电网短期决策同长期 规划相一致。短期规划： 3 5 年规划内容：制定网络扩展决策，确定详细的网络方案，包括新增变电 站的位置和电压等级，新增线路的数目、电压等级、导线型号等，并对网络方案进行诸如 潮流、短路电流、电压调整、静态安全等计算或分析。按电网类型分：输电网规划、配电网规划掌握电网规划的费用及其影响因素