大型(变)电站电气主接线可靠性综合分析系统

发表时间:2021/4/16   来源:《中国电业》2021年2期   作者:荣祝华
[导读] 在综合电力系统可靠性原理以及数据库技术的基础上,
        荣祝华
        中国葛洲坝集团水务运营有限公司,湖北省武汉市430000
        摘要:在综合电力系统可靠性原理以及数据库技术的基础上,进一步开发了关于大型电站电气主接线可靠性评估系统。这一种系统它主要是基于N+2状态的MARKOV模型,这就使得它能够在一定的程度上对电站电气主接线的各项指标开展计算和统计,并且能够实现对系统可靠性指标对元件可靠性参数的敏感分析。因此,在本篇文章中,我们主要是简单的探讨大型变电站电气主接线可靠性综合分析系统。
        关键词:大型变电站;电气主接线;综合分析系统;
        前言:对于这一种系统而言,它具有查询、计算以及功能设计等功能,进而帮助电站的建设、运行提供一定的决策依据。并且,在实际的过程中,这一种系统已经被我国用作于诸多电站中,并且取得了良好的效果,这就使得它具有姣好的实用价值。
一 综合分析系统概述
        发电厂的主要电气连接是电力系统布线的重要组成部分,它负责收集发电厂发电能量并将其发送到电网的重要任务。其结构直接影响输配电设备的布局,继电保护的配置,自动装置的选择和控制方式,对电力系统运行的可靠性有重要影响。如何正确,有效地评估主接线的可靠性已成为电力系统可靠性研究的重要领域之一。
         在1970年的时候,国外学者Endrenyi首次提出了断路器的三态模型,这就在一定的程度上使的主接线研究的可靠性进入了一个新的阶段。从那时起,许多学者进行了许多探索,进而使主配线的研究越来越完善。在1980年代初期,国外学者Billinton和Allan在研究发电和输电组合系统的可靠性时考虑了主要接线故障的影响,采用三态模型对电站进行了可靠性评估。
        自从前苏联学者引入表格方法以来,除了进一步改进表格方法外,还有许多新的研究方法,例如最小路径方法,蒙特卡罗方法,状态空间方法,停运表格方法,智能仿真方法,专家系统方法等等,这一些方式都对该模型进行了一些初步的讨论。
        另外,通过使用表格法过程中,它能够来反映断路器的各种故障模式,获得可靠性等效模型。且基于马尔可夫过程的基本理论,提出了一种改进的变电站主线路可靠性评估的频率持续时间方法。提出了一种用于主配线可靠性评估的方法,该方法应用于寻找相邻终端矩阵的最短路径集和最小割集,考虑到继电保护的影响,将研究成果编译成软件并用于工程实践。提出了一种考虑可靠性参数不确定性的区间分析方法。这些方法对促进我国主要电气线路可靠性的研究和工程应用起到了积极的作用。
        最后,还可以发现,具有n+2状态的Markov模型,基于此模型开发的电站主接线可靠性综合分析系统SSRE为电站主接线的方案设计提供了更充分的量化决策信息,并在诸多大型水电工程变电站电气主接线设计中推广应用。
二 系统结构设计
        主配线与整个电源系统的电源可靠性存在较为密切的关系相关。因此,在面对这一种情况,我们就迫切需要开发一套操作方便实用的电站主接线可靠性评估系统。
        基于图论,马尔可夫模型和电力系统可靠性原理,我们开发了电站主接线可靠性评估系统。在这一个评估系统中主要是使用FORTRAN 77来实现相应的计算功能,并使用Delphi6编译系统接口,这便能够在一定的程度上保障输出结果的可靠性参数,可靠性指标和经济指标。
        最后,在整个系统当中,我们主要是采用面向对象的设计方法,以数据库为核心,通过数据库将每个功能模块连接成一个有机的,完整的整体。如表1中的内容所示。
        
        图1 系统结构
三 系统的功能设计
        按照功能划分,系统主要由七个功能模块组成:数据库管理,充裕性计算,安全性计算,经济性计算,敏感性分析,多方案比较和数据报告进行组成。
        1)数据库管理模块。在整个电站的建设中,每个项目通常往往都有多种选择。评估系统允许用户在数据库中添加新项目或现有项目的新方案,并删除数据库中现有项目的方案。同时,用户可以通过评估系统查询或修改现有方案的工程数据。
        2)充裕性计算模块。用于计算考虑了峰值负载调节和非峰值负载调节的电站主要接线选择的充分性指数。
        3)安全计算模块。它用于计算电站主接线替代方案的安全指数,并为接入系统的安全影响分析提供输入数据。
        4)经济计算模块。经济性反映了投资,运营和维护成本,中断损耗,项目的短期和长期收益之间的关系。经济指标是衡量替代方案过程中必不可少的参考指标。该模块可用于计算电站备用主接线方案的经济指标。
        5)灵敏度计算模块。灵敏度反映了系统可靠性指标对某种部件可靠性参数的敏感性,即部件可靠性参数对整个系统可靠性的影响。评估软件可用于分析主要布线替代品的适当性和安全性指标对系统中各个组件的故障率或维修时间的敏感性。
        6)多方案比较模块。为了便于在工程实践中比较备选方案,评估系统提供了多方案比较功能,即可以一次完成一个项目的每个方案相应的充裕性,安全性或经济性指标的计算,并输出评估结果采用集中式的方式,以利于各种方案之间的横向比较。
        7)数据报告模块。第一个模拟考试系统提供数据报告输出功能。通过该模块,可以将数据库中的原始数据和相应的评估结果导入到Microsoft Excel文件中,以便用户可以在工程实践中分析和整理数据。
四 可靠性评估模型和指标
        如图2所示,根据该模型,该软件可以计算一组反映连续性和丰度的可靠性指标,还可以计算容量中断表和安全指标,并可以计算常见的经济指标。此外,该软件还可以分析每个组件参数的敏感性 在对国内外主接线可靠性指标进行研究的基础上,推荐以下几类电站主接线可靠性指标。

图2 可靠性评估模式
        1)评估连续性的指标是:电站输出故障的可能性(LOLP);电站输出故障时间的预期(作用);电站输出故障的频率低。
        2)评估充足性的能源指标是:EDNS和EENS。
        3)安全评估指标:一个或多个单元断开连接的可能性和频率,一或多条输出线路断电的概率和频率。
        4)参数敏感度指标:系统可靠性对部件故障率的敏感度;系统可靠性对组件故障修复时间的敏感性;系统可靠性对传输组件允许容量的敏感性。
        5)经济指标:包括设备投资成本,设备投资年度成本,设备运行维护成本,负荷损失直接经济损失和负荷损失社会经济损失。这些经济指标在工程实践中起着非常重要的指导作用。上述可靠性指标体系与经济指标体系可以有机结合,形成一套完整的技术经济评价体系。
结语:综上所述,在本篇文章中,我们主要是对电站主接线的可靠性综合分析系统进行了全面的概述。在这一个系统中它运用了较为先进的数据库技术以及编程方式,这就舒蝶系统的可扩展性强。另外,这一种评估系统它能够在一定的程度上为电站的建设、运行打下坚实的基础。
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