电力系统规划与可靠性.ppt

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1、什么是电力系统可靠性？什么是电力系统可靠性？什么是电力系统规划？什么是电力系统规划？参考教材周家启、黄雯莹等译周家启、黄雯莹等译.工程系统可靠性评估，科技文献出版社重庆分社，工程系统可靠性评估，科技文献出版社重庆分社，1988周家启、任震译周家启、任震译.电力系统可靠性评估，科技文献出版社重庆分社，电力系统可靠性评估，科技文献出版社重庆分社，1988*国家电力监管委员会电力可靠性管理中心国家电力监管委员会电力可靠性管理中心.电力系统可靠性技术与管理培训教材，中国电力出版社，中国电力出版社，20072007*王锡凡王锡凡.电力系统规划基础，中国电力出版社，中国电力出版社，19941994程浩忠程

2、浩忠.电力系统规划，中国电力出版社，中国电力出版社，20081第一章第一章 概述概述第一节第一节 可靠性的基本概念可靠性的基本概念第二节第二节 可靠性的发展状况可靠性的发展状况第三节第三节 可靠性的使用范围可靠性的使用范围2 第一章 概述1 1 可靠性的基本概念可靠性的基本概念1.1 1.1 引言引言 电电力力系系统统的的根根本本任任务务是是尽尽可可能能经经济济而而可可靠靠地地将将电电力力供供给给用用户户，安安全全、经经济济、优优质质、可可靠靠是是 对对 电电 力力 系系 统统 的的 根根 本本 要要 求求。但是，在现代化电力系统功能日益完善但是，在现代化电力系统功能日益完善的过程中，系统的过

3、程中，系统结构日益复杂结构日益复杂，系统所包含，系统所包含的元件越来越多，这也使电力系统的的元件越来越多，这也使电力系统的安全可安全可靠问题逐渐突出靠问题逐渐突出。320世世纪纪60年年代代以以来来，全全球球范范围围内内重重大大电网停电事故时有发生；电网停电事故时有发生；尤尤其其是是新新世世纪纪之之初初，2003年年8月月14日日的美加大停电的美加大停电;随随后后，英英国国、澳澳大大利利亚亚、马马来来西西亚亚、芬芬兰兰、丹丹麦麦、瑞瑞典典和和意意大大利利等等国国又又相相继发生了较大面积停电事故。继发生了较大面积停电事故。4资料：资料：2003年年8月月14日日，美美国国东东北北部部、中中西西部

4、部和和加加拿拿大大东东部部联联合合电电网网发发生生大大停停电电，波波及及的的地地域域有有美美国国的的纽纽约约州州、新新洋洋西西州州等等8个个州州及及加加拿拿大的安大略省。大的安大略省。受停电影响的人口约受停电影响的人口约5000万。万。地域约地域约24000km2。停电持续时间为停电持续时间为29h，损失负荷，损失负荷6l800MW。5资料：资料：印印度度北北部部和和东东部部地地区区2012年年7月月30日日和和31日日连连续续发发生生两两次次大大面面积积停停电电事事故故。覆覆盖盖了了一一半半以以上上的的国国土土，直直接接影影响响6亿亿多多人人的的生生活活，是是这个南亚国家这个南亚国家11年来

5、最严重的停电事故。年来最严重的停电事故。突突如如其其来来的的断断电电导导致致交交通通陷陷入入混混乱乱，全全国国超超过过300列列火火车车停停运运，首首都都新新德德里里的的地地铁铁也也全全部部停停运运，公公路路交交通通出出现现大大面面积积拥拥堵堵,一一些些矿矿工被困井下工被困井下,银行系统陷入瘫痪银行系统陷入瘫痪6大停电给人们的历史性警示：大停电给人们的历史性警示：这这种种事事故故很很难难用用传传统统的的、基基于于元元件件可可靠靠性性原原理理进进行行合合理理的的解解释释。根根据据可可靠靠性性基基本本原原理理，若若忽忽略略元元件件故故障障间间的的相相互互影影响响，多多重重故故障障的的发发生生满满足

6、足一一种种“串串联联”效效应应，其其概概率率值值很很小小。事事实实上上，电电力力系系统统的的灾灾难难性性事事故故接接二二连连三三地地发发生生，理理论论和和实实际际产产生生了了很大差距。很大差距。迫迫切切需需要要考考虑虑大大电电网网事事件件随随机机性性质质和和计计及及各各种种不不确确定定性性影影响响的的新新思思路路与与新新方方法法，来来补补充充、完完善善现现行行的的确确定定性性准准则则，以以提提高高现现代代电电力力系系统统的的抗抗风风险险能能力力，促进国家电网建设和市场化改革的健康发展。，促进国家电网建设和市场化改革的健康发展。7 电力系统可靠性正是因此而从电力系统电力系统可靠性正是因此而从电力

7、系统规划规划、设计设计和和运行运行等实践活动中提出的一项等实践活动中提出的一项具有巨大经济价值和重大社会意义的前沿性具有巨大经济价值和重大社会意义的前沿性课题。课题。由于电力系统由于电力系统规模规模大、覆盖面广、网际大、覆盖面广、网际互联、电网潮流的互联、电网潮流的非线性非线性分布、分布、负荷削减负荷削减模模式复杂、故障地点、形式及时间难于预测等式复杂、故障地点、形式及时间难于预测等特点，使其特点，使其可靠性的分析、评估和管理决策可靠性的分析、评估和管理决策较之其他工程系统更为复杂较之其他工程系统更为复杂。8 可靠性与经济性的关系可靠性与经济性的关系可靠性水平成本ABCDETCUCCCR1R2

8、R3TC1TC2TC30图 7.6-1 可靠性成本-效益分析曲线UC代代表表可可靠靠性性投投资资成成本本（即即增增强强性性措措施施的的成成本本，如如：增增装装线线路路、断断路路器器等等）曲曲线线；CC代代表表停停电电损损失失曲曲线线；TC为为可可靠靠性性总总费费用用曲曲线。线。9 规划阶段或运行阶段规划阶段或运行阶段增加投资增加投资都可都可减小减小用户供电中断用户供电中断的概率。但是，过高的投资必的概率。但是，过高的投资必然导致过大的然导致过大的成本成本。因此，系统可能非常可。因此，系统可能非常可靠，但不经济。反之，如果投资不足，又会靠，但不经济。反之，如果投资不足，又会发生严重的停电损失。发

9、生严重的停电损失。因此，规划、运行等都是在因此，规划、运行等都是在经济性经济性指标指标和和技术性技术性指标（如：可靠性）之间权衡。指标（如：可靠性）之间权衡。显然，显然，经济性和可靠性的相互制约经济性和可靠性的相互制约，带，带来了电力系统规划和运行管理决策的挑战和来了电力系统规划和运行管理决策的挑战和机遇。机遇。101 1 可靠性基本概念可靠性基本概念1.2.1 1.2.1 可靠性定义可靠性定义 可可靠靠性性是是早早已已存存在在于于人人们们生生产产和和生生活活之之中中的的基基本本概概念念，它它是是一一个个产产品品(或或系系统统)在在给给定定的的运运行行条条件件下下和和在在规规定定的的时时间间期

10、期间间内内充充分分执执行行其其预预期期功功能能的的概概率率，而而电电力力系系统统可可靠靠性性就就是是可可靠靠性性工工程程的的一一般般原原理理和和方方法法与与电电力力系系统统工工程程问问题题相相结结合合的的应应用用科科学。学。111.2.2 1.2.2 充裕性和安全性充裕性和安全性 针针对对电电力力系系统统的的特特点点，国国际际上上普普遍遍接接受受的的电电力力系系统统可可靠靠性性定定义义是是：“电电力力系系统统按按可可接接受受的的质质量量标标准准和和所所需需数数量量不不间间断断地地向向电电力力用用户户提提供供电电力力和和电电量量的的能能力力的的量量度度。电电力力系系统统可可靠靠性性包包括括充充裕

11、裕性性和和安安全全性性两个方面。两个方面。”12 电力系统的电力系统的充裕性充裕性(Adequacy of an electric power system)：“电力系统稳电力系统稳态运行时，在系统元件额定容量，母线电态运行时，在系统元件额定容量，母线电压和系统频率等的允许范围内，考虑系统压和系统频率等的允许范围内，考虑系统中元件的计划停运以及合理的非计划停运中元件的计划停运以及合理的非计划停运条件下，条件下，向用户提供全部所需的电力和电向用户提供全部所需的电力和电量的能力量的能力”；13 电电力力系系统统的的安安全全性性(Security of an electric power syste

12、m)：“电电力力系系统统在在运运行行中中承承受受例例如如短短路路或或系系统统中中元元件件意意外外退退出运行等出运行等突然扰动的能力突然扰动的能力。”电电力力系系统统可可靠靠性性研研究究必必然然涉涉及及电电力力系系统分析的方方面面。统分析的方方面面。14 现在电力系统大多数规划、设计现在电力系统大多数规划、设计和运行领域和运行领域仍然使用仍然使用基于数十年沿用基于数十年沿用的、已长期发挥作用的确定性准则。的、已长期发挥作用的确定性准则。典型的有如：典型的有如：1.2.3 1.2.3 确定性和概率性分析确定性和概率性分析15(1)(1)发电容量规划发电容量规划：安装容量等于预测：安装容量等于预测峰

13、值加该峰值的一个固定百分数；峰值加该峰值的一个固定百分数；(2)(2)运行容量运行容量：旋转容量等于预测负荷：旋转容量等于预测负荷加一台或多台最大机组容量的备用；加一台或多台最大机组容量的备用；(3)N-1(3)N-1准则。准则。1.2.3 1.2.3 确定性和概率性分析确定性和概率性分析16 1.2.3 1.2.3 确定性和概率性分析确定性和概率性分析 有有4个个发电系统发电系统（百分比备用）：（百分比备用）：17若按照最大机组备用最大机组备用，则负荷分别为：230MW、220MW、220MW、210MW 确定性准则的基本缺点确定性准则的基本缺点在于没有，而且也在于没有，而且也不不可能计及系

14、统行为可能计及系统行为、负荷变化或元件失效负荷变化或元件失效等的等的随随机性行为机性行为。18 运运用用概概率率方方法法评评估估电电力力系系统统可可靠靠性性始始 于于2 0世世 纪纪3 0年年 代代，W.J.Lyman和和S.M.Dean等等人人对对统统计计理理论论进进行行研研究究，并并将将其其运运用用于于设设备备维维修修和和备备用用容容量量确确定定等等问问题题。电电力力系系统统中中典典型型的的概概率率问问题题有有如如：（1 1）发发电电机机组组的的强强迫迫停停运运(概概)率率；（2 2）架空线路失效率；）架空线路失效率；（3 3）负荷预测。）负荷预测。191.2.3 1.2.3 确定性和概率

15、性比较确定性和概率性比较 现现在在电电力力系系统统大大多多数数规规划划、设设计计和和运运行行领领域域仍仍然然采采用用确确定定性性准准则则。确确定定性性和和概概率性准则率性准则大致有以下大致有以下特点特点：(1)确确定定性性方方法法以以条条款款规规定定的的形形式式表表述述，简简单单易易行行，便便于于实实现现，长长期期习习惯惯；概概率率性性方法需要量化分析，对于大电网往往方法需要量化分析，对于大电网往往比较复杂，并要求高新技术的支撑比较复杂，并要求高新技术的支撑。20 (2)确确定定性性方方法法不不能能区区分分故故障障事事件件发发生生的的概概率率，同同时时，常常常常不不区区分分失失效效事事件件对对

16、风风险险影影响响的的大大小小；概概率率方方法法则则可可考考虑虑事事件件发生的或然率和严重程度。发生的或然率和严重程度。(3)确确定定性性评评估估只只针针对对最最严严重重故故障障和和相相应应的的失失效效工工况况；概概率率性性方方法法能能够够反反映映总总的的综综合合风风险险，而而不不只只是是考考虑虑单单个个最最严严重重事事件。件。21 (4)确确定定性性方方法法不不提提供供安安全全域域以以外外的的风险概率信息风险概率信息；概率方法可提供各种等风；概率方法可提供各种等风险线的图形显示险线的图形显示。(5)确确定定性性方方法法不不可可能能分分析析运运行行工工况况的不确定性的不确定性；概率方法可处理运行

17、工况的；概率方法可处理运行工况的不确定性，从而适用于未来工况的评估。不确定性，从而适用于未来工况的评估。(6)确确定定性性方方法法难难以以进进行行电电网网薄薄弱弱环环分析分析；概率方法可通过灵敏度分析提供改；概率方法可通过灵敏度分析提供改善电网安全和决策水平的针对性信息。善电网安全和决策水平的针对性信息。22 确确定定性性准准则则的的局局限限主主要要在在于于没没有有考考虑虑系系统统的的随随机机行行为为，忽忽略略了了各各种种参参数数的的不不确确定定性性和和事事件件的的概概率率属属性性，常常常常不不能能反反映映系系统统的的真真实实风风险险度度。但但是是确确定定性性方方法法简简单单易易行行且且长长期

18、期使使用用；概概率率性性方方法法需需要要较较复复杂杂的的分分析析方方法法和和高高新新技技术术的的支支撑撑，尤尤其其是是运运行行领域目前尚难实现工业应用。领域目前尚难实现工业应用。因因之之两两种种准准则则应应当当互互补补，并并需需要要继继续续探讨二者结合的可行方法。探讨二者结合的可行方法。231.2.4 1.2.4 可靠性评估方法可靠性评估方法 电力系统可靠性分析的基本方法可以电力系统可靠性分析的基本方法可以分为两大类：分为两大类：状态枚举（即解析法）和模状态枚举（即解析法）和模拟法（如蒙特卡洛模拟）拟法（如蒙特卡洛模拟）。通常，如果元件的通常，如果元件的失效概率很小失效概率很小，或，或不考虑复

19、杂的运行工况，则不考虑复杂的运行工况，则状态枚举法状态枚举法效效果较好；如果严重事件的数量相对较大，果较好；如果严重事件的数量相对较大，或或计及复杂运行工况计及复杂运行工况时，蒙特卡洛模拟法时，蒙特卡洛模拟法将更为方便。将更为方便。24 解解析析法法是是根根据据电电力力系系统统元元件件的的随随机机参参数数，建建立立系系统统的的可可靠靠性性数数学学模模型型，通通过过数数值计算方法获得系统的各项指标。值计算方法获得系统的各项指标。由由于于解解析析法法采采用用的的是是严严格格的的数数学学手手段段，计计算算结结果果可可信信度度高高。但但是是它它的的计计算算量量随随系系统统规规模模的的增增大大呈呈指指数

20、数增增长长，对对于于大大的的电电力力系系统统，或或当当模模型型中中需需考考虑虑的的因因素素较较多多时时，解析法会变得非常复杂。解析法会变得非常复杂。25 模模拟拟法法是是通通过过对对系系统统实实际际过过程程和和行行为为的模拟来估计可靠性指标。的模拟来估计可靠性指标。这这种种方方法法从从理理论论上上讲讲，可可以以模模拟拟电电力力系系统统规规划划、设设计计和和运运行行的的所所有有方方面面和和随随机机性性事事件件。它它们们包包括括元元件件停停运运和和维维修修、相相关关事事件件和和元元件件行行为为、失失效效元元件件的的排排序序、负负荷荷变变化化、水水力力发发电电来来水水量量、以以及及各各种种不不同同的

21、的运行策略等等。运行策略等等。26Monte CarloMonte Carlo模拟法模拟法n蒙蒙特特卡卡罗罗(Monte Carlo)方方法法，或或称称计计算算机机随随机机模模拟拟方方法法，是是一一种种基基于于 随随机机数数 的的计计算算方方法法。这这一一方方法法源源于于美美国国在在第第二二次次世世界界大大战战进进研研制制原原子子弹弹的的 曼曼哈哈顿顿计计划划。该该计计划划的的主主持持人人之之一一、数数学学家家冯冯诺诺伊伊曼曼用用驰驰名名世世界界的的赌赌城城摩摩纳纳哥哥的的Monte Carlo来来命命名名这这种种方方法法，为为它它蒙蒙上上了了一一层神秘色彩。层神秘色彩。27Monte Car

22、loMonte Carlo模拟法模拟法nMonte Carlo方方法法的的基基本本思思想想很很早早以以前前就就被被人人们们所所发发现现和和利利用用。早早在在17世世纪纪，人人们们就就知知道道用用事事件件发发生生的的“频频率率”来来决决定定事事件件的的“概概率率”。19世世纪纪人人们们用用投投针针试试验的方法来决定圆周率验的方法来决定圆周率。n本本世世纪纪40年年代代电电子子计计算算机机的的出出现现，特特别别是是近近年年来来高高速速电电子子计计算算机机的的出出现现，使使得得用用数数学学方方法法在在计计算算机机上上大大量量、快速地模拟这样的试验成为可能。快速地模拟这样的试验成为可能。28Monte

23、 Carlo模拟法模拟法n考虑平面上的一个边长为考虑平面上的一个边长为1的正方形及其内部的一个的正方形及其内部的一个形状不规则的形状不规则的图形图形，如何求出这个，如何求出这个图形图形的的面积呢面积呢？Monte Carlo方法是这样一种方法是这样一种随机化随机化的方法：向的方法：向该正方形该正方形随机地随机地投掷投掷N个点个点,其中有其中有M个点落于个点落于图图形形内，则该内，则该图形图形的面积近似为的面积近似为M/N。n可用民意测验来作一个不严格的比喻。民意测验的人可用民意测验来作一个不严格的比喻。民意测验的人不是征询每一个登记选民的意见，而是通过对选民进不是征询每一个登记选民的意见，而是

24、通过对选民进行小规模的抽样调查来确定可能的优胜者，其基本思行小规模的抽样调查来确定可能的优胜者，其基本思想是一样的。想是一样的。291.2.5 统计评价和预测评估统计评价和预测评估 可靠性管理活动中，可以对电力系统可靠性管理活动中，可以对电力系统可靠性进行两方面的分析，一方面是对过可靠性进行两方面的分析，一方面是对过去的行为作出去的行为作出可靠性统计评价（可靠性统计评价（可靠性专可靠性专责责）；另一方面是根据过去的统计信息对；另一方面是根据过去的统计信息对未来的未来的可靠性性能进行预测（评估）可靠性性能进行预测（评估）。30可靠性评估与可靠性统计的区别与联系可靠性评估与可靠性统计的区别与联系

25、可靠性统计可靠性统计是从统计的角度对已经发生的故障是从统计的角度对已经发生的故障进行进行记录记录，通常用数据库便能简单解决。，通常用数据库便能简单解决。可靠性评估可靠性评估是利用概率论、网络理论、电力系是利用概率论、网络理论、电力系统等知识为统等知识为基础基础，建立相应的可靠性评估理论、，建立相应的可靠性评估理论、模模型和算法型和算法，对既有的运行或规划网络进行评估。，对既有的运行或规划网络进行评估。两者的联系两者的联系 1)1)可靠性统计为可靠性评估奠定了坚实的可靠性统计为可靠性评估奠定了坚实的基础；基础；2)2)评估结果应以一定概率与统计的评估结果应以一定概率与统计的结果相一致。结果相一致

26、。311.2.6 可靠性价值可靠性价值 可靠性价值最直接的体现就是可靠性价值最直接的体现就是系统可靠性系统可靠性改善改善带来的带来的停电损失停电损失减小。通过停电损失的计减小。通过停电损失的计算即可将算即可将风险风险和和经济因素经济因素放在统一的价值尺度放在统一的价值尺度上来衡量。但是停电费用损失的量化十分复杂上来衡量。但是停电费用损失的量化十分复杂而且方法并不成熟。而且方法并不成熟。总之，总之，停电损失费用停电损失费用是一个同时受到许多是一个同时受到许多技术与非技术因素制约的复杂问题，非技术因技术与非技术因素制约的复杂问题，非技术因素包括管理体制、产权以及电费制等等。素包括管理体制、产权以及

27、电费制等等。321.2.7 数据统计数据统计 电力系统可靠性需要统计的基本数据电力系统可靠性需要统计的基本数据包括各级包括各级各类设备各类设备及其所构成系统的运行及其所构成系统的运行和停运状态的和停运状态的原始记录原始记录，用于对元件性能，用于对元件性能及其对系统的影响、现运行系统和规划系及其对系统的影响、现运行系统和规划系统的可靠性进行统的可靠性进行分析评价分析评价或或评估评估。33 统计数据基本类型有统计数据基本类型有：(1)(1)元件和系统的元件和系统的失效率失效率和和停电持续停电持续时间；时间；(2)(2)失效模式失效模式；(3)(3)元件元件故障类型故障类型和原因；和原因；(4)(4

28、)修复修复方式；方式；(5)(5)恢复供电方式；恢复供电方式；(6)(6)每次停电持续时间；每次停电持续时间；(7)(7)不影响用户生产的临界最大停电时间；不影响用户生产的临界最大停电时间；(8)(8)用户全停后的恢复生产时间；用户全停后的恢复生产时间；(9)(9)每次停电的用户停电损失。每次停电的用户停电损失。34典型的数据有如：典型的数据有如：(1)机组、变压器或开关设备的铭牌参数；机组、变压器或开关设备的铭牌参数；(2)输电线路导线的型号、长度；输电线路导线的型号、长度；(3)以上设备的运行参数；以上设备的运行参数；(4)各类元件的故障和停运记录；各类元件的故障和停运记录；(5)系统或供

29、电点的停运纪录；系统或供电点的停运纪录；(6)系统或供电点的平均失效频率、停运时间；系统或供电点的平均失效频率、停运时间；(7)重大停电事件的原始记录。重大停电事件的原始记录。35可靠性统计的实例可靠性统计的实例线路名称电压电压等级等级起始起始时间时间终止时间终止时间持续持续时间时间状态符说明状态符说明事件编码说明事件编码说明备注备注1113 高黄线11008:0018:0010受累停运备用 保护改定值1117 渭农线11010:4218:237.68第一类非计划停运架空线路 导线 钢芯铝绞线 接地 外力损坏 电讯影响吊车碰线1121 阎红一线11008:3013:004.5受累停运备用进线刀

30、闸消缺1121 阎红一线11008:3020:0011.5受累停运备用穿墙套管清扫1248阎槐线11013:4516:422.95第一类非计划停运架空线路 导线 钢芯铝绞线 接地 外力损坏 电讯影响0.4KV线碰线1248阎槐线11010:1113:463.58小修架空线路 导线 钢芯铝绞线 铝线 阎槐线90搭接引流线1248阎槐线11007:0021:0014受累停运备用变电站清扫、消缺1125 户南一线11008:1816:4156.38第三类非计划停运架空线路 导线 钢芯铝绞线 铝线 其它 配合330kV线路施工跨越1127 户青线11010:0212:502.8小修架空线路 绝缘子 闪

31、络 自然灾害更换闪络绝缘子36 电力系统可靠性评估所要求的可靠性数电力系统可靠性评估所要求的可靠性数据是元件停运模型中的参数。据是元件停运模型中的参数。数据质量数据质量是数据收集中要考虑的一个重是数据收集中要考虑的一个重要因素。通过参数估计方法从原始统计资料要因素。通过参数估计方法从原始统计资料中获取风险评估的输入数据，这就要求设计中获取风险评估的输入数据，这就要求设计合适的合适的数据统计模型数据统计模型。此外，由于可靠性数据具有此外，由于可靠性数据具有动态性质动态性质的的特点，可靠性数据库应当有不断更新数据和特点，可靠性数据库应当有不断更新数据和计算结果的功能。计算结果的功能。371.3 1

32、.3 可靠性技术的适用范围可靠性技术的适用范围1.3.1 可靠性技术的一般应用范围可靠性技术的一般应用范围 可靠性可靠性将贯穿于产品或系统的整个寿将贯穿于产品或系统的整个寿命周期，即从命周期，即从研究研究、设计设计、生产生产直至直至使用使用的各个阶段。因此，可靠性的活动涉及到的各个阶段。因此，可靠性的活动涉及到设计、生产、运输、营运直至消费等极其设计、生产、运输、营运直至消费等极其广泛的领域广泛的领域。381.3.2 电力系统可靠性技术的应用领域电力系统可靠性技术的应用领域 可可靠靠性性技技术术可可在在电电力力系系统统的的规规划划、运运行行、维维 修修 和和 资资 产产 管管 理理 等等 领领

33、 域域 发发 挥挥 重重 要要 作作用。具体用。具体应用应用大体上有以下方面：大体上有以下方面：(1)准则和标准准则和标准的制定；的制定；(2)规划或现运行系统规划或现运行系统可靠性评估可靠性评估；(3)增强性措施增强性措施的评估和的评估和决策决策；(4)可靠性可靠性成本成本-效益分析效益分析；(5)系统系统薄弱环节识别薄弱环节识别；39(6)发电容量和电网发电容量和电网最优规划最优规划；(7)运行计划运行计划评估；评估；(8)备用备用容量和位置分布；容量和位置分布；(9)运行方式薄弱环节识别和优化调度；运行方式薄弱环节识别和优化调度；(10)预防性预防性维修维修的最优安排；的最优安排；(11

34、)故障后故障后恢复策略恢复策略；(12)电力市场电力市场营运策略营运策略；(13)资产购置和资产购置和备件备件管理；管理；(14)资产资产全寿命周期成本分析全寿命周期成本分析。40资金的时间价值P:现值A:等年值F:将来值41资金的时间价值42可靠性经济性分析 设线路故障率设线路故障率=1次次/年，修复时间年，修复时间r=8小时小时/次。次。假设假设每度电产值为每度电产值为30元，线路价格为元，线路价格为20万元万元/公里，投资回收公里，投资回收率为率为10，线路的使用年限为，线路的使用年限为30年，折旧维护费按投资的年，折旧维护费按投资的10计算。线路长度均为计算。线路长度均为5公里，负荷假

35、设为公里，负荷假设为5MW。通过通过3个方案个方案来讨论供电线路的增加对来讨论供电线路的增加对系统（负荷点）系统（负荷点）可靠性可靠性的影响（假设各变电站容量充足）。的影响（假设各变电站容量充足）。方案1和2方案343 总费用总费用(年费用年费用+停电损失停电损失)：方案一、二和三分别为：方案一、二和三分别为：140.503、41.3274和和61.8241万元。显然，方案二较优。万元。显然，方案二较优。44可靠性水平成本ABCDETCUCCCR1R2R3TC1TC2TC30可靠性成本-效益分析曲线UC代表可靠性可靠性投资投资成本曲线；CC代表停电损失停电损失曲线；TC为可靠性总费用总费用曲线

36、。45基于可靠性的水火电协调 水水电电机机组组发发电电出出力力的的成成本本较较小小，增增大大其其出出力力对对电电网网经经济济运运行行有有重重要要的的意意义义；但但是是，如如果果某某些些火火电电厂厂出出力力过过小小，系系统统的的电电压压、无无功功问问题题有有比比较较突突出出，使使得得系系统统安安全全性性受受到到影影响响。当当然然，如如果果增增加加火火电电厂厂出出力力也也会会增增加加电电网网的的运运行行成成本本。如如何何在在丰丰水水期期基基于于可可靠靠性性进进行行水水电电和和火火电电协调分析。协调分析。某某电电网网装装机机10406MW10406MW，其其中中（水水电电6767 6767 MWMW

37、，火火电电3639 3639 MWMW）。在在丰丰水水期期，系系统统中中水水电电较较为为充充足足，协协调调好好系系统统中中水水、火火电电机机组组的的出出力力，对对系系统统经经济济性性和和安安全全性性具具有有重要的意义。重要的意义。46 基于该电网的结构、潮流等，提出下述五种减减少火电机组出力少火电机组出力的方案：方案开机方式方案一“电厂2”减少一台200MW机组方案二“电厂3”减少一台300MW机组方案三“电厂1”减少一台100MW和一台50MW机组方案四“电厂1”减少一台100MW机组、”电厂3”减少一台300MW机组方案五“电厂4”减少一台360MW出力机组5种不同方案5种不同方案的可靠性

38、指标(EENS)47 基于该电网的结构、潮流等，提出下述六种增增加加火电机组出力火电机组出力的方案：6种不同方案6种不同方案的可靠性指标(EENS)方案开机方式方案一增加”电厂1”一台80MW机组方案二增加”电厂2”一台200MW机组方案三增加”电厂3”一台300MW机组方案四增加”电厂3”300MW、”电厂2”200MW机组各一台方案五增加”电厂3”300MW、”电厂2”200MW机组各一台方案六增加”电厂3”300MW、”电厂2”200MW、”电厂1”100MW机组各一台48根据上述可靠性指标，再进行以下分析：根据上述可靠性指标，再进行以下分析：1)计算不同发方案的计算不同发方案的发电发电

39、费用费用 2)计算不同发方案的计算不同发方案的运行运行费用费用 3)计算不同发方案的计算不同发方案的停电损失停电损失费用费用 4)计算不同发方案的计算不同发方案的总费用总费用 5)根据总费用确定根据总费用确定最优方案最优方案 建议增开建议增开“电厂电厂2”、“电厂电厂3”的部分机组。的部分机组。49 电网规划方案的选择505152几种方案的经济性比较几种方案的经济性比较 设备规划使用年设备规划使用年n30年，贴现率为年，贴现率为i0.1，每度电平每度电平均产值为均产值为10元，设架设元，设架设110kV线路投资线路投资为为60万元万元/km，35kV线路投资为线路投资为35万元万元/km 方案

40、一方案一(1)架设新世纪到港中的架设新世纪到港中的35kV电源线路电源线路2km，机厂到港中机厂到港中的的3.323km线路停运。故可线路停运。故可节省线路节省线路1.323km。（。（2）与原与原规划网相比，系统规划网相比，系统可靠性水平略有提高可靠性水平略有提高：系统：系统EENS降低，降低，则其创造的社会价值等年值为则其创造的社会价值等年值为1234101.234万元。将该万元。将该等年值化为现值是等年值化为现值是11.633万元，即在规划年内由万元，即在规划年内由减少停电减少停电损失损失而创造的社会价值现值为而创造的社会价值现值为11.633万元。万元。结论：结论：基于可靠性、经济性，

41、得出基于可靠性、经济性，得出推荐方案推荐方案.53电网薄弱环节的分析(敏感度)根据元件P-Q、C-S等元件的敏感度指标3个节点可靠性比较差54方案改进效果 经济性经济性：与原方案比较，改进方案较原定方案：与原方案比较，改进方案较原定方案节省了节省了5km 110kV线路线路，节约投资节约投资约为约为50万元（当年价格）。每万元（当年价格）。每年平均可年平均可减少停电减少停电24万万kWh，按该地区平均产值按该地区平均产值4元元/度计，度计，平均每年可平均每年可减少停电损失减少停电损失约约100万元。万元。可靠性可靠性：结果见下表。：结果见下表。城网规划可靠性指标比较城网规划可靠性指标比较方案L

42、OLE(小时/年)FLOL(次/年)EDNS(兆瓦次/年)EENS(千度/年)原 方 案8.32531.051730.362241.96改进方案0.05410.12040.4341.9955节点名失负荷概率频率(次/年)失电量(100MWh/年)LOLE(小时/年)BUS20.0014754591.220.2912.93BUS30.0116592848.268.51102.14BUS40.0015440851.750.7213.53BUS50.0015053441.390.2013.19BUS60.0101301869.424.6088.74系统0.013167059.6814.31115.3

43、4电力可靠性评估软件、程序医疗仪器设备等血压（140/85）血糖血脂 心率 身体健康指标大电网可靠性指标电网薄弱环节的分析(可靠性跟踪)56当一个病人检查结果表明有当一个病人检查结果表明有高血压症状高血压症状时，时，我们只知道其我们只知道其血压高低血压高低，比如，比如160/100，这是，这是远远不够远远不够的。的。最关键最关键的在于我们必须知道，的在于我们必须知道，产生高血压的产生高血压的原因原因，并给出救治措施：，并给出救治措施：身体身体过胖过胖 吃了吃了有毒物质有毒物质 吸烟吸烟过多过多 饮酒饮酒过多过多 工作工作压力压力大、精神紧张大、精神紧张57BUS1BUS2BUS3BUS4BUS

44、5BUS6240MW120MW110MW140MW420MW25MWG1 G2 G3 G4L1L6L2L7L3L4L5L8L9图1 RBTS系统单线图 系统系统失负荷概率为失负荷概率为0.013，频，频率为率为9.7次次/年。年。不同的元件不同的元件如：如：G1、G4、L1或或L9等对系统的可靠性指标，等对系统的可靠性指标，如如LOLP和和EENS等的等的影响程度不影响程度不同同。我们不禁要问：我们不禁要问：每个元件每个元件对各可靠性指标的对各可靠性指标的“贡献贡献”多大多大？对系统而言，对系统而言，薄弱环节薄弱环节在哪儿在哪儿？可靠性跟踪可靠性跟踪就是用以确定元件就是用以确定元件对系统不可靠

45、性的对系统不可靠性的“贡献贡献”关系。关系。可靠性跟踪的内涵可靠性跟踪的内涵58 发生交通事故以后，车辆承担的责任如何分担？对系统可靠性指标（不可靠性）的责任分摊的过程与该责任认定其过程相似。可靠性跟踪的内涵可靠性跟踪的内涵 刑事案件发生后，各成员的责任如何分担？各判多少年刑？59发输电组合系统可靠性跟踪算例发输电组合系统可靠性跟踪算例RBTS系统可靠性跟踪指标/%元件失负荷概率频率电量低压概率低压频率解列概率解列频率BUS1-BUS20.271.110.230.230.570.221.03BUS1-BUS38.1516.1510.5913.3421.110.050.38BUS1-BUS313

46、.7626.9317.8722.5035.210.110.64BUS2-BUS40.361.330.490.441.070.311.29BUS2-BUS40.361.330.490.441.070.311.29BUS3-BUS40.020.160.020.030.140.020.25BUS3-BUS55.9511.830.049.7315.440.050.45BUS4-BUS50.070.190.120.110.170.150.41BUS5-BUS621.7515.2332.6035.5919.9198.7894.25G1-BUS118.393.767.846.861.230.000.00G2

47、-BUS14.473.114.382.000.820.000.00G3-BUS18.475.997.861.530.510.000.00G4-BUS18.475.997.861.530.510.000.00G5-BUS20.470.380.550.660.320.000.00G6-BUS20.470.380.550.660.320.000.00G7-BUS22.151.532.131.090.400.000.00G8-BUS22.151.532.131.090.400.000.00G9-BUS22.151.532.131.090.400.000.00G10-BUS22.151.532.131.

48、090.400.000.00合计100%100%100%100%100%100%100%60发输电组合系统可靠性跟踪算例发输电组合系统可靠性跟踪算例BUS1BUS2BUS3BUS4BUS5BUS6240MW120MW110MW140MW420MW25MWG1 G2 G3 G4L2L3L4L5L1L6L7L8L9图1 RBTS系统单线图61线路名称失负荷概率的贡献/%GD-HLZ1GD-HLZ6042.51QINGY-H清远_贤令山6112.51佛山_罗洞罗洞220kV侧I6472.12东莞_水乡东莞_莞城5191.27东莞_水乡东莞_莞城5201.27荷树园电厂梅州_嘉应5561.22鲤鱼江电

49、厂1鲤鱼江电厂4641.06 通过可靠性跟踪，发现其中影响系统可靠性的元件主要集中在其中约50回线路，其对系统不可靠性的贡献高达85%以上。62电价风险分析恒丰恒丰、朝阳朝阳、设设计院计院3个节点希望出高价高价确保供确保供电可靠性电可靠性！问：电力公司电电价风险价风险如何分析?63电力公司每kWh的电价电价高多少高多少电价才能不亏本不亏本?恒丰恒丰、朝阳朝阳、设设计院计院3节点希望停电次数少于1.7次(3年5次)，年停电时间少于5小时64设备按使用30年、贴现率按0.1计算，则投资等年值为16.55万万增加线路线路转移负荷、切换线路切换线路，增装切换开关切换开关、断路器断路器等，合计一次性投资156万万 改善改善后的可靠性水平已满足已满足用户要求用户要求65 当计及负荷负荷变化变化、电价波动电价波动、物价波动物价波动等因素时，则需详细考虑更多因素。3个负荷电售电量售电量约175.2万kWh/年。因此，电力公司需增加的电价增加的电价0.09445元/kWh6667