大型互联电网在线运行可靠性的基础理论PDF电子书下载

第1章 电力系统运行可靠性的定义及指标 1

1.1 运行可靠性理论背景、意义 1

1.2 运行可靠性定义 2

1.3 运行可靠性指标的分类 3

1.4 继电保护运行可靠性指标 4

1.4.1 瞬时拒动概率指标 5

1.4.2 瞬时误动概率指标 5

1.4.3 计及继电保护失效的一次元件停运概率指标 6

1.5 运行充裕性指标 6

1.5.1 瞬时失负荷概率指标 7

1.5.2 计及运行和环境的充裕性指标 7

1.5.3 运行充裕性影响指标 8

1.5.4 运行充裕性分布特征参数指标 8

1.6 运行稳定性概率指标 9

1.6.1 小信号（小扰动）概率稳定性指标 9

1.6.2 暂态概率稳定性指标 10

1.6.3 电压概率稳定性指标 10

1.7 基于可信性理论的风险测度指标 11

1.8 电力市场下的运行可靠性指标 12

参考文献 14

第2章 运行可靠性数学基础——瞬时马尔可夫过程 16

2.1 数学基础 16

2.1.1 可靠性函数 16

2.1.2 马尔可夫过程 19

2.2 基于瞬时概率的运行可靠性理论 29

2.2.1 概述 29

2.2.2 短期可靠性评估 30

2.2.3 指标精度与评估效率分析 34

2.2.4 算例 36

参考文献 39

第3章 元件运行可靠性模型 41

3.1 基于实时运行条件的元件停运概率模型 41

3.1.1 基于传输潮流的线路停运概率模型 41

3.1.2 基于频率、电压的发电机停运概率模型 42

3.1.3 基于频率、母线电压的负荷停运概率模型 43

3.1.4 基于元件实时模型的评估算法 44

3.1.5 算例 44

3.2 基于实时运行条件的元件停运率模型 48

3.2.1 元件停运因素分析 48

3.2.2 基于实时运行条件的元件停运率分类建模 49

3.2.3 综合考虑4类停运因素的元件停运率模型 51

3.2.4 基于电压、频率的发电机停运率建模 51

3.2.5 算例 54

3.3 恶劣气候条件相依的输电线路停运率建模 56

3.3.1 恶劣气候对电网的影响 57

3.3.2 气候条件对输电塔一线体系的影响机理 59

3.3.3 恶劣气候条件下线路停运率的模糊建模 63

3.3.4 算例分析 70

3.4 条件相依的元件短期可靠性模型 73

3.4.1 条件相依的设备短期可靠性模型特征 74

3.4.2 条件相依的输变电设备短期可靠性模型 74

3.4.3 算例分析 79

参考文献 82

第4章 继电保护系统的可靠性模型 85

4.1 引言 85

4.2 不同继电保护配置方案的可靠性模型 86

4.2.1 传统继电保护可靠性模型 86

4.2.2 计及保护配置方案的可靠性模型 86

4.2.3 不同配置方案的可靠性分析及保护系统的概率模型 87

4.3 继电保护隐藏故障误切线路的概率模型 89

4.3.1 隐藏故障的动作机理 89

4.3.2 故障概率计算 90

4.3.3 保护装置隐藏故障误切线路的概率模型 91

4.4 数字化变电站继电保护系统可靠性新措施 91

4.4.1 数字化变电站可靠性措施研究 91

4.4.2 实现两种技术方案的关键技术 94

4.5 算例分析 95

4.5.1 算例1——不同继电保护配置方案的可靠性模型 95

4.5.2 算例2——继电保护隐藏故障误切线路的概率模型 95

4.6 继电保护失效机理分析 96

4.7 继电保护失效概率模型 97

4.7.1 电流及零序电流保护 97

4.7.2 距离保护 98

4.7.3 输电线方向比较闭锁保护 100

4.7.4 变压器差动保护 102

4.8 继电保护运行可靠性指标 103

4.9 小结 104

参考文献 105

第5章 运行可靠性快速评估方法 107

5.1 引言 107

5.2 基于快速排序技术运行可靠性评估 107

5.2.1 基于两状态元件模型的快速排序技术 108

5.2.2 计及多状态元件模型的快速排序技术 115

5.2.3 基于快速排序技术的系统状态选择算法 120

5.2.4 算例 120

5.3 基于双重方差减少技术的短期可靠性评估 123

5.3.1 正常气候条件下短期可靠性评估算法 123

5.3.2 正常气候条件下算例分析 128

5.3.3 恶劣气候条件下短期可靠性评估 133

5.3.4 计算效率比较 136

参考文献 138

第6章 基于可信性理论的运行风险评估 140

6.1 引入可信性理论的必要性 140

6.1.1 电力工业的现实需求 140

6.1.2 可信性理论——具备公理化体系的模糊论 140

6.1.3 可信性测度——满足自对偶性的测度 141

6.2 可信性理论的基本概念 142

6.2.1 可信性理论的基础——测度论 142

6.2.2 以公理化概率论为参照系理解可信性理论 142

6.2.3 可信性理论的四条公理 142

6.2.4 公理化模糊论的核心测度——可信性测度 143

6.3 基于可信性测度的随机模糊期望值 143

6.4 基于可信性测度的随机模糊机会测度 145

6.5 基于可信性理论的风险评估方法 146

6.5.1 运行风险评估指标的定义 148

6.5.2 随机模糊运行风险指标的算法 149

6.6 算例分析 150

6.7 模糊的故障率 152

6.7.1 元件停运的随机过程模型 152

6.7.2 模糊故障率与模糊状态概率 153

6.7.3 风险指标及决策 153

6.7.4 算例分析 154

6.8 工程实践：在线运行风险评估系统 156

6.8.1 运行风险评估系统的功能定位 156

6.8.2 金华电网运行风险评估系统简介 157

参考文献 161

第7章 电力系统运行规划可靠性评估 162

7.1 运行规划可靠性的概念 162

7.1.1 运行规划可靠性研究的内涵 162

7.1.2 运行规划可靠性研究的应用 164

7.2 旋转备用方案的运行风险分析与效用决策 165

7.2.1 旋转备用的有限方案多目标决策模型 165

72.2 旋转备用损益 165

7.2.3 旋转备用方案的风险及其度量 167

7.2.4 效用理论 169

7.2.5 基于效用理论的旋转备用方案风险决策 172

7.2.6 算例分析 172

7.3 小结 176

参考文献 176

第8章 电力系统稳定运行风险评估 178

8.1 引言 178

8.2 主要随机因素的概率模型&l 80

8.2.1 系统运行工况的不确定性 180

8.2.2 故障事件的不确定性 180

8.3 稳定运行风险评估指标 183

8.3.1 小扰动稳定性指标 183

8.3.2 暂态稳定性指标 184

8.3.3 静态电压稳定性指标 185

8.4 稳定运行风险评估方法及步骤 186

8.4.1 功角稳定概率评估框架及其DSA Tools实现 186

8.4.2 静态电压稳定风险分析的新方法 187

8.5 算例分析 190

8.5.1 算例系统 190

8.5.2 小扰动稳定性概率评估 191

8.5.3 暂态稳定性概率评估 192

8.5.4 静态电压稳定性概率评估 193

8.6 小结 194

参考文献 195

第9章 基于运行可靠性的连锁故障评估 198

9.1 考虑元件运行可靠性模型的连锁故障评估 198

9.1.1 连锁故障发生概率 198

9.1.2 连锁故障评估方法 199

9.1.3 连锁故障评估指标 200

9.1.4 评估算法及流程 200

9.1.5 算例及评估结果 200

9.1.6 结论 205

9.2 考虑二次设备风险隐患的连锁故障评估 205

9.2.1 继电保护装置的仿真模型 207

9.2.2 安全自动装置的仿真模型 207

9.2.3 电力系统中的连锁故障仿真 208

9.2.4 算例分析 210

参考文献 215

第10章 基于电力系统运行可靠性的辅助决策 217

10.1 电力系统运行可靠性在线控制 217

10.1.1 运行可靠性在线控制的基础与功能定位 217

10.1.2 运行可靠性控制模型及算法 218

10.1.3 算例 222

10.2 电力系统运行可靠性最优控制 225

10.2.1 运行可靠性最优控制的基础与功能定位 225

10.2.2 运行可靠性最优控制的模型及算法 226

10.2.3 算例分析 230

参考文献 232

第11章 电力系统运行可靠性软件平台开发 235

11.1 软件平台设计思路和主要框架 235

11.2 模块功能介绍 237

11.2.1 数据接口模块 237

11.2.2 潮流计算模块 237

11.2.3 元件可靠性模型模块 238

11.2.4 状态生成模块 238

11.2.5 后果分析模块 239

11.2.6 收敛判断模块 239

11.2.7 指标计算模块 239

11.2.8 输出显示模块 241

11.3 可靠性数据输入文件 242

11.3.1 系统信息 242

11.3.2 母线数据 243

11.3.3 发电机数据 244

11.3.4 负荷数据 244

11.3.5 交流线数据 245

11.3.6 电容器、电抗器数据 245

11.3.7 变压器数据 246

11.4 测试系统和评估 246

11.4.1 测试系统 247

11.4.2 CRTS可靠性指标 256

11.4.3 结论 262

第12章 结论 263

附录A 本研究工作发表的论文 265