《可靠性理论基础》PPT课件

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1、主要内容电力系统可靠性概述1可靠性评估的数学方法2元件失效模型3电力系统可靠性评估4什么是可靠性？可靠性是指一个元件、设备或系统在预定时间内、在规定的条件下完成规定功能的能力。可靠性工程涉及元件失效数据的统计和处理、系统可靠性的定量评价、可靠性运行与维护、可靠性和经济性的协调等方面。什么是电力系统可靠性？电力系统可靠性是对电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能能力的度量。电力系统可靠性包括充裕度和安全性两个方面。充裕度是指电力系统维持连续供给用户总的电力需求和总的电能量的能力，同时考虑系统元件的计划停运

2、及合理的期望非计划停运。（静态可靠性）安全性是指电力系统承受突然发生的扰动，例如，突然短路或未预料的短路或失去系统元件现象的能力。（动态可靠性）发电系统输电系统配电系统发电厂变电所电气主接线高压直流输电系统二次系统发输电组合系统电力系统可靠性研究对象分类保证电力系统的充裕度；保证电力系统的安全性；保持电力系统的完整性；保证停电后系统迅速恢复运行。电力系统可靠性评估的目标规划阶段：对未来的电力系统和电能需求进行预测；收集设备的技术经济数据；制定可靠性准则和设计标准，依据准则评估系统性能，识别系统的薄弱环节；选择优化方案。设计阶段：当遭

3、受超过设计规程规定的大扰动时，不利影响扩散的风险最小；应使系统有足够备用容量来限制扰动后果的蔓延，避免停电范围扩大，保护运行人员免遭伤害，保护设备免遭损坏。电力系统可靠性评估的任务运行阶段：对运行系统进行可靠性评估，以便在可接受的风险度下建立和实施各种运行方式，确定运行备用容量，安排计划检修，确定购入和售出电量，确定互联系统的输送电力和电能量。电力系统可靠性评估的任务电力系统可靠性研究的手段建立可靠性信息管理系统建立可靠性评估模型建立重大事故监测装置主要内容电力系统可靠性概述1可靠性评估的数学方法2元件失效模型3电力系统可靠性评估4

4、电力系统可靠性评估的基本方法解析法（概率理论）模拟法（随机理论）其他方法1.概率卷积独立事件：如果某一事件的发生不影响另一事件发生的概率，则这两个事件称为独立事件。若有n个独立事件，各事件发生的概率分别为P1,P2,…,Pn，则所有事件都同时发生的概率为概率解析法卷积的数学定义：假设两个独立的随机变量X和Y分别有概率密度函数g(x)和h(y)，则随机变量Z＝X－Y的概率密度函数s(z)是下述积分并被称为卷积：连续变量概率解析法离散化，则得到：对于发电系统，如果X代表负荷需求，Y代表发电容量，那么期望缺供电力为在给定X大于Y的条件下的

5、Z的均值。这里的串联或并联网络定义是基于网络失效（或工作）和网络的元件失效（或工作）之间的逻辑关系。串联网络：如果只要一个元件失效，网络即失效；或者说必须全部元件都投入工作，网络才能工作；则这些元件被称为是串联关系。并联网络：如果必须全部元件失效，网络才失效；或者说只要一个元件投入工作，网络即能工作；则这些元件被称为是并联关系。2.串联和并联网络法（1）串联网络λ1，μ1λ2，μ2λse，μse图3.1串联网络等效（2）并联网络λpe，μpe图3.2并联网络等效λ1，μ1λ2，μ2定义：已知时刻t系统所处的状态下，在时刻t以后，系统

6、的变化情况与以前系统所处的状态无关的随机过程称为马尔可夫过程。马尔可夫过程逼近原理：平稳状态概率在进一步转移过程中保持不变。马尔可夫过程可用状态空间法进行求解。或3.马尔可夫方程（1）按元件状态的转移构成状态空间图。1运行2运行（1）1运行2停运（3）1停运2运行（2）1停运2停运（4）可修复两元件的状态空间图λ2λ1μ1μ2λ1μ1λ2μ2可修复两元件系统的马尔可夫求解过程（2）根据状态空间建立转移矩阵。（3）应用（4）加入全概率条件：所有系统状态的概率之和为1。（5）求解代数方程组，可以得到（1）系统在状态i的频率fi：系统在平

7、稳状态i下，每单位时间里停留在状态i（或进入或离开）的期望次数。（2）在平稳状态下，系统停留在状态i的平均持续时间叫做状态i的持续时间Ti。停留在每个状态的平均持续时间是离开该状态的转移率总和的倒数。4.频率和持续时间法（3）转移频率fij：单位时间里从状态i到状态j的直接转移的期望次数。（4）频率平衡：在平稳状态下，从其它状态进入状态i的频率之和等于离开状态i到其他状态的频率之和。（5）两状态集合间的转移频率停留在一个状态集合的概率直接是该集合中所有状态概率之和。进入状态集合I的转移频率等于转移到集合外的频率之和。串联系统1运行2

8、运行（1）1运行2停运（3）1停运2运行（2）1停运2停运（4）λ2λ1μ1μ2λ1μ1λ2μ2状态集合I状态集合II状态集合I状态集合IIPIPII串联系统6）应用频率和持续时间法的基本步骤：定义系统的范围和状态；求出系统各状态的平