热门搜索:大学毕业论文 硕士毕业论文 博士毕业论文 硕士英语论文 硕士mba论文 无忧论文网

当前位置:无忧论文网 > 职称论文 > 硕士电力工程论文 >

考虑潮流计算的配电网可靠性快速评估算法研究

  • 发布日期:2017-03-30
  • 责任编辑:lgg
  • 论文字数:38547
  • 点击:
  • 论文编号:
  • 论文类型:
  • 论文价格:150
第一章  绪  论 
 
1.1  引言 
可靠性实质上是指系统、元件在某段时间内能够稳定运行的随机性概率问题。其目的是通过研究相应的故障情况,提高系统、元件的可靠性水平。可靠性最早是由美国航空部门提出,后经过几十年的发展,已成为衡量每种商品质量的重要指标。电力作为一种特殊的商品,已慢慢渗入到国民经济的各个方面。 电力系统可靠性[1]是指企业将电能从发电厂侧,经送变电线路和供配电,到用户侧的供应能力。上世纪 60 年代,几次世界性的停电事故,造成了巨大的经济损失和沉重的社会影响,引起了人们对电力系统可靠性的普遍重视。经过几十年的发展研究,其理论与技术取得了明显的进步。电力系统是一个结构复杂的大系统,对其整体进行评估是很困难的。因此人们根据结构特点,将电力系统的可靠性评估分为发电系统的可靠性评估,输电系统的可靠性评估,以及配电系统的可靠性评估三部分。发电系统方面,可对电力调度进行可靠性评估,以满足系统运行的安全性;输电系统方面,通过对每个规划方案进行定量评估,对比选择最优方案,并可基于可靠性分析方法确定后续的检修方案(Reliability Centered Maintenance, RCM)。另外,在电力市场环境下,可靠性水平亦可为合理定价提供重要的客观依据。 电力系统可靠性的研究初期,主要侧重于发电系统和输电系统的可靠性评估,对配电网可靠性的重视较为不足。因为在经济发展初期,社会正处于百业待兴的状态,电力系统的首要任务是确保所需发电量,并将电能输送到负荷中心。配电系统是分配电能的终端网络,是由配电线路、用电设备组成,是电力系统中与客户直接相连的一环。配电系统的可靠性是电力系统运行特性的集中体现,是电力企业服务能力的重要诠释。随着经济的发展,配电系统的不可靠对用户的影响愈发明显。据文献统计,配电系统引起的用户停电事故占用户总停电事故中的 80%。进入 21 世纪,我国进入全面建成小康社会的新发展阶段,经济发展追求量质“双收”。而且随着智能电网的发展,配电系统的规模将会持续壮大,结构会日益复杂。因此,配电系统的可靠性研究愈发重要。探索一种快速、有效的配电网可靠性评估算法,对提高配电系统的可靠性、改善电力工业生产技术、提高经济和社会效益等都具有十分重要的现实意义。 
........
 
1.2 国内外研究现状及意义
可靠性分析主要是基于概率论和数理统计,通过经验建立元件的基本参数,在此基础上大量收集历史数据,然后建立相关的数学模型,最后运用概率论和数理统计整理计算。概率论和数理统计应用到配电系统可靠性研究当中,主要分为解析法和蒙特卡罗模拟法。 解析法对配电系统进行可靠性分析,是以元件可靠性模型为基础,以枚举系统状态的方式实现。例如,如果系统由 N 个元件组成,每个元件的状态分为正常、过渡与故障三种状态,则该系统相应有 3N 个状态。在每一次枚举的过程中,需要首先确定系统目前的状态;然后根据系统的故障准则判断该系统是否处于故障状态;如果属于故障状态则采取补救措施;然后计入该状态对可靠性指标的影响。而系统可靠性指标,需遍历该系统所有的状态后才能得出。可见,解析法直接使用了元件可靠性的基础数据,计算结果精度高;在系统状态定性和故障处理的过程中能够直接运用系统原有准则,原理简单。因此,配电系统的可靠性评估中广泛采用解析法。但是,由于系统的状态数随着元件的数量或者元件的状态量增加成指数增长。所以,当系统稍大,元件较多且复杂时,要得出系统可靠性指标,计算量相当大。
.........
 
第二章  配电网元件的可靠性模型 
 
2.1  引言 
在配电网可靠性的评估过程中,其本质是通过对配电网中的元件的可靠性指标进行数理统计,最后计算得出系统的可靠性指标。而变压器和线路作为配电网中的重要元件,是输变电与用户之间的重要媒介,其可靠性水平与电网公司的安全稳定运行密切相关。如果这些元件发生故障,将可能会给电力系统造成重大损失,给人民造成财产损失,给社会带来负面影响。因此,对配电网的组成元件进行分析,对其运行和维护都有重要的现实意义。 技术方面上,变压器和线路等电力设备承担着电力系统中大量电能的传输、转换任务,是保证电能可靠供应的第一道防线。但传统的定期检修形式容易造成这些设备“无病呻吟”的假象,造成巨大的人力、物力以及财力等方面的浪费。凭借科学的状态检测和可靠性评价方法来辨别该设备的实际运行情况,可对其性能状态和发展趋势进行全面的了解。当其可靠性指标下降到一定程度之前,可通过检修的方式提高其可靠性水平。可发现,建立元件级可靠性模型,能够为配电网的可靠性评估,以及系统运行和维护,提供有效的理论基础。
........
 
2.2 元件的可靠性模型 
电力变压器和线路是电网电压转换、电能传输的重要桥梁,是电网中最重要和最关键的设备之一,能够顺利检测其可靠性水平,对评估配电网的供电能力,制定相应的维护计划具有很大的参考意义。 可见,温度是电气类元件寿命评估的最核心参数。本文的变压器 HST 理论和电缆线的温度暂态模型能够准确求取其核心位置的温度,并考虑了各自内部之间的温度关系。与 Weibull 寿命公式的结合,能够评估其相应的可靠性指标。
........
 
第三章  基于元件归并特性的配电网可靠性评估 ............. 22
3.1  引言 .......... 22 
3.2  配电网可靠性评估的新模型 .......... 22 
3.3  主网络的可靠性指标计算 .... 23 
3.4  元件可靠性指标在支网络中的逆流传递 .......... 24
3.5  元件可靠性指标在支网络中的逆流传递 .......... 26
3.6  基于元件归并特性的配电网可靠性评估算法框图 .... 28 
3.7  算例 .......... 29 
3.8  总结 .......... 32 
第四章  基于保护元件分级传递的配电网可靠性快速评估 ....... 33 
4.1  引言 .......... 33 
4.2  保护元件模型 .... 33
4.3  逆流传递 ............ 35 
4.4  顺流传递 ............ 38
4.5  基于元件分级传递的快速评估算法框图 .......... 41 
4.6  算例 .......... 42 
4.7  总结 .......... 45 
第五章  考虑潮流计算的配电网可靠性快速评估 ............. 47 
5.1  引言 .......... 47 
5.2 潮流计算和目标函数 ............. 47
5.3  牛顿拉夫逊法 .... 49 
5.4  考虑潮流计算的配电网可靠性快速评估 .......... 50 
 
第五章  考虑潮流计算的配电网可靠性快速评估 
 
5.1  引言 
随着社会经济的持续发展,现实的配电网结构将会越来越复杂。电力系统正常运行时,需要检查设备、元件是否过负荷,各节点电压是否负荷要求,并且从中发现系统中的薄弱环节等,因此引入了潮流计算。电力系统的潮流计算,是描述电力系统稳定运行状态的技术术语。它表明电力系统在确定运行方式和接线方式的前提下,系统中从电源到负荷各处的功率、电压、电流的大小和方向。它也可以帮助我们确定合适的供电方案,合理的调整负荷。运用计算机求解潮流计算时,一般需要完成以下几个步骤:(1)  建立数学模型;(2)  确定解算方法;(3)  制定程序框图;(4)  编辑计算程序。 目前国内外学者在进行配电网可靠性的研究时,大部分还停留在评估方法的改进上,较少涉及其在工程实际当中的应用。而在电力系统的实际运行当中,不可避免地会涉及电力系统的三大计算内容:潮流计算,短路故障计算,稳定计算等。在配电网可靠性评估的推广应用中,如何与该三大计算进行结合,是首要解答的问题之一。而本文以潮流计算为例,将其计入配电网可靠性快速评估中。 
..........
 
总结 
 
随着我国经济的发展,用户对配电网供电可靠性的要求也将不断提高。在传统的电力建设中存在“重发电、轻供电、不管用电”的情形,使得落后的生产质量不能满足人民日益增长的物质需求。在这种条件下,我国的电力投资开始向配电网倾斜。加上目前用户停电事故大多数是由配电网故障引起的,针对配电网可靠性的改善措施从某种程度上更好地阐述了“供给侧改革”的内涵,具有重大的现实意义。本文在广泛查阅国内外相关文献的基础上,以元件为线索,总结和分析了配电网可靠性从元件,负荷到系统的评估过程。总体而言,本文的主要工作和成果可以总结如下: 
(1)  介绍了配电网可靠性的研究背景及意义;以解析法和模拟法为分类标准,介绍了现有配电网的可靠性评估方法;以评估对象为分类标准,介绍了配电网的负荷可靠性指标和系统可靠性指标。 
(2)  介绍了威布尔分布函数,以及如何用极大似然估计法求取参数;基于威布尔分布函数,建立了配电网元件的可靠性模型;其中以温度作为评估核心和桥梁,计及了环境以及各部件之间的温度影响,提出了变压器的 HST 模型和电缆线路的温度暂态模型;
(3)  根据主电源和备用电源在配电网中的位置,将配电网划分为主网络与支网络;在主网络中沿用 FMEA 法求取结点的可靠性指标;用基于元件的可靠性指标传递特性,以及支网络中的传递特性和顺流传递,表示元件故障对其他位置的影响。
(4)  根据保护元件在可靠性指标的传递过程中的汇聚作用,和其在配电网中的位置,提出了保护元件模型;文中定义了配电网元件的通用模型,并通过保护元件模型简化了可靠性指标的传递路径;通过完善传递特性和传递过程,实现了可靠性指标的全网络传递。 
.........
参考文献(略)
发布写论文需求
发布发表需求
发布发表转让

无忧论文网 网站公告

[无忧论文网]是专业论文写作润色及发表论文网站,提供论文精简,论文写作,专业辅导写职称论文,专业辅导写毕业论文,专业辅导写留学生论文等。
100%品质,100%通过,是您写作的理想合作网站。我们的客户风雨同舟,帮广大客户解决各类写作和发表难题。