電力網(wǎng)一、二次系統(tǒng)可靠性分析與應(yīng)用

常開飛++王勇

摘 要：有根據(jù)、定量地評估電力系統(tǒng)可靠性，補(bǔ)強(qiáng)電力系統(tǒng)的缺陷，從提升系統(tǒng)可靠性的視角為電力系統(tǒng)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，形成可靠性與低成本運(yùn)轉(zhuǎn)極為重要。為預(yù)防各類故障產(chǎn)生，確保電力系統(tǒng)的常規(guī)運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅要依靠特性平穩(wěn)的一次設(shè)施與一次體系，并且對各類二次設(shè)施也要進(jìn)行使用。大部分停電故障表明：電力系統(tǒng)不但包括一次系統(tǒng)，還包括二次系統(tǒng)。而電力系統(tǒng)可靠性考評領(lǐng)域在研究內(nèi)容、模型精密度與考評質(zhì)量方面還有待改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：電力網(wǎng)；一二次；系統(tǒng)；可靠性；解析

中圖分類號：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.緒論

電力系統(tǒng)是電能優(yōu)化分配的重要設(shè)備，是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重點(diǎn)。電力系統(tǒng)平穩(wěn)、安全運(yùn)轉(zhuǎn)攸關(guān)國家經(jīng)濟(jì)進(jìn)步、社會秩序平穩(wěn)，是一項至為關(guān)鍵的民生工程。由此能夠看出，電力系統(tǒng)的可靠性是對電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)要求，是系統(tǒng)在保證質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下具體數(shù)量的前提下，持續(xù)向客戶供應(yīng)電力資源的能力量度，也是判斷供電品質(zhì)與電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)水準(zhǔn)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

1.二次設(shè)備可靠性分析

1.1 可靠性作用元素的關(guān)聯(lián)性解析與敏銳度解析

依照數(shù)理統(tǒng)籌學(xué)說中方差解析的模式，研討各類可能元素（包含廠商、維檢企業(yè)、運(yùn)轉(zhuǎn)時長、定校時間等）對二次設(shè)施可靠性的作用實(shí)施解析。對過往的大批運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)實(shí)施正態(tài)分布與方差齊次性檢測，羅列方差解析表，解析各類元素對可靠性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)程度。依照可靠性解析的模型，以設(shè)施數(shù)據(jù)可靠性經(jīng)典值為標(biāo)準(zhǔn)，在特定范疇內(nèi)選擇相異數(shù)據(jù)值進(jìn)行換算，完成敏銳度解析，研究系統(tǒng)可靠性數(shù)據(jù)隨相異數(shù)據(jù)改變的狀況。

1.2 二次設(shè)施的最優(yōu)維修時間

依照可靠性解析成果，對運(yùn)轉(zhuǎn)中的二次設(shè)施的可靠性數(shù)據(jù)實(shí)施動態(tài)解析換算，融合相關(guān)規(guī)則與運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，給出最優(yōu)維修周期、并部署大規(guī)模改建工作，為當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)維修作業(yè)（包含平日巡檢、問題處理、定時檢測與大規(guī)模改建）協(xié)助決策，提升運(yùn)轉(zhuǎn)管控水準(zhǔn)。

使用馬爾科夫模型解析二次設(shè)施的可靠性，首先應(yīng)構(gòu)建二次設(shè)施狀態(tài)模型，再使用狀態(tài)空間法實(shí)施解析，換算失效率，構(gòu)建狀況轉(zhuǎn)嫁概率矩陣。以平均維修時間為自變量，失效率為因變量，獲得換算曲線，獲得極小值，并融合現(xiàn)場具體狀況，明確最優(yōu)維修時間。

1.3 二次設(shè)施狀態(tài)考評系統(tǒng)

發(fā)揮原來的生產(chǎn)實(shí)時訊息系統(tǒng)中的檢測管控、問題排查、運(yùn)轉(zhuǎn)日記、大規(guī)模改建管控中的相關(guān)功能，構(gòu)建變電二次設(shè)施的狀態(tài)考評數(shù)據(jù)與系統(tǒng)，挑選可以完全映射設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)的考評數(shù)據(jù)，構(gòu)建狀態(tài)考評系統(tǒng)，為生產(chǎn)管控提供有價值的信息。

1.4 二次設(shè)備可靠性分析方法

二次設(shè)施可靠性考評的基礎(chǔ)模式包含分析法與Monte-Carlo虛擬法兩類。分析法被用在構(gòu)造簡單的小規(guī)模電力體系的可靠性考評中，然而其換算強(qiáng)度伴隨系統(tǒng)狀況呈指數(shù)狀態(tài)增加。蒙特卡洛虛擬法是依照特定的規(guī)律在電腦上虛擬出隨機(jī)產(chǎn)生的各類體系狀態(tài)，就是說使用數(shù)值換算模式虛擬具體運(yùn)轉(zhuǎn)流程，并從大批的模擬實(shí)驗成果中統(tǒng)籌出系統(tǒng)的可靠性相關(guān)參數(shù)。最近幾年，產(chǎn)生了用于大規(guī)模電力體系可靠性考評的分析法與蒙特卡洛法相融合的混用模式，融合兩者的優(yōu)勢，彌補(bǔ)其漏洞。

另外，故障樹解析是一類用于系統(tǒng)可靠性與安全性解析的高效模式，特別是在進(jìn)行繁雜系統(tǒng)的解析方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，而反映在故障樹解析中對各類相異繁雜情況解析的多用途適應(yīng)性則是FTA技術(shù)的重要特點(diǎn)。FTA技術(shù)在電力單位中的運(yùn)用還沒有普及，需要繼續(xù)推廣。

2.電力自動化系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 電網(wǎng)調(diào)度自動化的功能

2.1.1 數(shù)據(jù)采集與安全監(jiān)管

通過遠(yuǎn)程技術(shù)完成參數(shù)搜集：通過電腦系統(tǒng)完成參數(shù)的處置與儲備；通過人機(jī)交互系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對電網(wǎng)的運(yùn)轉(zhuǎn)工況實(shí)施網(wǎng)上監(jiān)督，并配套拷貝表格、預(yù)警、虛擬量記載、事項次序記載、故障追蹤、圖像復(fù)制、系統(tǒng)自我檢查與遠(yuǎn)動通道品質(zhì)監(jiān)控等功能。在有效監(jiān)督的前提下，透過電腦、遠(yuǎn)動、人機(jī)交互功能，對斷路設(shè)備、發(fā)電機(jī)械與調(diào)相機(jī)組、帶載荷調(diào)壓變壓設(shè)備、補(bǔ)償設(shè)備等進(jìn)行遠(yuǎn)程操作與調(diào)動，并下達(dá)時鐘等命令。

2.1.2 自動發(fā)電管控與經(jīng)濟(jì)調(diào)度管控

自動發(fā)電管控與經(jīng)濟(jì)調(diào)度管控是對電網(wǎng)穩(wěn)定正常運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)施閉環(huán)管控的措施。在對電網(wǎng)頻率實(shí)施調(diào)節(jié)的階段，完成經(jīng)濟(jì)調(diào)度管控，直觀地管控各調(diào)頻廠商，并納入線損矯正范疇，完成對互聯(lián)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線凈功率偏差的管控；對非調(diào)頻廠家，就以載荷圖譜為參考點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電設(shè)備；對有一定實(shí)力的廠商要完成自動電壓與無功功率管控。

2.2 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的組成

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)由調(diào)度站點(diǎn)、變電所自動化系統(tǒng)、通信系統(tǒng)由3個版塊構(gòu)成，其功能是：

2.2.1 參數(shù)與訊息的采集系統(tǒng)：包含前置設(shè)備、遠(yuǎn)動終端、Model、變送器。

2.2.2 參數(shù)與訊息的處置系統(tǒng)：包含主控電腦、外儲存器、輸送設(shè)施、電腦信道端口。

2.2.3 參數(shù)與訊息的輸送系統(tǒng)：包含有線、載波、光纜、短波、微波與衛(wèi)星等通信模式。

2.2.4 人機(jī)交互系統(tǒng)：包含彩色顯屏、打字機(jī)、復(fù)制設(shè)備、記載表盤、制圖機(jī)、調(diào)度虛擬設(shè)備、調(diào)度臺、調(diào)度大屏幕。

2.2.5 不斷電電源系統(tǒng)：包含交直流整流設(shè)備、直交流逆變設(shè)備、成套的直流儲電設(shè)備、發(fā)電設(shè)備等。

2.2.6 安全環(huán)保系統(tǒng)：包含防雷與接地、消防、防電磁騷擾與防靜電影響、防噪音與防振、空調(diào)與溫濕度管控等。

2.3 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)構(gòu)造包含：

2.3.1 主要/預(yù)備前置通信設(shè)備，完成參數(shù)搜集、規(guī)約闡釋、參數(shù)處置與接納處置系統(tǒng)的管控指令。

2.3.2 主/備用伺服器

伺服器儲存全部系統(tǒng)的有效參數(shù)、歷史參數(shù)與運(yùn)用參數(shù)，為主要/備用前置通信設(shè)備、調(diào)度人員站點(diǎn)、后臺作業(yè)站提供參數(shù)庫檢索功能，并被當(dāng)作運(yùn)用伺服器。

2.3.3 WEB瀏覽伺服器，提供WEB主界面圖像的發(fā)布信息。這類模式讓互聯(lián)網(wǎng)的作業(yè)站不需要專業(yè)程序支撐，利用Windows內(nèi)設(shè)的IE瀏覽器就能夠檢索具體參數(shù)。

2.3.4 系統(tǒng)時鐘同步（GPS），參考全球定位系統(tǒng)的時間，將其當(dāng)成系統(tǒng)的準(zhǔn)則化時間與系統(tǒng)頻率，讓系統(tǒng)的時間能夠一致。

3.交直流混聯(lián)輸電系統(tǒng)可靠性評估

對交直流電混聯(lián)輸電系統(tǒng)的可靠性評估，是因為系統(tǒng)非正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的平均風(fēng)險導(dǎo)致的。在選擇框內(nèi)，應(yīng)明確互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)渑c發(fā)電狀態(tài)。全部項目的挑選均是任意的，參考序貫Monte-Carlo法虛擬。風(fēng)險數(shù)據(jù)是故障后果與故障態(tài)勢產(chǎn)生幾率的結(jié)合。后果解析框是故障后果的預(yù)估。

結(jié)論

綜上所述，筆者對智能電網(wǎng)中的二次設(shè)施可靠性模型的建立、自動化系統(tǒng)組成、交直流電混聯(lián)輸電系統(tǒng)的可靠性評估等層面實(shí)施了摸索性的研究。另外，假如二次設(shè)施的問題率與正態(tài)分布與方差齊次性特征吻合，就能夠以二次設(shè)施的問題率為可靠性核心數(shù)據(jù)完成方差解析與正交創(chuàng)設(shè)。

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