|
| |
|
Слаботочка Книги 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 [175] 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 зовать только резервирование, оптимальную настройку средств автоматического управления системой и улучшение организации эксплуатации. Далее приводятся примеры, в которых определяются показатели надежности электроснабжения потребителей и решения задач распределения резервов мощности в ЭЭС. Определение показателей надежности рассматривается потому, что любая задача синтеза надежности (оптимального резервирования, оптимальной настройки каких-либо средств автоматического управления системой и т. д.) включает в себя в той или иной форме задачу анализа. 32.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 32.2Л. Предварительные замечания. В общем случае расчетную схему ЭЭС при определении показателей надежности электроснабжения потребителей можно представить в виде узлов генерации (электростанций), узлов потребления (нагрузок) и связей между ними ограниченной пропускной способности (электропередач); узлы генерации и потребления могут быть совмещены. Такие системы называют системами со слабыми связями. Только при таком представлении расчетных схем можно (при соответствующей полноте моделирования процессов) отразить и учесть в модели все перечисленные выше особенности ЭЭС, и в частности динамические свойства, из-за которых при случайных возмущениях возможны нарушения устойчивости и каскадные развития аварий.- Иногда можно предположить неограниченность пропускной способности между узлами системы при любых режимах и любых состояниях системы, определяемых случайными состояниями ееэлементов. Это соответствует системе с сильными связями, или концентрированной системе. Расчетная схема концентрированной системы является одноузловой (в одном узле размещается вся мощность и вся нагрузка). Для последующего изложения важны следующие определения мощностей узла или системы в целом: установленная мощность W* - сумма номинальных мощностей всех агрегатов узла (системы); располагаемая мощность W - установленная мощность, уменьшенная из-за несоответствия мощностей последовательно включенных элементов; рабочая мощность W - располагаемая мощность, уменьшенная на значение располагаемой мощности агрегатов, находящихся в состояниях планового простоя W и аварийного простоя W". Из этих определений следует 1Г* = w-W - W". (32.1) Показатели надежности электроснабжения потребителей для концентрированных ЭЭС определяют в два этапа: для каждого узла генерации вычисляются вероятностные характеристики, определяющие рабочую мощность в рассматриваемый период; в соответствии с полученными данными (с учетом прогнозируемых на период 6 графиков нагрузки в каждом из узлов потребления) определяются искомые показатели надежности, отражающие вероятность неполного покрытия нагрузки потребителей системы. 32.2.2. Характеристики рабочей мощнсюти концентрированного узла генерации. Предполагается, что для рассматриваемого периода Т известны: состав, мощности и вероятности отказов агрегатов, формирующих располагаемую мощность; мощности агрегатов, выводимых в этотпериод в плановый ремонт. С достаточной для практики точностью можно представить схему соединения элементов в узлах генерации в виде параллельного соединения генерирующих элементов. Предположим вначале также, что в течение периода в состав агрега- где bf = тов, формирующих располагаемую мощность, и мощности агрегатов, выведенных в плановый ремонт, постоянны. Из (32.1) следует, что вероятностные характеристики рабочей мощности можно найти, если получить вероятностные характеристики мощности в аварийном простое. Для определения распределения мощности агрегатов в аварийном простое запишем производящую функцию: cp(Z)= П [pt + qiZ?] (32.2) где Qi - вероятность отказа 1-го агрегата (pt = I - qt); W - располагаемая мощность 1-го агрегата (i = 1, п); Z - аргумент производящей функции. После раскрытия скобок (32.2) можно переписать в виде полинома по степеням: <Р(2) = 2 П . . (32.3) I, если i-u агрегат находится в состоянии отказа, О в противном случае; 6 = (6i, б„) - состояние системы, определяемое состояниями агрегатов. Окончательно после приведения подобных членов в (32.3) получаем Ф(2)= 2 PZK где k - в общем случае нецелочисленный индекс, равный мощности агрегатов, находящихся в аварийном простое; - вероятность того, что мощность агрегатов в аварийном простое равна ровно К- (Эга вероятность равна сумме коэффициентов слагаемых в (32.3) при всех членах, у которых результирующая степень при Z равна к.) Процедуру вычислений можно упростить, заменив исходную систему из п разнотипных агрегатов эквивалентной в заданном смысле системой из п однотипных агрегатов, характеризуемых одинаковыми значениями располагаемой мощности К<°> и вероятности отказа q. В этом случае производящая функция (32.2) cp(Z)-(p + 2F и вероятность Pw аварийного простоя мощности W = mW, т. е. одновременного аварийного простого т из п эквивалентных агрегатов, составляет Рш= , m!(n-т)! Полученный закон распределения вероятностей значений W" = к позволяет при известных W и W в предположении их неизменности в течение периода Т найти, используя (32.1), распределение вероятностей значений рабочей мощности концентрированного узла генерации. Если период G относительно продолжителен, то величина W не остается постоянной, а изменяется за счет ввода и демонтажа оборудования. В этом случае период W разделяется на интервалы, в пределах которых W° и W- можно считать неизменными, и вычисления выполняются независимо от отдельных интервалов. (Конечно, объем расчетов при этом заметно возрастает.) Для облегчения вычислений можно использовать некоторые приемы корректировки распределения при изменении состава агрегатов. Таблица 32.1 Значения Qi и Wi для примера 32.1 Таблица 32.2 Значения Кг « W агрегатов системы для ijpHMepa 32.1
32.2.3. Характеристики концентрированной системы. Здесь основную роль играет неравномерность графика нагрузки системы. Если нагрузку в период 0 можно считать постоянной и равной 1Ге (например, при оценке надежности по критерию покрытия годового максимума нагрузки системы), то коэффициент готовности вычисляется в соответствии с полученным законом распределения вероятностей Pw по формуле /с=1- 2 Можно определить и другие показатели надежности, например: средний де-ч})ицит мощности системы Д, средний недоотпуск электроэнергии Ag, коэффициент юбеспеченности электроэнергией л: Ag = GAi; п = I ~ Ai/ir. Когда нагрузку в течение времени Т нельзя считать неизменной, ее можно задать, например, в виде графика продолжительности с подсчетом показателей К, Ац Ag и зх для каждого интервала постоянства нагрузки с последующим взвешиванием по относительной длительности этих интервалов на всем рассматриваемом периоде. - Пример 32.1? Определить вероятность дефицита мощности в течение периода *8. В периоде 6 можно выделить три интервала постоянства нагрузки (значения •относительной длительности этих интервалов 6 и нагрузки потребителей на них Wi приведены в табл. 32.1). Система включает в свой состав четыре агрегата, коэффициенты готовности и располагаемые мощности которых (в относительных единицах) приведены в табл. 32.2. Решение. Производящая функция для распределения мощности агрегатов, находящихся в аварийном простое: ср (Z) = (0,998 + 0,002Z««) (0,997 + О.ООЗг»-") (0,999 + O.OOlZ-i) (0,9 -f -f 0,lZ««b) = 0,894 + O.IZ"" + Ы0-«2«-1ь + 3,M0-Z«2 + 3 X X 10-4Z«25 + 3- 10-«ZO«b + 3-.10-Z«« + 2. lO-Z"-" + 2- 10-*Z«-«b> + + 2- 10-«Z" + 6,2.10-«Z"-« + 6- 10-ZO«b + 6- 10-»Z9 Записанная в развернутом виде производящая функция позволяет легко вычислить интересующую нас характеристику. На первом интервале постоянства 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 [175] 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 |