|
| |
|
Слаботочка Книги нагрузки в соответствии с табл. 32.1 допускается потеря за счет аварийного простоя не более 0,27 от максимально возможной. Это означает, что следует вычислить сумму всех коэффициентов при тех Z, степень которых меньше 0,27, т. е. Pi = 0,894 + 0,1 + 1.10- + 3,1.10- + 3-10-* = 0,9984. Для второго интервала нужно аналогично вычислить сумму коэффициентов-при Z, степень которых не превышает 0,08: Ра = 0,894 + 0,1 = 0,994. Наконец, для третьего интервала нужно вычислить сумму коэффициентов при Z, степень которых не превышает 0,04: Рз = 0,894. Итоговое значение вероятности дефицита мощности определяется по формуле Р b=-i-2Pie,=0,9984-0,3 + 0,994.0,6-f0,894.0,l =0,98532 ~ 0,985. 1=1 32.2.4. Показатели надежности системы со слабыми связями. Рассмотрим возможность применения для данной задачи метода статистического моделирования. При-решении задачи можно выделить три этапа: генерацию реализаций случайных процессов отказов - восстановлений всех элементов, представленных в расчетной схеме системы; определение последствий каждого отказа; вычисление искомых показателей надежности электроснабжения потребителей. Расчетная схема системы включает М узлов генерации, совмещенных с узлами потребления и связи между ними. Расчетный период 6 делится на такие интервалы &1, I = I.....Н, что в пределах каждого из них можно полагать неизменными состав агрегатов, формирующих W и W, и нагрузки в узлах. (Здесь продолжительность интервала Oj учитывает и неравномерность электропотребления.) При построении отдельных реализаций случайного процесса отказов - восстановлений элементов системы на первом этапе необходимо иметь в виду следующие условия: отказ любого отдельного элемента не может иметь места в период его планового простоя, и периоды аварийных простоев элемента не должны совпадать с периодами его плановых простоев; для последовательно соединенных элементов должны учитываться вынужденные простои в исправном состоянии, связанные с аварийными простоями смежных элементов. Примечание. При моделировании следует выделить в расчетной схеме системы коммутационно-независимых элементов или групп элементов, состояния которых могут зависеть друг от друга внутри группы, но не зависят от состояния элементов других групп. Формирование реализаций для каждой коммутационно-независимой группы элементов может осуществляться независимо. После генерации случайных реализаций процесса функционирования ЭЭС для определения последствий каждого из реализовавшихся отказов элементов в каждом из интервалов 6j находят значения дефицита мощности и недоотпуска электроэнергии Aj каждого /-го узла генерации при k-u реализации, используя выбранный критерий оптимизации, например условие минимизации дефицита электроэнергии по системе в целом. (В случае различных требований к надежности электроснабжения потребителей отдельных узлов возможно формирование других критериев оптимизации, учитывающих эти требования.) Эта задача для значений переменных, фиксированных для данной k-u реализации, решается соответствующим методом линейного программирования. В соответствии с полученными данными на третьем этапе вычисляются искомые показатели надежности электроснабжения потребителей каждого /-го узла системы. i Примечание. До сих пор предполагалось, что моделируются постепенные отказы, когда эксплуатационный персонал, реагируя на определенные внешние проявления, имеет возможность подготовить вывод элемента из работы (разгрузить агрегат, изменить режим работы системы и т. д.). В этих случаях, как правило, возможность нарушения устойчивости системы исключается. При внезапных же отказах (например, коротких замыканиях на линиях электропередачи) возможны нарушения устойчивости, а при неблагоприятных условиях - и дальнейшее (каскадное) развитие аварии. Определение показателей надежности при учете внезапных отказов осуществляется принципиально так же, как описано выше. Но, здесь, во-первых, при подготовке статистических данных должны учитываться как прогнозируемые, так и внезапные отказы элементов (для некоторых элементов при этом существен не просто факт отказа, но и вид повреждения его вызывающий). Следует учитывать, что между моментом внезапного отказа и началом периода восстановления может пройти некоторый промежуток времени, определяемый процессом локализации места отказа и восстановлением стационарного режима в случаях нарушения устойчивости, а тем более - при каскадном развитии аварии. Поэтому после внезапного отказа необходим расчет переходного электромеханического процесса систем с моделированием поведения систем автоматического управления с учетом возможности отказов срабатывания, а также излишнего и ложного срабатываний. Учет внезапных отказов существенно усложняет процесс определения показателей надежности электроснабжения потребителей. Поэтому обычно используются различные упрощающие предположения, опирающиеся на конкретные условия функционирования ЭЭС. 32.3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗЕРВОВ МОЩНОСТИ В ЭЭС На значение оперативного резерва мощности, обеспечивающего надежность электроснабжения потребителей, можно воздействовать только за счет оптимального планирования ремонтов генерирующего оборудования, т. е. распределением полного резерва мощности между его ремонтной и оперативной составляющими. Задача формулируется следующим образом. При заданных во времени в период G располагаемой мощности и суммарной нагрузке каждого узла системы, т. е. резерве узла, длительности плановых ремонтов агрегатов, ограничениях на условия проведения ремонтов и на перетоки мощности по связям, определить для каждого узла значения оперативной и ремонтной составляющих резерва и составить график плановых ремонтов исходя из обеспечения, например, максимально возможной надежности электроснабжения потребителей системы в рассматриваемый период. При решении задачи показателем надежности целесообразно выбирать коэффициент обеспеченности электроэнергией л. Продолжительность периода 6 при годовом планировании режимов принимается равной одному году; при этом продолжительность интервалов, на которые делится период G, целесообразно принять равной одной неделе, а в качестве интервальных значений нагрузки узлов использовать максимальные значения ее в течение недели. Сформулированная задача решается поэтапно: на первом этапе осуществляется предварительное распределение во времени резервов мощности узлов между их оперативной и ремонтной составляющими с учетом требуемого объема плановых ремонтов в каждом из узлов; на втором этапе для каждого узла независимо составляется график плановых ремонтов генерирующих агрегатов с учетом определенных на первом этапе свободных моншостей, которые допустимо снимать для проведения ремонтов; на третьем этапе уточняется распределение резервов, выполненное на первом этапе, с учетом составленных графиков плановых ремонтов. Глава 33 НАДЕЖНОСТЬ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗО- И НЕФТЕПРОВОДОВ 33.1. ЗАДАЧИ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ Системы трубопроводного транспорта газа и нефти составляют основу системы топливоснабжения страны. Основные потоки газа и нефти направляются по многониточным трубопроводам, которые разделяются компрессорными или насосными станциями на отдельные линейные трубопроводные участки. Станции восполняют потери энергии потока, связанные с преодолением гидравлического сопротивления течению в трубопроводе и перепада высот на предыдущем линейном участке. Участок многониточного трубопровода представляет собой систему параллельных трубопроводов (возможно различного диаметра), гидравлическое взаимодействие которых осуществляется через перемычки. Управление кранами на перемычках позволяет изменять режим течения. На станциях установлены перекачивающие агрегаты, которые можно включать в работу различными способами в зависимости от предусмотренной системы трубопроводов обвязки. На нефтепроводах используются главным образом электроприводные агрегаты, а на газопроводах - газотурбинные, топливом для которых служит транспортируемый газ. На топливные нужды газопроводов большой протяженности расходуется более 10% транспортируемого газа. Параметры режима перекачки - производительность (расход), давление на входах и выходах станций и температура продукта - изменяются во времени в зависимости от состояния трубопровода и применяемых управляющих воздействий. Цели управления нельзя сформулировать однозначно. Чаще всего применяются критерии максимума производительности и минимума энергетических затрат на перекачку при заданной производительности. Исследование надежности трубопроводов имеет целью: обосновать при проектировании выбор технологической схемы и параметров трубопровода (диаметр, количество и расположение станций, количество и типоразмер агрегатов, производительность); оценить возможные потери пропускной способности трубопровода при отказах оборудования; оценить надежность (вероятность) обеспечения спроса и другие характеристики надежности газо- или нефтеснабжения; выбрать рациональные способы резервирования для обеспечения требуемой надежности функционирования трубопровода; определить требования к системе технического обслуживания и ремонта; обосновать требования к надежности других объектов системы. Основным показателем качества функционирования трубопровода является его пропускная способность, т. е. максимальное количество продукта, которое может быть передано в единицу времени при условии гарантированной подачи продукта в требуемом объеме и с нужными параметрами в начальную точку трубопровода.. Снижение пропускной способности по сравнению с номинальной считается отказом объекта (частичным или полным). Пропускная способность является характеристикой производственной мощности трубопровода при данном его состоянии, которое определяется комбинацией исправных и неисправных элементов линейных участков и станций. Состояние задает характеристики оборудования, возможные схемы коммутации и множества допустимых управлений. Пропускная способность является однозначной функцией состояния. Изменение состояния трубопровода представляет собой случайное событие. Пропускная способность рассматривается как случайная величина ср с конечным, 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 |