規(guī)劃與可靠性

1、緒論1 提高電力系統(tǒng)可靠性的措施有什么？ 提高電力系統(tǒng)可靠性的途徑，一是提高組成系統(tǒng)各元件的可靠性，二是增加冗余度。對于 發(fā)電系統(tǒng)，增加冗余度意味著增加裝機(jī)容量，即增大備用容量；對于輸電系統(tǒng)，則意味著 增加輸電線路數(shù)或加大輸電線路截面積。2 在可靠性研究中，元件和設(shè)備分為哪幾類？其可靠性指標(biāo)分別為什么？ 與可靠性這一概念密切相關(guān)的還有可靠度和可用率（ Availability ）。一般設(shè)備區(qū)分為不可 修復(fù)設(shè)備和可修復(fù)設(shè)備兩大類，如在電力系統(tǒng)中，絕緣子屬不可修復(fù)設(shè)備，而發(fā)電機(jī)、變 壓器、斷路器等大多數(shù)設(shè)備屬可修復(fù)設(shè)備。對于不可修復(fù)設(shè)備，其可靠性是指在預(yù)期的時(shí) 間（平均壽命）內(nèi)，未發(fā)生故障這一事件

2、的概率，通常稱為可靠度。對于可修復(fù)設(shè)備，由于故障后還可以修復(fù)，再投入工作，且長期經(jīng)歷著這種循環(huán)，所以， 除計(jì)及設(shè)備發(fā)生故障的概率外，還要計(jì)及故障后修復(fù)的概率，這種情況下的可靠性指標(biāo)稱 為可用率，它定義為：可修復(fù)設(shè)備在長期運(yùn)行中，處于或準(zhǔn)備處于工作狀態(tài)的時(shí)間所占的 比例。3 可靠性的分析方法有幾類？各有什么特點(diǎn)？ 目前研究電力系統(tǒng)可靠性的方法有兩種：一種是解析法，另一種是模擬法。這是兩種完全 不同的方法，解析法是將元件或壽命的過程模型化，然后通過數(shù)學(xué)方法進(jìn)行可靠性分析， 計(jì)算出可靠性指標(biāo)；模擬法也稱為蒙特卡洛法或仿真法，它是采用計(jì)算機(jī)仿真的方法，模 擬元件或系統(tǒng)的壽命過程，并經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間后進(jìn)行

3、統(tǒng)計(jì)，得出可靠性指標(biāo)。4 可靠性的特點(diǎn)有什么？ 可靠性涉及元件失效數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和處理、系統(tǒng)可靠性的定量評定、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的協(xié)調(diào) 等多方面內(nèi)容，是一門邊緣學(xué)科，具有實(shí)用性、科學(xué)性和時(shí)間性三大特點(diǎn)。所謂實(shí)用性是指可靠性研究和工程實(shí)踐緊密聯(lián)系，并為工程實(shí)踐服務(wù)；科學(xué)性是指可靠性 研究有一套獨(dú)特的科學(xué)理論和方法，而不是猜測和粗略的判斷；時(shí)間性是指可靠性貫穿于 產(chǎn)品或系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)、研制、開發(fā)、運(yùn)行過程。5 電力系統(tǒng)可靠性指標(biāo)，中文名稱及其含義。 關(guān)于設(shè)備的兩種可靠性指標(biāo)可靠度和可用率，同樣適用與元件和系統(tǒng)。電力系統(tǒng)是典型的 可修復(fù)系統(tǒng)，其中的主要元件都是可修復(fù)元件。為了便于不同場合的應(yīng)用，已提出了大量

4、電力系統(tǒng)可靠性的具體指標(biāo)。如電力不足概率（LOLF）、電力不足頻率（FLOL）、電力不足持續(xù)時(shí)間DLOL等等。6 可靠性研究的目的是什么？ 電力系統(tǒng)可靠性問題的研究有兩個(gè)方面的目的：一是為電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行長期可靠 性估計(jì)；二是為制定每天或每周運(yùn)行計(jì)劃而進(jìn)行可靠性預(yù)測。這兩類問題研究所需的數(shù)學(xué) 模型和計(jì)算方法是不同的，而對短期可靠性的預(yù)測還處于探索階段，目前關(guān)于長期可靠性 問題的研究已達(dá)到實(shí)用階段，因?yàn)槎唐诳煽啃缘难芯啃枰紤]電力系統(tǒng)穩(wěn)定性等問題，而 這些問題都還不是很成熟。7 電力系統(tǒng)規(guī)劃按時(shí)間長短分為哪幾類？電力系統(tǒng)規(guī)劃根據(jù)時(shí)間的長短，一般分為長期規(guī)劃、中期規(guī)劃和短期規(guī)劃，還有遠(yuǎn)期規(guī)

5、劃、中長期規(guī)劃等叫法。各種規(guī)劃的時(shí)間長短并沒有統(tǒng)一的規(guī)定，一般10 年以上的規(guī)劃稱為長期規(guī)劃， 5-10 年的規(guī)劃稱為中期規(guī)劃， 3-5 年的規(guī)劃稱為短期規(guī)劃。不同的規(guī) 劃考慮問題的角度不同，其數(shù)學(xué)模型和求解方法也有很大不同8 電力系統(tǒng)規(guī)劃的具體方法有哪些？ 電力系統(tǒng)規(guī)劃的具體方法，與具體問題有關(guān)，一般來說，任何規(guī)劃方法，在電力系統(tǒng)都有應(yīng)用，這些方法包括線性規(guī)劃法、整數(shù)規(guī)劃法、非線性規(guī)劃法、動態(tài)規(guī)劃法等，這些方法 本身還有不同的分類，如非線性規(guī)劃法有乘子法、梯度法等等。另外，近年來，又出現(xiàn)了專家系統(tǒng)方法、遺傳算法、模擬退火算法、Tubo搜索法、蟻群算法、模糊規(guī)劃法等。一元件的可靠性1什么是不可

6、修復(fù)兀件的壽命？不可修復(fù)元件的壽命：元件從投入使用到首次故障的時(shí)間2說明浴盆曲線的幾個(gè)時(shí)期。 （I）早期故障期（n）偶發(fā)故障期（川）耗損故障期3可修復(fù)元件的雙態(tài)模型指什么狀態(tài)？作出可修復(fù)元件的雙態(tài)轉(zhuǎn)移圖雙態(tài)模型：工作與故障狀態(tài)UDTUTD工作狀態(tài)故障停運(yùn)TuU Tu-工作狀態(tài)時(shí)間-故障停運(yùn)時(shí)間在可靠性分析中，元件的狀態(tài)是如何劃分的?Td穩(wěn)態(tài)概率時(shí)間*'5什么是強(qiáng)迫停運(yùn)率？強(qiáng)迫停運(yùn)率（FOR =強(qiáng)迫停運(yùn)小時(shí)/ （運(yùn)行小時(shí)+強(qiáng)迫停運(yùn)小時(shí)）二可靠性的分析方法狀態(tài)空間法計(jì)算系統(tǒng)處于某一狀態(tài)的概率4個(gè)狀態(tài)：（1） 1工作、2工作，（2） 1工作、2故障，（3） 1故障、2工作，（4） 1故障、2

7、 故障(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)解模擬法的特 不需要建立數(shù)學(xué)模, 可得出某些指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)函數(shù)1- 檢修間復(fù)雜的關(guān)系3 1可處理故 可甩于大 計(jì)算;機(jī)程 計(jì)算吳差 需要抽取隨點(diǎn)八、型D7N狀態(tài)2 1工作 2故障J狀態(tài)4成正比章2故障了解發(fā)電機(jī)，輸電線路2變壓器和負(fù)荷的模擬掌握網(wǎng)絡(luò)法計(jì)算系統(tǒng)的可靠性卩為修復(fù)率了解電力系統(tǒng)可靠性的相關(guān)指標(biāo)及其意義對于電力系統(tǒng)，可靠性指標(biāo)主要有：（1）電力不足概率 LOLP （Loss of load probability ）:指系統(tǒng)負(fù)荷（一天中最大 負(fù)荷）超過系統(tǒng)中有效發(fā)電容量的概率；（2） 電力不足頻率 FLOL （ Frequency loss

8、of load ）:單位時(shí)間（一般為一年）系 統(tǒng)用戶平均停電的次數(shù)；（3）電力不足持續(xù)時(shí)間DLOL（ Duration loss of load ）:在指定時(shí)期內(nèi)，用戶停電的平均持續(xù)時(shí)間；（ 4）電力不足期望值 LOLE（ Loss of load expectation）：在研究的時(shí)間內(nèi)，由于供電不足而產(chǎn)生的負(fù)荷停電時(shí)間的平均值；（5）電量不足概率 LOEP（ Loss of energy probability）：在研究時(shí)間內(nèi)，由于供電不足而使用戶停電的電量損失的期望值與該時(shí)間內(nèi)用戶所需全部電量的比值；（ 6）電量不足期望值 ELOE（ Expected Loss of energy ）：

9、在研究的時(shí)間內(nèi)，由于供 電不足引起用戶停電而損失的電能平均值。配電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的意義和關(guān)系1。供電服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)（五個(gè)）1）供電可靠率： RS-1 、 RS-2 、 RS-3RS-1:在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)，對用戶有效供電時(shí)間總小時(shí)數(shù)與統(tǒng)計(jì)期間小時(shí)數(shù)的比值。2）用戶平均停電時(shí)間： AIHC-1 、 AIHC-2 、AIHC-3AIHC-1 :在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)，用戶平均停電小時(shí)數(shù)。3） 用戶平均停電次數(shù):AITC-1 、AITC-2 、AITC-3AITC-1 :在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)，用戶平均停電次數(shù)。4）用戶平均停電損失量（kWh/戶）。5）平均停電用戶數(shù)（戶 /次）。2。故障停電指標(biāo)MID-F （小時(shí)/次）； k

10、Wh/次）；AIHC-F（h/ 戶）；AFTC（次 / 戶）。1）故障停電平均用戶數(shù)（戶 / 次）；2）故障停電平均持續(xù)時(shí)間3）故障停電平均缺供電量4）用戶平均故障停電時(shí)間5）用戶平均故障停電次數(shù)3。預(yù)安排停電指標(biāo)MID-F （小時(shí)/次） ； kWh/次）；AIHC-S （h/ 戶）；ASTC（次 /戶）。1）預(yù)安排停電平均用戶數(shù)（戶 / 次）；2）預(yù)安排停電平均持續(xù)時(shí)間3）預(yù)安排停電平均缺供電量4）用戶平均預(yù)安排停電時(shí)間5）用戶平均預(yù)安排停電次數(shù)配電系統(tǒng)停電的分類第三章 電力系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)化方法掌握線性和非線性規(guī)劃的特點(diǎn) 掌握動態(tài)規(guī)劃法的計(jì)算方法動態(tài)規(guī)劃:一種多階段決策優(yōu)化過程 。 所謂多階段決

11、策優(yōu)化，是指這樣一種問題，即可以按照時(shí)間或空間過程劃分若干個(gè)相互聯(lián) 系的階段，每個(gè)階段都需要作出一定的決策，但是每個(gè)階段最優(yōu)決策的選擇不能只孤立地 考慮本階段所取得的效果如何，必須把整個(gè)過程中的各個(gè)階段聯(lián)系起來考慮，要求所選擇 的各個(gè)階段決策的集合策略，能使整個(gè)過程的總效果達(dá)到最優(yōu)。例子：從A點(diǎn)到D點(diǎn)有多條路徑，每一路徑可以看成一個(gè)決策階段，目標(biāo)是從A點(diǎn)到D點(diǎn)的路徑最短。第四階段：B3D4第三階段：B2B3D5第二階段：C1B2B3D9第一階段：AC1B2B3D14了解新型規(guī)劃方法 遺傳算法（基因算法） 模擬退火算法TUBO搜索算法蟻群算法模糊規(guī)劃法第四章 電源規(guī)劃掌握電源規(guī)劃的任務(wù)和應(yīng)該考慮

12、的問題 電源規(guī)劃的任務(wù)：在何時(shí)、何地、建什么樣的電廠，并且在經(jīng)濟(jì)上達(dá)到最優(yōu)。 電源規(guī)劃應(yīng)該考慮的問題：負(fù)荷預(yù)測、廠址選擇、燃料來源、運(yùn)輸條件、水文地質(zhì)情況、 電網(wǎng)情況、生態(tài)環(huán)境等 。掌握電力系統(tǒng)負(fù)荷的特點(diǎn)和電源結(jié)構(gòu)的構(gòu)成 基荷電源：基荷的特點(diǎn)是負(fù)荷保持不變，基荷電源一般由效率高、經(jīng)濟(jì)性好的大容量火電 機(jī)組或核電機(jī)組構(gòu)成，水量充足的水電機(jī)組也可作為基荷電源。腰荷電源：腰荷的特點(diǎn)是負(fù)荷有一定的變化，且持續(xù)時(shí)間較長。承擔(dān)腰荷的電源，既要具 有調(diào)節(jié)靈活性，又要能長時(shí)間的投入運(yùn)行。根據(jù)腰荷的特點(diǎn)，腰荷一般由具有調(diào)節(jié)能力的 水電廠和高效率的火電廠承擔(dān)。峰荷電源：峰荷的特點(diǎn)是負(fù)荷波動大，且持續(xù)時(shí)間比較短，因

13、此承擔(dān)峰荷的電源應(yīng)具有很 強(qiáng)的調(diào)節(jié)負(fù)荷能力，要求機(jī)組啟?？??？梢猿袚?dān)峰荷的電源有抽水蓄能電廠、具有調(diào)節(jié)能 力的水電廠以及燃?xì)廨啓C(jī)組。第五章電網(wǎng)規(guī)劃 掌握電網(wǎng)規(guī)劃的任務(wù)和分類 電網(wǎng)規(guī)劃就是要解決電力系統(tǒng)在什么地方、什么時(shí)候投建新的輸電線路，準(zhǔn)備投建何種類 型的輸電線路，新建線路采用的電壓等級，以及采用何種架線方式和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等，并且， 在保證可靠性的前提下，使電網(wǎng)建設(shè)投資費(fèi)用最小。對于遠(yuǎn)距離輸電，還存在輸電方式的 選擇，即采用交流輸電還是直流輸電。電網(wǎng)規(guī)劃的分類長期規(guī)劃： 1020 年或更長規(guī)劃內(nèi)容：根據(jù)本地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，確定電網(wǎng)發(fā)展的遠(yuǎn) 景方案，包括可能的最高電壓等級、主要變電站個(gè)數(shù)等。中期規(guī)劃： 5 10 年規(guī)劃內(nèi)容：是根據(jù)電網(wǎng)