[发明专利]一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法

说明书

本发明公开了一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，该方法同时考虑电网运行方式和环境温度、负荷的不确定性和随机性，通过电网能量管理系统EMS获取电网运行的数据，在考虑电网运行方式的不确定性和随机性时主要是引入发电机、线路、变压器等设备的不确定性运行状态，在考虑环境温度、负荷的不确定性时主要引入环境温度、负荷的不确定性状态，假设用威布尔分布来模拟电网运行方式中各设备组中元件的老化失效过程，在概率分析的基础上计算电网中元件可修复失效引起和老化失效引起的不可用率，为电网调度运行及可靠性评估提供必要的技术支撑。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法。

背景技术

随着电力市场的发展，电力供应的稳定性成为了人们日益关注的问题。电力系统是由大量的发电机、架空输电线路、变压器及电力用户等元件组成，且这些元件大都是可修复元件，元件停运是系统故障停运失效的根本原因。系统运行方式、网络结构和运行条件发生变化时，引发的线路潮流、母线电压、系统频率等的变化将会直接影响到系统元件的停运概率，与此同时，天气、温度等外界因素也会影响到系统元件的停运概率；另外，负荷和电力系统的运行也都充满了不确定性，因而不可能对其准确预测。

一个电力系统是已运行多年且还将继续运行的系统，系统中的元件可能已经历了多次失效和修复。电力系统风险评估方法中通常采用元件的不可用率来描述系统停运模型，大多数情况下，只计入可修复的强迫停运，有时也对计划停运进行模拟，直到目前为止，电力系统的传统风险评估中仅考虑可修复失效，而忽略了老化失效。

作为一种常见现象的设备老化，已日益受到许多公司的重点关注，因此如果元件已接近寿命末期，风险评估中应包含元件的老化失效模式。老化失效是与历史(即元件服役年龄)有关的条件失效事件，不考虑老化失效将极有可能导致低估电力系统风险。由于一个元件发生老化失效将是永久性的，所以老化失效没有修复时间的概念。此外，老化失效的失效率随时间增长而增大，而环境温度和负荷都会引起元件的老化失效。

针对供电系统停运失效概率，以往通常采用潮流计算的方法来加以判断和确认，且建立的供电系统停运模型大都仅考虑了可修复失效，而忽略了老化失效，所以这种计算方法无法确定电网当中发生老化失效的供电系统停运概率，更不能确定发生老化失效的元件个数及损失。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，该方法能够确定系统中元件发生老化失效个数、损失和风险。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种计及老化失效的供电系统停运概率计算方法，包括下述步骤：

S1，从电网能量管理系统EMS获取发电机运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台发电机G_i十年内处于强迫停运状态的次数，确定失效率修复率采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台发电机发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数尺度参数

S2，从电网能量管理系统EMS获取线路运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i条线路L_i十年内处于强迫停运状态的次数，确定失效率修复率采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i条线路发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数尺度参数

S3，从电网能量管理系统EMS获取变压器运行数据，采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台变压器T_i十年内处于强迫停运状态的次数，确定失效率修复率采用非序贯蒙特卡罗模拟方法确定第i台变压器发生老化失效概率的威布尔分布函数，确定形状参数尺度参数

S4，计算并列供电系统发电机强迫停运同时存在n台发电机老化失效引起的联合不可用率，计算公式为：