可靠性基础知识-电力可靠性管理中心
95页1、可靠性数学基本知识,电力可靠性管理中心,二一一年八月 贵阳,CER,中文网址: 国家电力监管委员会电力可靠性管理中心 英文网址: www.chinaer.org,主要内容,电力可靠性基本概念 概率基本知识 元件的可靠性分析 系统可靠性分析简介,一、电力可靠性基本概念,复杂性对系统可靠性的影响,不同年代生产的农用拖拉机的复杂性及可靠性水平,可靠性的基本概念,可靠性reliability:设备或系统在给定的条件下、规定的时间期间内、充分执行其预期功能的概率。 可靠性技术的出发点:引用“概率”理论对可靠性作定量描述。,电力系统可靠性,是指把可靠性工程的一般原理和方法与电力系统中的工程问题相结合所形成的一门应用学科。 利用可靠性管理方法和指标体系可以规定、预测、设计、试验或者演示电力部件、元件、产品或系统的可靠性性能。,目前,电力系统可靠性研究的主要内容有以下两个方面: 可靠性指标的统计分析评价:对已运行的元件或系统进行历史的可靠性指标的统计分析和评价,属于度量过去性能的工作。 可靠性的预测评估:为了规划、设计和建立新的元件或系统,或者扩大、改造和发展现有元件或系统的工作能力而进行的可靠性统计
2、评估,属于预测未来行为的工作。,对电力系统可靠性评价,就是通过一套定量指标来度量电力供应部门向用户提供连续不断的、质量合格的电能的能力。包括对系统充裕性和安全性两方面的衡量。,充裕性是指电力系统稳态运行时,在系统元件额定容量、母线电压和系统频率等的允许范围内,考虑系统中元件的计划停运及合理的非计划停运条件下,向用户提供全部所需电力和电量的能力。充裕性一般涉及系统中是否有足够的设施来满足用户对供电的要求,因此不考虑扰动,属于忽略状态之间转移的工况范畴, 也称为静态可靠性。充裕性的量化分析相对容易,目前已取得大量的理论和工程应用成果。,安全性是指电力系统经受住短路或系统中元件意外退出运行等突然扰动并且不间断地向用户供电的能力。安全性表征对扰动的响应能力和保持整体性(即系统互联运行)的能力,安全性与对系统扰动的响应能力有关,因次涉及引起局部或大范围影响的工况以及失去大容量发电或输电设施的事件,也称为动态可靠性。目前安全性概率分析尚属于开发阶段。,供电系统是电力系统的重要组成部分,供电系统用户可靠性是指一个供电系统对其用户持续供电的能力。 供电系统向用户供电必须满足可靠性的要求,具体到用户供电
3、的角度来说,即以是否造成对用户停电为准,也就是说从用户的角度来看,希望供电系统无论在什么运行方式和运行条件下都不发生故障,能保证连续充分地供给用户正常质量的电能。,二、概率基本知识,事件的性质,事件总是与某些试验的结果相关联,理论研究中一般作出以下假设: 在相同条件下重复进行 实验的结果可能不只一个 不可能预先判定每一次实验将出现的结果,事件的性质,通常将一个给定条件的统计试验中所有可能结果的总和称为“样本空间”。 工程研究中的事件一般都可以用集合来描述,即:样本空间中的一个子集称为事件。,事件的性质,例如,某供电系统某年故障停电时间的样本空间为:,式中t为该供电系统的故障停电时间,则:,是该供电系统故障停电时间大于4小时且等于或小于5小时的事件。,事件的分类,必然事件:一定会发生的事件。 “某一条供电线路一年内所有可能发生的故障次数”。 不可能事件:一定不会发生的事件。 “某一条供电线路一年内发生 2 次故障”。 随机事件:可能发生也可能不发生的事件。 “某一条供电线路一年内发生 1 次故障”。,随机事件的分类,独立事件:如果某一事件的发生不影响另一事件发生的概率,则这两个事件称为独
4、立事件。实际工程中,只要相关程度不大时,都假设是独立事件,例如一个发电厂中不同的主设备的故障事件。但如果事件具有一定相关性时,则不适用独立性的假设。事件独立性的假设可能导致可靠性的偏高估计。,互斥事件:如果两个事件不可能同时发生,则称它们是互斥事件,或称不相交事件。例如一个设备的成功运行和事故退出工作这两种状态就不可能同时存在,因而是互斥事件。应当注意,该设备还可能处于非故障停运的第三种状态。,随机事件的分类,对立事件:如果一个事件只存在两种可能结果,其中一种结果不发生,另一种结果就必然发生,则称它们是对立事件,或称互补事件。如果这两种结果A和B的概率分别是P(A)和P(B),则根据定义,有 或 例如“一台发电机投入运行”为事件A,“该发电机停运”为事件,则事件A和事件B是对立事件,且 显然,对立事件必然是互斥事件,但互斥事件并不一定是对立事件。,随机事件的分类,条件事件:条件事件是一些在另一个或另几个事件发生的条件下发生的事件。如果研究事件B发生的条件下事件A发生的概率,则将其记为P(A|B),读为“给定B发生时A发生的条件概率”。或,随机事件的分类,实践表明,随机事件发生的可能性大
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