Внимание! Это ознакомительный вариант работы с системой, войдите или зарегистрируйтесь.
Размещение рекламы | Пользовательское соглашение | Тарифы |
  | О системе | Новости | Онлайн расчеты | Электролаборатория | Конференция | Работа | Вызов электрика | Автоэлектрики | Учебник | База данных | Магазин | Заказ | Источники | Сотрудничество | Контакты






Институт повышения квалификации специалистов релейной защиты и автоматики

 
Онлайн Электрик > Электронная конференция «Электроэнергетика. Новые технологии»

Дата приоритета: 11.01.2017
Код ГРНТИ: 44.29.29
Сертификат участника: Скачать
Прислать статью

Анализ показателей балансовой надежности электроэнергетических систем

В.А. Юферицын, О.С. Вяткина
Вологодский государственный университет

В статье рассматриваются проблемы и вопросы анализа математических моделей и методических средств определения показателей балансовой надежности электроэнергетических систем.

Анализ балансовой надежности – актуальная задача проектирования электроэнергетических систем (ЭЭС), интерес к которой в настоящее время проявляет как научное сообщество, так и энергетические компании. Балансовая надежность ЭЭС – это способность системы организовывать комплексную обеспеченность в электрической энергии и мощности потребителей с учетом плановых ремонтов, и неплановых отключений элементов ЭЭС, а также при дефиците энергии.

Чтобы определить количественные оценки и уровни балансовой надежности (БН) применяют показатели БН. Для создания математических моделей определения показателей БН ЭЭС используются статистические, комбинаторные и аналитические методы.

Модели, которые используют аналитические методы, основаны на последовательном изменении вероятностных рядов профицита и дефицита мощности, при учете имеющихся резервов передающей взаимосвязи двух территориальных зон от одной узла сети к другому. [1] Положительной стороной использования показателей БН ЭЭС аналитическими методами является повышенная вычислительная эффективность, с отрицательной стороны они ограничены применением только для радиально-магистральных схем ЭЭС.

Модели, базирующиеся на методах статистического моделирования, более распространены по сравнению с аналитическими. Они определяются на базе анализа случайных событий. Основным минусом этой модели является невысокая вычислительная продуктивность. Но с учетом того, что в настоящее время развитие вычислительной техники значительно шагнуло вперед, использование данного метода имеет свои преимущества. [2]

Показатель надежности ЭЭС — это численная характеристика свойств объекта ЭЭС, определяющих его надежность [3]. Математические модели, которые используются для определения показателей БН, должны отвечать следующему критерию – их применение необходимо для принятия регулирующих решений по обеспечению надлежащего уровня резервирования ЭЭС. Таким образом, при выборе методики расчета показателей БН необходимо учитывать совокупность решения оптимизационных задач.

Для выбора показателей БН ЭЭС можно воспользоваться рекомендациями: [4]

1. При минимальном числе показателей БН, они должны отвечать требованиям по обеспечению необходимого уровня надежности в управлении ЭЭС.

2. Показатели БН должны иметь простую структуру и физический смысл, а также многофункциональное использование в разных методах.

3. Выбранные показатели БН должны быть предельно чувствительны к изменениям параметров, которые могу привести к снижению надежности ЭЭС

Исходя из вышеперечисленных рекомендаций, можно выделить следующие показатели БН ЭЭС [1,5,6]:

1. Математическое ожидание годового объема ограничений потребителей в электрической энергии из-за длительных аварийных ремонтов оборудования как для всей ЭЭС в совокупности , так и для дискеретных j-х территориальных зон , (за границей аналогичными показателями являются EUE – Expected Unserved Energy или LOEE – Loss of Energy Expectation, МВт·ч/год);

2. Математическое ожидание компенсационных затрат от ненадежности электроснабжения потребителей (при заданных данных обособленных ущербов у0 ) как для всей ЭЭС в комплексе M [У], так и для отдельных j-х территориальных зон M [У] j (млн.руб.);

3. Относительное возмещение электрической энергии для потребителей:

( – коэффициент спроса у потребителей на электроэнергию);

4. Интегральные вероятности возникновения недостатка мощности территориальных зон ( ) ЭЭС;

5. Вероятность расхода нагрузки (о.е.) (Loss of Load Probability) – LOLР;

(1)

где – вероятность определения на ступени графика нагрузки;

– количество ступеней графика нагрузки (365 суток или 8 760 ч);

а – показатель соотношения примененной формулы, при Т = 365, показатель соответствует суткам, при – ч; – соответственно требуемая и обеспеченная имеющимися генерирующими мощностями и запасами пропускных способностей связей нагрузка k-го вероятностного состояния системы;

– вероятность k-го случайного состояния, в котором наблюдается нехватка мощности в рассматриваемой территориальной зоне ЭЭС, т.е. когда величина больше 0;

N – количество вероятностных состояний, моделируемых на i-м интервале изменения нагрузки.

6. Среднее число дней нехватки мощности, в западной литературе носит название длительности утраты нагрузки в сутках в год (Loss of Load Expectation) – LOLE;

Показатель балансовой надежности LOLE – оценка математического ожидания случайной величины числа суток в году (), для которых суточный максимум ( ) нагрузки не обеспечивается имеющейся генерирующей мощностью (в выражении (1), когда величина ), определяется выражением:

(2)

где – длительность i -го интервала в сутках (одни сутки);

– число интервалов расчетного периода, обычно 365 суток.

7. Среднее количество часов нехватки мощности в год, в зарубежной литературе носит название длительность утраты нагрузки в часах (Loss of Load Hours) – LOLH.

Показатель LOLH – оценка математического ожидания случайной величины числа часов в расчетном году (), для которых часовая нагрузка рассматриваемой территориальной зоны превышает мощность, выдаваемую генерирующими агрегатами в систему, определяется также как и (2) выражением:

(3)

где – длительность i -го интервала в часах (1 час);

– количество интервалов расчетного периода, 8 760 ч.

Первые два из перечисленных показателей балансовой надежности относятся к именованным, последние – к относительным. Показатель имеет низкую чувствительность к возмущениям и схож с показателем , только используется в о.е. Рациональным и более удобным в решении задач развития ЭЭС является использование вероятностных(относительных) показателей БН, так как они более информативны.

В зарубежной практике если необходим анализ БН длительного периода, то используют показатели LOLE и LOLH. А в отечественной практике проектирования ЭЭС в качестве ПБН получила распространение интегральная вероятность J бездефицитной работы ЭЭС. При определении показателя БН , который принимает вид интегральной вероятности дефицита мощности, можно определить абсолютную схожесть с выражением (1), при учете почасовой изменяющейся нагрузки ( и ).

Заключение

Из данного анализа математических моделей и методических средств определения показателей БН ЭЭС, можно сделать вывод, что используются методы как аналитические, так и статистические. Но предпочтение отдается все-таки методу статистического анализа. По рекомендательным критериям был сделан выбор показателей БН, а также проведено сравнение отечественных показателей и их зарубежных аналогов, в результате между ними найдены соответствия. Благодаря анализу показателей БН, можно более качественно отследить уровень обеспечения резервируемой мощности ЭЭС и впоследствии эффективно ее использовать.

Список используемой литературы

  1. Волков, Н.Г. Надежность электроснабжения: учебное пособие. / Н.Г. Волков, А.А. Сивков, А.С. Сайгаш; Томский политехнический университет. – 2-е изд., доп. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 160 с.
  2. Манов, Н.А. Методы и модели исследования надежности электроэнергетических систем. / Н. А. Манов. – Сыктывкар, 2010. – 292с.
  3. Волков, Г.А. Оптимизация надежности электроэнергетических систем. / Г.А. Волков. М.: Наука, 1986. - 117 с.
  4. Иванов, В.В. Результаты исследования надежности ЭЭС/ В.В. Иванов, Г.В.Колосок Иркутск: СЭИ СО АН СССР, 1991. Вып. 41. С. 40–53.
  5. Гук, Ю. Б. Теория надежности. Введение: учеб. пособие / Ю. Б. Гук, В. В. Карпов, А. А. Лапидус. – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. – 171 с.
  6. Billinton R., Allan R.N. Reliability Evaluation of Power Systems. Second Edition. New York and London, Plenum Press, 1996. 509 p.


Библиографическая ссылка на статью:
В.А. Юферицын, О.С. Вяткина Анализ показателей балансовой надежности электроэнергетических систем // Онлайн Электрик: Электроэнергетика. Новые технологии, 2017.–URL: https://online-electric.ru/articles.php?id=172 (Дата обращения: 19.10.2017)

Библиографическая ссылка на ресурс "Онлайн Электрик":
Алюнов, А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. - Режим доступа: https://online-electric.ru.








Дистанционые курсы
Повышение квалификации по программе БС-6 "Безопасность строительства и качество устройства электрических сетей и линий связи" (удостоверение гос. образца)
www.online-electric.ru

Профессиональная переподготовка
Дистанционные курсы профессиональной переподготовки по программе «Проектирование, монтаж и эксплуатация систем электроснабжения»
www.online-electric.ru

SaaS, Облачные вычисления, программа расчета, пример расчета, Электроснабжение загородного дома, промышленных предприятий, электроснабжение дома, коттеджа, квартиры, электроснабжение зданий, цеха, города, микрорайона. Проект электроснабжения, электрификация, электрофикация, система электроснабжения, схемы электроснабжения, учебник по электроснабжению, договор электроснабжения, расчет электроснабжения, надежность электроснабжения, категории электроснабжения, промышленное электроснабжение, электрификация сельского хозяйства, проектирование электроснабжения онлайн!
Побелитель Конкурса Электросайт года            
© ОНЛАЙН ЭЛЕКТРИК: Онлайн расчеты электрических систем Online-electric.ru, 2008-2017
© А.Н. Алюнов, 2008-2017 Свидетельство №16066 от 23.08.2010 года