Классификация режимов и методов

Конечной целью расчета надежности систем ЭСН является количественная оценка комплексных показателей надежности относительно конкретных узлов нагрузки и разработка на основе полученных результатов мероприятий целенаправленного их изменения.

Количественные характеристики комплексных показателей надежности зависят от состояний системы в каждый момент времени и спроса мощности и энергии в узлах нагрузки. Число дискретных состояний в сложной схеме исключительно велико. Поэтому на практике невозможно оценить надежность, не разработав эффективного метода сокращения числа рассматриваемых состояний до приемлемого уровня и достижения конкретных целей.

Проблема надежности ЭС и их элементов связана с вопросами определения и оптимизации показателей надежности ЭС на стадиях проектирования, сооружения и эксплуатации. С увеличением электро- и теплопотребления усложняется структура ЭС, увеличивается их мощность и мощность единичных агрегатов, повышается уровень автоматизации.

Основными причинами полных сбросов нагрузки в большинстве случаев являются: низкая надежность тепловых и электрических схем ТЭС в ремонтных режимах и при выводе основного оборудования в холодный резерв. Зачастую ЭС вынуждены работать в маневренных режимах при покрытии ступенчатых графиков нагрузки, при этом процессы функционирования ЭЭУ на современных ЭС характеризуются стационарными и переменными режимами [13].

Большинство задач по формализации процессов функционирования систем сводится к количественной оценке вероятностных показателей в стационарном режиме с использованием логико-вероятностных, топологических, аналитических и других методов.

Решая задачи надежности главным образом структурных моделей, в этих методах мало уделяется внимания режимной надежности ЭЭУ, которая приобретает особую важность в процессах регулирования графиков электрических нагрузок ЭЭС с учетом фактора человека. Чтобы восполнить этот пробел, предлагается структурно-функциональный метод исследования надежности ЭЭУ в стационарных и переменных режимах: пуска, останова и регулирования нагрузки.[14]

В качестве расчетных режимов для исследования надежности выдачи мощности ЭС принимаются: нормальный, переменный и аварийный режимы (установившийся и неустановившийся).

В установившихся аварийных режимах учитываются все отказы тепломеханического и электротехнического оборудования с использованием средних значений показателей надежности.

В неустановившихся режимов учитывается только то оборудование (генераторы, трансформаторы, выключатели, СШ, ЛЭП), которое отключается РЗ. Надежность этого оборудования, средств защит и автоматики характеризуется мгновенными значениями.

Всякий режим ЭС или ЭЭУ может быть представлен статической, кинематической или динамической моделью.

Статическая модель характерна для нормального режима ЭС и отображает структурную взаимосвязь элементов ЭС, поэтому методы исследования надежности на основе этой модели названы структурными. Применяются математические методы: аналитический, топологический, логико-вероятностный. Критерием надежность ЭС в этом случае является условный недоотпуск электроэнергии ∆Wн.

Кинематическая модель отражает не только взаимосвязь элементов ЭС, но и их взаимодействие в процессе функционирования и учитывает последствия действий автоматики, защит и оперативного персонала, изменяющие режим работы. Кинематические модели применимы в переменных режимах: пуска, нормального и аварийного останова, включения, отключения, регулирования ЭЭУ, — а так же в установившемся аварийном режиме. В отличие от статических, кинематические модели предназначены для исследования структурно-функциональной надежности. При расчетах используют топологические методы, например, марковский метод, структурно-функциональный и пр. Критерием надежность ЭС в этом случае является и условный недоотпуск электроэнергии ∆Wн в случае переменного режима, и дефицит мощности ∆Р при установившемся аварийном режиме.

Динамические модели предназначены для идентификации неустановившихся аварийных режимов, возникающих вследствие нештатных аварийных ситуаций с каскадным (цепочечным) развитием аварии. Динамические модели предназначены для исследования структурно-функциональной надежности. При этом в расчетах используют данные лишь статистических испытаний. Надежность ЭС в этом случае характеризуется свойствами живучести и режимной управляемости.

В данной работе предложены статические и кинематические модели ЭЭУ на основе структурных методов расчетов надежности. Особое место в теории надежности занимают топологические методы расчетов на основе графов (см. таблицу 4.1) [13].

Таблица 4.1 — Применение графов в качестве моделей