Лабораторная работа: Обеспечение надежности энергосистемы

Коэффициенты мощности, для которых не выполняется условие , называют коэффициентами дефицитной работы системы. Математическое ожидание недоотпуска электроэнергии за год вследствие дефицита мощности в энергосистеме определится по формуле:.

,

где - коэффициент ряда распределения дефицитных состояний, соответствующий уровню дефицита Р_{Д i} ; 8760 – количество часов в году.

Э	t	Рн	коэффициенты деф	dЭ
19710	730	27	1,01854E-09	2,0075E-05
7371	182	40,5	4,22775E-10	3,1163E-06
49248	912	54	1,59482E-07	0,00785419
22113	364	60,75	2,10204E-07	0,00464824
61425	910	67,5	5,2551E-07	0,03227946
13513,5	182	74,25	1,05102E-07	0,0014203
177552	2192	81	0,000110699	19,6548535
144261	1644	87,75	0,000118199	17,0515552
103572	1096	94,5	7,87996E-05	8,16142813
73980	548	135	0,002462566	182,180602

Проведя необходимые расчеты получаем вероятность бездефицитных состояний К_ДБ =0,997; индекс надежности α=0,9996.

Для оценки резерва мощности используют два определенных ранее показателя:

1. Коэффициент готовности определенный через отношение отпущенной энергосистемой электроэнергии к общей ее потребности:

К_г = ( Э – DЭ)/Э,

Нормативное минимальное значение .

2. Коэффициент бездефицитной работы определенный по вероятностной модели функционирования ЭЭС путем вычленения состояний энергосистемы, в которых дефицит не возникает, и суммирования вероятностей возникновения этих состояний:

Нормативное минимальное значение .

Резерв считается достаточным, если и .

В случае недостаточности резерва, т.е. невыполнения условий и необходимо ввести дополнительные генерирующие мощности и проделать расчет сначала в аналогичной последовательности.

Поскольку полученные нами данные удовлетворяют заданным значениям, то переходим к решению следующего блока – вывод генераторов в ремонт.

Производя расчеты коэффициента К_бд и α, при выведенных генераторах в ремонт получаем результаты не удовлетворяющие нормативным требованиям, поэтому для поддержания должного уровня надежности ЭС и соблюдения нормативных значений коэффициентов К_бд и α при ремонте введем дополнительный резервный генератор на 30 МВт.

После чего производим расчеты нормативных коэффициентов повторно.

Вероятностная модель энергосистемы с учетом выведенных генераторов в ремонт в зимний период.

Кн\Кг	0	25	30	50	55	60	75	80	85	105	110	135
27	-27	-2	3	23	28	33	48	53	58	78	83	108
54	-54	-29	-24	-4	1	6	21	26	31	51	56	81
81	-81	-56	-51	-31	-26	-21	-6	-1	4	24	29	54
87,8	-87,8	-62,8	-57,8	-37,8	-32,8	-27,8	-12,8	-7,75	-2,75	17,3	22,3	47,3
94,5	-94,5	-69,5	-64,5	-44,5	-39,5	-34,5	-19,5	-14,5	-9,5	10,5	15,5	40,5
135	-135	-110	-105	-85	-80	-75	-60	-55	-50	-30	-25	0

Вероятностная модель энергосистемы с учетом выведенных генераторов в ремонт в летний период.

Кн\Кг	0	25	30	50	55	60	75	80	85	105	110	135
27	-27	-2	3	23	28	33	48	53	58	78	83	108
40,5	-40,5	-15,5	-10,5	9,5	14,5	19,5	34,5	39,5	44,5	64,5	69,5	94,5
54	-54	-29	-24	-4	1	6	21	26	31	51	56	81
60,8	-60,8	-35,8	-30,8	-10,8	-5,75	-0,75	14,3	19,3	24,3	44,3	49,3	74,25
67,5	-67,5	-42,5	-37,5	-17,5	-12,5	-7,5	7,5	12,5	17,5	37,5	42,5	67,5
74,3	-74,3	-49,3	-44,3	-24,3	-19,3	-14,3	0,75	5,75	10,8	30,8	35,8	60,75

Определяем среднее значение недоотпуска электрической энергии в энергосистеме за зимний период

Э	t	Рн	коэффициенты деф	dЭ
19710	730	27	1,01854E-09	2,0075E-05
7371	182	40,5	4,22775E-10	3,1163E-06
49248	912	54	1,59482E-07	0,00785419
22113	364	60,75	2,10204E-07	0,00464824
61425	910	67,5	5,2551E-07	0,03227946
13513,5	182	74,25	1,05102E-07	0,0014203
177552	2192	81	0,000110699	19,6548535
144261	1644	87,75	0,000118199	17,0515552
103572	1096	94,5	7,87996E-05	8,16142813
73980	548	135	0,002462566	182,180602

Проведя необходимые расчеты получаем вероятность бездефицитных состояний К_ДБ =0,996; индекс надежности α=0,999.

Поскольку полученные коэффициенты соответствуют нормативным параметрам, то считаем, что уровень надежности производства электроэнергии в ЭЭС является достаточным. Следовательно, можем переходить к следующему блоку нашей логической схемы.

Составление модели ППР

Данная ЭЭС в целом рассчитана по количеству установленных агрегатов и не учитывает того, что часть агрегатов может находиться в плановом ремонте, причем количество таких агрегатов в течение года может изменяться.

Проиллюстрируем определение необходимого технического резерва генерирующих мощностей путем прямого моделирования вывода генераторов в ремонт. Исходной информацией будет служить годовой график месячных максимумов нагрузки ЭЭС с учетом сезонных колебаний.

Основная задача данного блока заключается в соответствии надежности производства электроэнергии в ЭЭС нормативным показателям при условии, что определенное число генераторов будет выведено в ремонт.

Исходя из модели зимних и летних максимумов выводим генераторы мощностью 30 МВт в и генераторы 2ой группы мощностью 25 МВт в летний период т.к. длительность планового ремонта генераторов 1ой и 2ой группы соответствует 0,5 месяца. Что позволит во временном промежутке выполнить ремонты всех генераторов в установленные сроки.

Первоначально выводим генератор 1ой группы в ремонт, следовательно мощность генерируемая наше ЭЭС снизится на мощность соответствующую мощности генератора и на время его планового ремонта. Поэтому определим вероятность бездефицитных состояний и коэффициента надежности для данной модели. Вычисление проводятся аналогично предшествующим моделям. В результате которых получаем значения К_бд =0.996 и α=0,999, что соответствует требуемым нормативам. Далее выводим в ремонт генераторы 2ой группы мощностью 25МВт. Аналогично проведя вычисления получаем К_бд =0.996 и α=0,999.

Полученные значения нормативных коэффициентов позволяют вывести в ремонт каждый из имеющихся генераторов в установленные сроки в течение года, без ущерба надежности производства электроэнергии в ЭЭС. Графическую модель можно изобразить следующим образом.