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调峰发电厂厂用电系统可靠性分析与风险评估

范云滩  
【摘要】:调峰电厂在峰谷差较大的电网中起着重要的调峰作用,其运行可靠性对电网的安全稳定运行具有重要意义。调峰发电厂设备启停、功率调节等较普通电厂更为频繁,对该类型电厂厂用电设备及系统的可靠性要求更为严格。本文对调峰用天然气发电厂厂用电系统的可靠性计算方法、风险评估方法以及可靠性提高措施的方法进行了较为全面系统的研究。 本文采用符号动力学方法,对厂用电系统中的元件进行了可靠性及风险描述,并在此基础上构建了厂用电系统风险评估方法,并通过全寿命周期成本作为约束条件,对可靠性改进方法进行了分析。 本文首先选取了一组适用于发电厂厂用电系统可靠性计算的指标,根据马尔科夫状态方程分别构建厂用电系统中功率元件和操作元件的可靠性模型。功率元件以包含正常、故障及计划停运的马尔科夫三状态模型予以模拟,操作元件以包含正常、计划停运、非计划停运及误动拒动予以模拟。根据各种状态之间的转化关系导出各状态的概率计算公式,结合厂用电设备历史故障记录对可靠性指标进行计算。应用上述计算方法对某天然气发电厂厂用电设备的可靠性进行了计算。 在厂用电设备及系统可靠性模型的基础上,应用蒙特卡罗方法,对调峰用天然气发电厂厂用电系统的可靠性及风险评估进行了研究。根据发电厂历史发电量曲线构建多级水平负荷模型,然后采用[0,1]均匀分布模拟所有设备的实时状态,进行重复多次模拟,统计计算系统的可靠性指标。并在此基础上进行预想故障分析,计算所有会引起机组停运的故障概率,然后将之与电厂多级水平负荷模型进行比较,最后得到风险指标LOGP (缺发电概率)和EENG(缺发电量期望)。应用上述方法对某天然气发电厂厂用电系统的运行风险进行了评估分析。 根据可靠性计算和风险评估结果,本文提出了调峰用天然气发电厂厂用电系统的可靠性改善措施。并根据全寿命周期成本理论,提出了可靠性优化措施的费用分解模型,包括设备投资费用、设备运行维护费、停电损失费用、退役成本以及其它费用。引入敏感性分析理论,评估发电厂风险对各设备可靠性的敏感性,根据分析结果对各方案进行技术性及基于LCC理论的经济性对比分析。应用上述方法制定了某天然气发电厂厂用电系统的可靠性改善优化措施。


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