Phân tích độ tin cậy của hệ thống điện

Chuyên đề trình bày những nguyên tắc chung nhằm phân tích và đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống điện. Thông qua chuyên đề, các khái niệm, thuật ngữ và định nghĩa sẽ được giới thiệu và thảo luận. Chuyên đề cũng giới thiệu một số so sánh và đánh giá về các tiêu chuẩn và phương pháp phân tích độ tin cậy của hệ thống điện Trình bày một số ví dụ đơn giản nhằm minh họa các khái niệm được trình bày và thảo luận trong chuyên đề.

Trường Đai học Bách Khoa Hà Nội Chuyên đề PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN Khóa đào tạo: Hệ thống hóa cập nhật kiến thức tính tốn phân tích hệ thống, quy hoạch phát triển lưới truyền tải điện EBOOKBKMT.COM Trình bày: TS Lã Minh Khánh Bộ môn Hệ thống điện – Viện Điện Hà Nội - 2014 Mục đích thảo luận chuyên đề  Chuyên đề trình bày nguyên tắc chung nhằm phân tích đánh giá độ tin cậy cung cấp điện hệ thống điện  Thông qua chuyên đề, khái niệm, thuật ngữ định nghĩa giới thiệu thảo luận  Chuyên đề giới thiệu số so sánh đánh giá tiêu chuẩn phương pháp phân tích độ tin cậy hệ thống điện  Trình bày số ví dụ đơn giản nhằm minh họa khái niệm trình bày thảo luận chuyên đề Hà Nội - 2014 Phân tích độ tin cậy NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ (1) Khái niệm chung độ tin cậy ◦Hệ thống điện phần tử ◦Độ tin cậy tiêu độ tin cậy hệ thống điện ◦Trạng thái phần tử hệ thống ◦Độ tin cậy tổn thất kinh tế điện Độ tin cậy phần tử ◦Các số độ tin cậy phần tử ◦Mơ hình độ tin cậy tập hợp phần tử ◦Mơ hình hệ thống nguồn điện ◦Minh họa xây dựng xác suất trạng thái hệ thống nguồn điện Hà Nội - 2014 Phân tích độ tin cậy NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ (2) Độ tin cậy hệ thống điện lưới hệ thống ◦Xác suất thiếu công suất kỳ vọng thiếu hụt điện ◦Minh họa tính tốn LOLP LOLE hệ thống điện ◦Dự trữ công suất dự trữ lượng hệ thống điện Tiêu chuẩn phương pháp nghiên cứu độ tin cậy ◦Các cách tiếp cận nghiên cứu độ tin cậy ◦Các phương pháp đánh giá độ tin cậy Độ tin cậy lưới truyền tải lưới phân phối ◦Độ tin cậy lưới truyền tải ◦Độ tin cậy lưới phân phối ◦Minh họa tính tốn độ tin cậy lưới điện Hà Nội - 2014 Phân tích độ tin cậy Tài liệu tham khảo Trần Bách Lưới điện hệ thống điện Tập NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội – 2000 Trần Bách Tối ưu hóa chế độ hệ thống điện NXB Đại học Bách Khoa Hà Nội – 2002 North American Electric Reliability Corporation Reliability Assessment Guide Book 2012 José Fernando Prada The Value of Reliability in Power Systems Pricing Operating Reserves Massachusetts Institute of Technology, 1999 Marko Cepin Assessment of Power System Reliability Spinger, London, 2011 Hà Nội - 2014 Phân tích độ tin cậy KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐỘ TIN CẬY  Hệ thống điện (HTĐ) phần tử  Độ tin cậy tiêu độ tin cậy HTĐ  Trạng thái phần tử hệ thống  Độ tin cậy tổn thất kinh tế điện Hà Nội - 2014 Phân tích độ tin cậy Hệ thống điện phần tử  Hệ thống – tập hợp phần tử tương tác với cấu trúc xác định nhằm thực nhiệm vụ cụ thể, có quản lý thống họat động phát triển  Ví dụ: Hệ thống điện, bao gồm nguồn điện, mạng lưới điện phụ tải điện, có nhiệm vụ sản xuất, truyền tải, phân phối tiêu thụ điện  Hệ thống phục hồi – hệ thống mà phần tử sau bị hỏng (khơng thể thực nhiệm vụ yêu cầu) phục hồi đưa trở lại làm việc Ví dụ: Hệ thống điện Do trạng thái hỏng hóc hệ thống phục hồi sau khoảng thời gian định  Phần tử phận tạo thành hệ thống, toán cụ thể xem tổng thể đặc trưng thông số tin cậy, phụ thuộc vào yếu tố bên Đa số phần tử hệ thống điện phần tử phục hồi Hà Nội - 2014 Phân tích độ tin cậy Độ tin cậy hệ thống điện  Độ tin cậy – xác suất để hệ thống (hoặc phần tử) hoàn thành triệt để nhiệm vụ yêu cầu khoảng thời gian định điều kiện vận hành định  Độ tin cậy khái niệm có tính thống kê từ kinh nghiệm làm việc khứ hệ thống (hoặc phần tử)  Hệ thống điện làm việc liên tục, ý nghĩa khoảng thời gian định để thực nhiệm vụ cung cấp điện không bắt buộc Độ tin cậy đo tính sẵn sàng hệ thống  Độ sẵn sàng xác suất để hệ thống (hay phần tử) hoàn thành sẵn sàng hoàn thành nhiệm vụ thời điểm  Như độ sẵn sàng xác suất để hệ thống (hay phần tử) tốt thời điểm bất kỳ, tính tỷ số thơi gian hệ thống trạng thái tốt tổng thời gian hoạt động Ngược lại độ không sẵn sàng, xác suất để hệ thống (hay phần tử) trạng thái hỏng Hà Nội - 2014 Phân tích độ tin cậy Các tiêu độ tin cậy HTĐ Việc đánh giá tiêu độ tin cậy toán quy hoạch dựa cách tiếp cận xác suất, kết khơng thể kết xác thực tế vận hành  Các tiêu cụ thể hóa giá trị trung bình khứ vận hành hệ thống khả tương lai sở đánh giá quan sát trình đủ lớn  Các tiêu độ tin cậy cho phép áp dụng đánh giá kinh tế kỹ thuật toán quy hoạch phát triển hệ thống điện  Chỉ tiêu độ tin cậy hệ thống điện bao gồm:  ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ ◦ Loss of load probability (LOLP) Loss of load expectation (LOLE) Loss of load frequency (LOLF) Loss of energy probability (LOEP) Expected Power Not Supplied (EPNS) Expected Energy Not Supplied (EENS) Thiệt hại kinh tế tính tiền điện Hà Nội - 2014 Phân tích độ tin cậy Trạng thái phần tử     Phần tử có trạng thái khác phụ thuộc vào tình trạng kỹ thuật chức chúng Mỗi trạng thái kéo dài khoảng thời gian định Đặc trưng trạng thái bao gồm: xác suất xảy (Pi), thời gian diễn ra, tần suất xảy trạng thái (số lần xảy đơn vị thời gian) Như ≤ Pi ≤ Tổng xác suất trạng thái phần từ tập hợp đầy đủ khả xảy trạng thái ΣPPi = P1 + P2 + … + Pn = Trong trạng thái có xác suất nhỏ bỏ qua toán định (ghép với trạng thái khác) phần tử trạng thái tập đủ trạng thái Xác suất trạng thái tốt phần tử độ sẵn sàng p, xác suất trạng thái hỏng độ không sẵn sàng q Hà Nội - 2014 Phân tích độ tin cậy 10