– 基于历史停运统计数据的评估
• 风险指标
– 反应停电规模，电压的变化或均值，潮流的变 化或均值等
– 单位停电损失
• 基于用户损失函数的方法； • 基于投资核算的方法； • 基于国民生产总值的方法；
第二章 系统元件的停运模型
可修复强迫失效
• Component two-state
model:
Failure rate:
• 元件停运模型参数
– 由元件停运统计数据计算得到；
• 数据的预处理问题 • 数据的动态特性
• 评估所选系统状态的后果
– 由评估分类决定具体的运算
– 充裕性分析：表明系统设施是否能充分满足用 户的负荷需求和系统运行的约束条件，只涉及 到系统的稳态条件，不要求动态和暂态分析。
– 安全性分析：系统对动态和暂态扰动的响应能 力。因此通常要进行动态、暂态或电压稳定性 分析。
• Failure frequency f : f 1 A U
MTBF
Example:
• Statistics of a 200Mimes / year 350 times / year
MTTF 1 0.17606(year)
MTTR 1 0.00286( year)
4. 张丽英，叶廷路等，大规模风电接入电网的相关问题及 措施. 中国电机工程学报. Vol.30(25)，2010
1.1 电力系统中的风险
• 风险和可靠性的关系
– 描述同一个事实的两个方面：更高的风险即更 低的可靠性
• 本课程的目的：讨论电力系统风险评估的 模型、方法及其工程应用
• 电力系统风险的根源：设备的随机故障， 负荷的波动，市场环境下多变的市场需求 及市场参与者的行为，可间歇性能源入 网。。。
5
As Ai 0.990099 0.999933 2 0.999965 2 0.999833 2 0.999334 i 1 0.988907
• Parallel connected system: only when all
components fail, the system fails.
随机分析方法
• 什么叫风险？ • 电力系统中存在哪些风险？ • 大规模风电入网给电力系统带来哪些风险？ 教材及参考文献： 1. 《电力系统风险评估模型、方法和应用》李文沅著 2. 郭永基《电力系统可靠性分析》 3. 静铁岩，《大规模风电并网条件下的电力系统有功功率
平衡理论研究》，博士论文第一章绪论部分。
A MTTF 350 0.98403
MTTF MTTR 5.68 350
f A A 5.68 0.98403 5.589 (times / year)
• The reliability of a system: depends on the reliability of the components involved, and system’s topology
• 风险管理包括：
– 实施风险的定量评估：建立表征系统风险的指 标
– 确定降低风险的措施：意味着投资
– 确认可接受的风险水平：对技术、经济、社会 以及环境等因素进行综合评估
• 电力系统风险评估适用的领域：
– 发、输、配系统的规划 – 电源规划 – 运行风险评估 – 设备维修 – 设备备用分析 – 变电站接线分析 – 输电服务 – 。。。
Up state 1
Repair rate:
Down state 2
Failure rate and repair rate: from statistics of the target component.
For example:
failure times
no. of years
• Mean Time To Failure (MTTF):
MTTF 1
• Mean Time To Repair (MTTR):
MTTR 1
• Availability A:
1
A
MTTF MTTF MTTR
1
1
up
up time time down
time
• Unavailability U: U 1 A
• Mean Time Between Failure (MTBF): MTBF = MTTF+MTTR
1.2 电力系统风险评估的基本概念
• 风险 = 事件发生的概率 X 事件发生带来的损失 • 系统风险评估步骤
– 确定元件停运模型（第二章） – 选择系统状态，计算发生的概率（两种方法） – 评估所选择状态的后果（可能是简单的功率平衡分析，
网络结构连通性分析，优化潮流，电压稳定分析） – 计算风险指标（指标的概率分布，随机变量的期望值）
• Series connected system:
As
n i 1
Ai
n i 1
i i i
n
s 1 2 n i i 1
Example:
• A simple power supply system: the availability of each component is: generator A1=0.990099, transformer A2=0.999933, busbar A3=0.999965, circuit breaker A4=0.999833, transmission line A5=0.999334. what is the availability of the whole system?
U s
n i 1
i i i
s s s
n
s 1 2 n i i 1
(a) Parallel connected system (b) Equivalent system
Example:
• Two transformers are in parallel operation. Statistics are:
电力系统风险评估
绪论
充裕性评估 电力系统风险评估
安全性评估
影响电力系统 充裕性的因素
评估方法
其他随机因素 元件投运状态
负荷情况 监控手段 系统运行管理
方式 解析法
仿真
用途
运行风险评估
规划
设备管理 灾难性事故预
警 其他
蒙特卡洛仿真 紧急事故集 其他
输、发、配电
元件建模方法
概率分析 非线性规划方
法 其他智能方法