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第1章 电力系统运行可靠性的定义及指标1

1.1 运行可靠性理论背景、意义1

1.2 运行可靠性定义2

1.3 运行可靠性指标的分类3

1.4 继电保护运行可靠性指标4

1.4.1 瞬时拒动概率指标5

1.4.2 瞬时误动概率指标5

1.4.3 计及继电保护失效的一次元件停运概率指标6

1.5 运行充裕性指标6

1.5.1 瞬时失负荷概率指标7

1.5.2 计及运行和环境的充裕性指标7

1.5.3 运行充裕性影响指标8

1.5.4 运行充裕性分布特征参数指标8

1.6 运行稳定性概率指标9

1.6.1 小信号（小扰动）概率稳定性指标9

1.6.2 暂态概率稳定性指标10

1.6.3 电压概率稳定性指标10

1.7 基于可信性理论的风险测度指标11

1.8 电力市场下的运行可靠性指标12

参考文献14

第2章 运行可靠性数学基础——瞬时马尔可夫过程16

2.1 数学基础16

2.1.1 可靠性函数16

2.1.2 马尔可夫过程19

2.2 基于瞬时概率的运行可靠性理论29

2.2.1 概述29

2.2.2 短期可靠性评估30

2.2.3 指标精度与评估效率分析34

2.2.4 算例36

参考文献39

第3章 元件运行可靠性模型41

3.1 基于实时运行条件的元件停运概率模型41

3.1.1 基于传输潮流的线路停运概率模型41

3.1.2 基于频率、电压的发电机停运概率模型42

3.1.3 基于频率、母线电压的负荷停运概率模型43

3.1.4 基于元件实时模型的评估算法44

3.1.5 算例44

3.2 基于实时运行条件的元件停运率模型48

3.2.1 元件停运因素分析48

3.2.2 基于实时运行条件的元件停运率分类建模49

3.2.3 综合考虑4类停运因素的元件停运率模型51

3.2.4 基于电压、频率的发电机停运率建模51

3.2.5 算例54

3.3 恶劣气候条件相依的输电线路停运率建模56

3.3.1 恶劣气候对电网的影响57

3.3.2 气候条件对输电塔一线体系的影响机理59

3.3.3 恶劣气候条件下线路停运率的模糊建模63

3.3.4 算例分析70

3.4 条件相依的元件短期可靠性模型73

3.4.1 条件相依的设备短期可靠性模型特征74

3.4.2 条件相依的输变电设备短期可靠性模型74

3.4.3 算例分析79

参考文献82

第4章 继电保护系统的可靠性模型85

4.1 引言85

4.2 不同继电保护配置方案的可靠性模型86

4.2.1 传统继电保护可靠性模型86

4.2.2 计及保护配置方案的可靠性模型86

4.2.3 不同配置方案的可靠性分析及保护系统的概率模型87

4.3 继电保护隐藏故障误切线路的概率模型89

4.3.1 隐藏故障的动作机理89

4.3.2 故障概率计算90

4.3.3 保护装置隐藏故障误切线路的概率模型91

4.4 数字化变电站继电保护系统可靠性新措施91

4.4.1 数字化变电站可靠性措施研究91

4.4.2 实现两种技术方案的关键技术94

4.5 算例分析95

4.5.1 算例1——不同继电保护配置方案的可靠性模型95

4.5.2 算例2——继电保护隐藏故障误切线路的概率模型95

4.6 继电保护失效机理分析96

4.7 继电保护失效概率模型97

4.7.1 电流及零序电流保护97

4.7.2 距离保护98

4.7.3 输电线方向比较闭锁保护100

4.7.4 变压器差动保护102

4.8 继电保护运行可靠性指标103

4.9 小结104

参考文献105

第5章 运行可靠性快速评估方法107

5.1 引言107

5.2 基于快速排序技术运行可靠性评估107

5.2.1 基于两状态元件模型的快速排序技术108

5.2.2 计及多状态元件模型的快速排序技术115

5.2.3 基于快速排序技术的系统状态选择算法120

5.2.4 算例120

5.3 基于双重方差减少技术的短期可靠性评估123

5.3.1 正常气候条件下短期可靠性评估算法123

5.3.2 正常气候条件下算例分析128

5.3.3 恶劣气候条件下短期可靠性评估133

5.3.4 计算效率比较136

参考文献138

第6章 基于可信性理论的运行风险评估140

6.1 引入可信性理论的必要性140

6.1.1 电力工业的现实需求140

6.1.2 可信性理论——具备公理化体系的模糊论140

6.1.3 可信性测度——满足自对偶性的测度141

6.2 可信性理论的基本概念142

6.2.1 可信性理论的基础——测度论142

6.2.2 以公理化概率论为参照系理解可信性理论142

6.2.3 可信性理论的四条公理142

6.2.4 公理化模糊论的核心测度——可信性测度143

6.3 基于可信性测度的随机模糊期望值143

6.4 基于可信性测度的随机模糊机会测度145

6.5 基于可信性理论的风险评估方法146

6.5.1 运行风险评估指标的定义148

6.5.2 随机模糊运行风险指标的算法149

6.6 算例分析150

6.7 模糊的故障率152

6.7.1 元件停运的随机过程模型152

6.7.2 模糊故障率与模糊状态概率153

6.7.3 风险指标及决策153

6.7.4 算例分析154

6.8 工程实践：在线运行风险评估系统156

6.8.1 运行风险评估系统的功能定位156

6.8.2 金华电网运行风险评估系统简介157

参考文献161

第7章 电力系统运行规划可靠性评估162

7.1 运行规划可靠性的概念162

7.1.1 运行规划可靠性研究的内涵162

7.1.2 运行规划可靠性研究的应用164

7.2 旋转备用方案的运行风险分析与效用决策165

7.2.1 旋转备用的有限方案多目标决策模型165

72.2 旋转备用损益165

7.2.3 旋转备用方案的风险及其度量167

7.2.4 效用理论169

7.2.5 基于效用理论的旋转备用方案风险决策172

7.2.6 算例分析172

7.3 小结176

参考文献176

第8章 电力系统稳定运行风险评估178

8.1 引言178

8.2 主要随机因素的概率模型&l80

8.2.1 系统运行工况的不确定性180

8.2.2 故障事件的不确定性180

8.3 稳定运行风险评估指标183

8.3.1 小扰动稳定性指标183

8.3.2 暂态稳定性指标184

8.3.3 静态电压稳定性指标185

8.4 稳定运行风险评估方法及步骤186

8.4.1 功角稳定概率评估框架及其DSA Tools实现186

8.4.2 静态电压稳定风险分析的新方法187

8.5 算例分析190

8.5.1 算例系统190

8.5.2 小扰动稳定性概率评估191

8.5.3 暂态稳定性概率评估192

8.5.4 静态电压稳定性概率评估193

8.6 小结194

参考文献195

第9章 基于运行可靠性的连锁故障评估198

9.1 考虑元件运行可靠性模型的连锁故障评估198

9.1.1 连锁故障发生概率198

9.1.2 连锁故障评估方法199

9.1.3 连锁故障评估指标200

9.1.4 评估算法及流程200

9.1.5 算例及评估结果200

9.1.6 结论205

9.2 考虑二次设备风险隐患的连锁故障评估205

9.2.1 继电保护装置的仿真模型207

9.2.2 安全自动装置的仿真模型207

9.2.3 电力系统中的连锁故障仿真208

9.2.4 算例分析210

参考文献215

第10章 基于电力系统运行可靠性的辅助决策217

10.1 电力系统运行可靠性在线控制217

10.1.1 运行可靠性在线控制的基础与功能定位217

10.1.2 运行可靠性控制模型及算法218

10.1.3 算例222

10.2 电力系统运行可靠性最优控制225

10.2.1 运行可靠性最优控制的基础与功能定位225

10.2.2 运行可靠性最优控制的模型及算法226

10.2.3 算例分析230

参考文献232

第11章 电力系统运行可靠性软件平台开发235

11.1 软件平台设计思路和主要框架235

11.2 模块功能介绍237

11.2.1 数据接口模块237

11.2.2 潮流计算模块237

11.2.3 元件可靠性模型模块238

11.2.4 状态生成模块238

11.2.5 后果分析模块239

11.2.6 收敛判断模块239

11.2.7 指标计算模块239

11.2.8 输出显示模块241

11.3 可靠性数据输入文件242

11.3.1 系统信息242

11.3.2 母线数据243

11.3.3 发电机数据244

11.3.4 负荷数据244

11.3.5 交流线数据245

11.3.6 电容器、电抗器数据245

11.3.7 变压器数据246

11.4 测试系统和评估246

11.4.1 测试系统247

11.4.2 CRTS可靠性指标256

11.4.3 结论262

第12章 结论263

附录A 本研究工作发表的论文265