[发明专利]计及电网运行参数的核电机组非独立故障概率的计算方法

说明书

本发明涉及电力设备可靠性评估技术领域，具体涉及计及电网运行参数的核电机组非独立故障概率的计算方法，具体步骤包括：1）首先获得电网中设备的故障概率参数，对电网初始状态进行潮流计算；2）依次模拟各设备的N‑1故障场景，通过电力系统分析软件工具（PSD‑BPA）仿真故障场景对核电机组接入点电压、频率的影响程度；3）依据核电机组电压、频率保护的动作阈值估计其停运的可能性，同时计及核电机组外部设备N‑1故障发生的概率；4）计算核电机组与电网运行参数相关联的非独立故障概率。本发明有效地考虑了核电机组的运行及保护特性，为实现含核电网的运行可靠性和风险评估奠定了基础，对保证含核电网的安全稳定运行有较大的帮助。

技术领域

本发明涉及电力设备可靠性评估技术领域，具体涉及计及电网运行参数的核电机组非独立故障概率的计算方法。

背景技术

随着电力需求的快速增长、大规模可再生能源的接入以及全球能源互联网的建设，我国电网规模不断扩大，电力系统的安全可靠运行问题日益突出。如何对电力系统进行快速、准确的可靠性和风险评估是世界各国电力系统迫切需要解决的难题。电力设备故障或停运是电力系统失效的根本原因，设备发生故障的概率取决于其自身健康水平、外部环境条件和系统运行状态等因素，建立设备的故障概率模型是进行系统可靠性和风险评估的核心问题。

近几十年来，在电力设备的故障概率模型方面，相关研究较为丰富。传统的设备故障概率模型主要应用于电网规划、检修等常规的可靠性分析中，它主要体现设备运行的长期稳定性，忽略短时间运行工况变化对故障发生概率的影响。传统的可靠性评估中设备的故障概率一般取为长期统计的平均值，存在可信度低、应用滞后等问题，而时变的设备故障概率模型的出现可以解决这些问题。此外，考虑外部环境的电网故障概率模型研究也得到了发展，包括两气候状态故障概率模型、基于回归算法的故障概率模型、基于灰色模糊理论的故障概率模型等。

发电机是电力系统中的核心设备，其故障或停运状态会影响电网的安全稳定运行，研究发电机的故障概率模型具有十分重要的意义。在传统的研究中，关于运行条件下机组故障概率的度量，有的直接采用强迫停运率(FOR)来进行表达，有的采用停运替代率(ORR)来进行描述。有学者建立了条件相依的设备短期可靠性模型，认为老化失效、偶然失效和过负荷保护动作这三类导致设备停运的事件相互独立，进而得到发电机的停运概率。

核电机组具有单机容量大、安全性要求高的特点，其发生故障或停运易对电网产生重大影响。目前，很少有研究涉及核电机组故障概率的计算与求取，常规的方法是把核电机组等效为传统的火电机组来处理。但是，核电机组对电网扰动十分敏感，在传统的可靠性分析中发电机组通常采用独立的故障概率模型，没有考虑核电机组接入点频率和电压波动对机组故障概率造成的影响，因此，传统的发电机组故障概率模型无法合理表征核电机组的特性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了计及电网运行参数的核电机组非独立故障概率的计算方法，具体技术方案如下：

计及电网运行参数的核电机组非独立故障概率的计算方法包括以下步骤：

S1：确定核电 机组的电压保护特性和频率保护特性；

S2：确定与电网运行参数相关的核电机组故障概率模型；

S3：获取所研究电网中各个设备的基本故障概率参数；

S4：对所研究电网的初始运行状态进行潮流计算；

S5：对电网中的设备依次进行N-1故障场景模拟，查看该故障发生后核电机组接入点的频率和电压水平，对照核电机组的频率保护特性和电压保护特性，得到该场景下核电机组的故障概率；

S6：计算计及电网运行参数的核电机组的非独立故障概率；

S7：在完成N-1故障场景的仿真之后，分析核电机组故障概率与电网设备故障之间的关系，寻找可以造成核电机组停运或故障的外部设备故障的集合。