Độ Tin Cậy Trong Hệ Thống Điện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN
– ĐIỆN TỬ
Tiểu luận:

SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP
TẦN SUẤT VÀ ĐỘ DÀI ĐỂ
GIẢI BÀI TẬP
GVHD: TS.NGUYỄN
HOÀNG
VIỆT
HV :
MSHV :
1


Nội Dung
1.
1.Giới
Giớithiệu
thiệuchung
chung
2.
2. Bài
Bàitập
tập11

3.
3. Bài

Bàitập
tập22

2


GIỚI THIỆU
• Tần suất và độ dài được dùng rộng rãi để
đánh giá độ tin cậy của các nút phụ tải vì
ngoài việc xác định các chỉ tiêu độ tin cậy
cho hệ thống chung, nó còn xác định
được các chỉ tiêu tại các nút phụ tải.
• Để xác định được các chỉ tiêu dạng F&D,
ngoài các chỉ tiêu ban đầu Ai và Ui thì cần
phải dùng các cường độ sự cố các tổ
máy i và cường độ hồi phục I.
3


GIỚI THIỆU
• Quan hệ cơ bản của phương pháp này là
dựa vào phương trình:
μ
f
A=
= � f=λ.A
μ+λ λ
f=μ.U

• Ý nghĩa: Tần suất của hệ thống ở trạng thái

đầu được xác định bằng tích số của xác suất
hệ thống ở cùng trạng thái với cường độ
chuyển đi từ trạng thái cũ.
4


GIỚI THIỆU
• Tóm lại, với phương pháp tần suất và độ
dài, ta cần xác địng các thông số sau:
 Tần suất ngừng cung cấp điện tích lũy
của hệ thống: F = F(X>R) (số lần/năm)
 Thời gian ngừng cung cấp điện trung
bình:
P(X
> R)
giờ
D=
F(X > R)
5


BÀI TẬP 1

Một nhà máy bao gồm 3 máy phát đồng
nhất với công suất mỗi máy là 40MW. Các
máy phát này được kết nối với tải không
đổi với công suất 82MW. Biết cường độ
sự cố là 3 (1/năm); Thời gian trung bình
sửa chữa là 8 ngày. Sử dụng phương
pháp tần suất và độ dài để tính chỉ tiêu rủi

ro có thể xảy ra cho hệ thống này
6


Mô hình hệ thống

7


BÀI TẬP 1
• Cường độ sự cố (xác suất sự cố trung bình
xảy ra trong đơn vị thời gian)
 = 3 (1/năm) = 0.00822 (1/ngày).
• Cường độ của dòng sửa chữa xong sự cố r =
8 (ngày) =>  = 0.125 (1/ngày)
0.125
• Hệ số sẵn sàng A   
 0.9383
 

0.125  0.00822

• Hệ số không sẵn sàng

0.00822
U

 0.0617
   0.00822  0.125
8

BÀI TẬP 1
Sử dụng phương pháp cơ bản (liệt kê các trạng thái)
để tính toán chỉ tiêu
Số lượng các trạng thái của hệ thống cho ở bảng sau:
Trạng thái
Tổ

1

2

3

4

5

6

7

8

1

U

D

U

U

D

D

U

D

2

U

U

D

U

D

U

D

D

3

U

U

U

D

U

D

D

D

Công suất
không làm
việc

0

40

40

40

80

80

80

120

Trạng thái
làm việc

Trạng thái từ chối
(sự cố, hỏng hóc)

9


BÀI TẬP 1
Như vậy cường độ chuyển ra khỏi các trạng
thái 1 là:
1: 1  2  3  0.00822  0.00822  0.00822  0.02466

10


BÀI TẬP 1
Như vậy cường độ chuyển ra khỏi các trạng
thái là:
1: 1  2  3  0.00822  0.00822  0.00822  0.02466

2 : 1  2  3  0.125  0.00822  0.00822  0.14144

11


BÀI TẬP 1
Như vậy cường độ chuyển ra khỏi các trạng
thái là:
1: 1  2  3  0.00822  0.00822  0.00822  0.02466
2 : 1  2  3  0.125  0.00822  0.00822  0.14144
3: 1  2  3  0.00822  0.125  0.00822  0.14144
4 : 1  2  3  0.00822  0.00822  0.125  0.14144
5 : 1  2  3  0.125  0.125  0.00822  0.25822

6 : 1  2  3  0.125  0.00822  0.125  0.25822
7 : 1  2  3  0.00822  0.125  0.125  0.25822
8 : 1  2  3  0.125  0.125  0.125  0.375

12


BÀI TẬP 1
Cường
chuyển
Hệ số
A sự Hệ
sốgiữa
A A các
HệHệ
sốsố

A A phát độc
Hệ
số
Giả
thiết
cố
tổ
máy
lậpđộnhau
thì
Hệ của
số Utổcủa của tổ
ra khỏi trạng thái
máy
của
tổ tổ
của
tổ
của
dễmáy
dàng
định
suất3 các trạng thái
hệ+ thống
tổ
11(do xác máy
máy
2 2 xác máy

+

1
2
3
máy 3
theo
bảng bên dưới
máy
1 không
làm việc)
Công

Trạng
thái

suất
không l/v

1

0

2

40

3

40

4

40

5

80

Xác suất trạng thái pi

Tần suất fi (1/ngày)

0.9383*0.9383*0.9383=0.8260
9
0.0617*0.9383*0.9383=0.0543
2
0.9383*0.0617*0.9383=0.0543
2
0.9383*0.9383*0.0617=0.0543
2
0.0617*0.0617*0.9383=0.0035
7
0.0617*0.9383*0.0617=0.0035

0.82609*0.002466=0.02
037
0.00768
0.00768
0.00768
0.00092
13

BÀI TẬP 1
• Đối với những trạng thái có công suất không
làm việc giống nhau có thể giản lượt lại thành
trạng thái thống nhất k
• Công suất không làm việc ở trạng thái k:
•
Ck = C1 = C2 = Ci
pi
• Xác suất trạng thái k: p k = �
i
• Tần suất trạng thái k: f k  �
fi
i
• Cường độ chuyển ra khỏi trạng
thái k:
λ ±i
λ ±k = �pi
pk
i

• Với  � ;  �

14


BÀI TẬP 1
Xác suất của các trạng thái

Sau khicóthống
nhất các trạng thái giống nhau ta được
X = 40MW
kết
tính
của hệ+ thống cho ở bảng sau:
p1+pquả
0.05432
+ 0.05432
2+p3 =đặc
0.05432 = 0.16296

Công suất
không l/v

Xác suất pk

Tần suất fk
(1/ngày)

1

0

0.82609

0.02037

2

40

0.16296

0.02304

3

80

0.01071

0.00276

4

120

0.00023

0.00009

Trạng
thái

Tần suất của các trạng thái
có X = 40MW
f1+f2+f3 = 0.00768+ 0.00768
+0.00768 = 0.02304

15


BÀI TẬP 1
•Trị số xác suất và tần suất tích lũy được tính bằng
công thức:

Pn-1 = p k +Pn

Fn-1 = Fn +pλk +k-p λk

-k

Cường độ chuyển +k và -k lần lượt là cường độ
chuyển đến trạng thái có công suất khả dụng lớn
hơn và nhỏ hơn.
n: trạng thái đã biết
k: trạng thái lân cận, dùng để tính trạng thái tích lũy
n–1

16


�

•
•

Quá trình tính toán của các trạng thái:
Trạng thái 4: C4�120 MW

P4 = p4 = 0.00023

•

BÀI TẬP 1

Trạng thái 3: C3 �80 MW

F4 = f4 = 0.00009

P3 = p3 + P4 = 0.01071 + 0.00023 = 0.01094
F3 = F4+ p3+3 – p3-3

•

= 0.00009 + 0.00357(0.125+0.125)3 - 0.00357*0.00822*3
= 0.0026794638
Trạng thái 2: C2 �40 MW
P2 = p2 + P3 = 0.16296 + 0.01094= 0.1739
F2 = F3 + p2 +2 – p2 -2

•

= 0.0026794638 + 0.05432*0.125*3 – 0.00357(0.00822 + 0.00822)3
= 0.0203704014
�
Trạng thái 1: C1 0 MW
P1 = p1 + P2 = 0.82609 + 0.1739 = 1
F1 = F2 + p1 +1 – p1 _1
= 0.0203704014 + 0.82609*0 – 0.82609*0.00822*3=0

17


BÀI TẬP 1
Bảng mô hình đầy đủ hệ thống nguồn phát bao gồm trị
số xác suất và tần suất tích lũy đối với mỗi trạng thái
hệ thống :
Trạng
thái

Công suất Xác suất tích Tần suất tích
không làm
lũy Pk
lũy Fk
việc

1

0

1

0

2

40

0.1739

0.0203704014

3

80

0.01094

0.0026794638

4

120

0.00023

0.00009
18


MW

120

Số liệu phụ tải:

BÀI TẬP 1

82 Đỉnh tải (MW)

80

Số ngày xuất hiện

82
�

20

40

Chỉ tiêu LOLE trong 0chu kỳ 20 ngày được tính theo bảng bên Ngày
dưới
20

Công suất
không làm
việc (X)

Thời gian
không làm việc
tk (ngày)

Xác suất pk

pk*tk

0
40

0
20

0.82609
0.16296

0
3.2592

80
120

20
20

0.01071
0.00023

0.2142
0.0046
�pk tk  3.47819


BÀI TẬP 1
Chỉ tiêu LOLE của 1 năm là:
3.478 �
365
LOLE 
 63.4735
20

(ngày/năm)

20


Nội Dung
1.
1.Giới
Giớithiệu
thiệuchung
chung
2.
2. Bài
Bàitập
tập11

3.
3. Bài
Bàitập
tập22

21


BÀI TẬP 2

Cho một hệ thống chứa 5 máy phát có công suất 40MW với
các thông số sau:
Cường độ sự cố (định mức hư hỏng) = 0.01 (1/ngày)

Cường độ dòng sửa chữa = 0.49 (1/ngày)
Hệ thống tải cho theo bảng sau:

Đỉnh tải (MW)
Số ngày xuất hiện

160
2

100
5

80
8

60
5

0
20

a)Tính xác suất, tần suất riêng lẻ và tích lũy cho hệ thống.
b) Thiết lập bảng chứa xác suất, tần suất riêng lẻ và tích lũy
cho hệ thống dự trữ. Biết rằng chiều dài đỉnh tải là 0.5 trong
chu kỳ 20 ngày.
22


BÀI TẬP 2
Mô hình hệ thống

23


BÀI TẬP 2
• Cường độ sự cố (xác suất sự cố trung bình
xảy ra trong đơn vị thời gian)
 = 0.01 (1/ngày).
• Cường độ của dòng sửa chữa xong sự cố
 = 0.49 (1/ngày)

0.49
• Hệ số sẵn sàng
A

 0.98
 

0.49  0.01

• Hệ số không sẵn sàng

0.01
U

 0.02
   0.01  0.49
24

BÀI TẬP 2
• Đối với mô hình này ta sử dụng thuật toán
truy toán để xác định xác suất, tần suất và
chỉ tiêu độ tin cậy (tính toán các tổ máy
không có sự cố từng phần)
• Các công thức cơ bản của trạng thái mà ở
trạng thái này công suất không làm việc là
X (MW), sau khi đưa thêm tổ máy công
suất CMW có hệ số không sẵn sàng có
dạng như sau:

25