Tài liệu Vận hành hệ thống điện P5 doc

Män hc: Váûn hnh Hãû thäúng âiãûn
Nhọm Nh mạy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Â Nàơng .
61
Chỉång 5

CẠC PHỈÅNG PHẠP ÂẠNH GIẠ ÂÄÜ TIN CÁÛY
CU CẠC SÅ ÂÄƯ CUNG CÁÚP ÂIÃÛN

5.1 KHẠI NIÃÛM CHUNG
Âãø âạnh giạ âäü tin cáûy ca cạc så âäư cung cáúp âiãûn, ta cáưn phi kho sạt nhỉỵng chè
tiãu âënh lỉåüng cå bn vãư âäü tin cáûy ca cạc så âäư näúi âiãûn khạc nhau ca hãû thäúng cung
cáúp âiãûn. Cạc chè tiãu âọ l: Xạc sút lm viãûc an tan P(t) ca hãû thäúng trong khang
thåìi gian t kho sạt, thåìi gian lm viãûc an ton trung bçnh T giỉỵa cạc láưn sỉû cäú, hãû säú sàơn
sng A ca hãû, thåìi gian trung bçnh sỉỵa chỉỵa sỉû cäú, sỉ chỉỵa âënh k....
Tênh tọan âäü tin cáûy ca så âäư cung cáúp âiãûn nhàòm xạc âënh giạ trë trung bçnh
thiãût hải hng nàm do ngỉìng cung cáúp âiãûn, phủc vủ b
i tọan tçm phỉång ạn cung cáúp
âiãûn täúi ỉu hi ha giỉỵa 2 chè tiãu: Cỉûc tiãøu väún âáưu tỉ v cỉûc âải mỉïc âäü âm bo cung
cáúp âiãûn.
Trong chỉång ny s trçnh by mäüt säú phỉång phạp tênh tọan cạc chè tiãu âäü tin
cáûy ca cạc så âäư cung cáúp âiãûn.

5.2 PHỈÅNG PHẠP CÁÚU TRỤC NÄÚI TIÃÚP - SONG SONG CẠC PHÁƯN TỈÍ
Phỉång phạp ny xáy dỉûng mäúi quan hãû trỉûc tiãúp giỉỵa âäü tin cáûy ca hãû thäúng våïi
âäü tin cáûy ca cạc pháưn tỉí â biãút. Phỉång phạp bao gäưm viãûc láûp så âäư âäü tin cáûy v ạp
dủng phỉång phạp gii têch bàòng âải säú Boole v l thuút xạc sút cạc táûp håüp âãø tênh
tọan âäü tin cáûy.

5.2.1
Så âäư âäü tin cáûy

Så âäư âäü tin cáûy ca hãû thäúng âỉåüc xáy dỉûng trãn cå såí phán têch nh hỉåíng ca
hng học pháưn tỉí âãún hng học ca hãû thäúng. Vç váûy så âäư âäü tin cáûy thỉåìng khạc våïi så
âäư váût l. Vê dủ 4 bạnh ätä xem nhỉ näúi song song trong så âäư váût l, nhỉng trong så âäư
âäü tin cáûy phi xem 4 bạnh âọ màõc näúi tiãúp vç báút cỉï mäüt bạnh no âọ hng cng dáùn âãún
xe hng phi ngỉìng....
Så âäư âäü tin cáûy bao gäưm:
- Cạc nụt: Nụt ngưn, nụt ti v cạc nụt trung gian- l chäù näúi tiãúp ca êt nháút 3
nhạnh.
- Cạc nhạnh: âỉåüc v bàòng cạc khäúi hçnh chỉỵ nháût mä t trả
ng thại täút ca pháưn
tỉí. Pháưn tỉí bë hng tỉång ỉïng våïi viãûc xọa khäúi ca pháưn tỉí âọ ra khi så âäư.
Nhạnh v nụt tảo thnh mảng lỉåïi näúi liãưn nụt phạt v nụt ti ca så âäư. Cọ thãø cọ
nhiãưu âỉåìng näúi tỉì nụt phạt âãún nụt ti, mäùi âỉåìng gäưm nhiãưu nhạnh näúi tiãúp.
Män hc: Váûn hnh Hãû thäúng âiãûn
Nhọm Nh mạy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Â Nàơng .
62
Theo så âäư, trảng thại täút ca hãû thäúng l trảng thại trong âọ cọ êt nháút mäüt âỉåìng
näê tỉì nụt phạt vo nụt ti. Trảng thại hng ca hãû thäúng khi nụt phạt bë tạch råìi våïi nụt
ti do hng học cạc pháưn tỉí.
Âäúi våïi HTÂ så âäư âäü tin cáûy cọ thãø trng hồûc khäng trng våïi så âäư näúi âiãûn
(Så âäư váût l ) ty thüc vo tiãu chøn hng học ca hãû thäúng âỉåüc lỉûa chn.
Vê dủ : Cọ så âäư âiãûn gäưm 4 âỉåìng dáy song song nhỉ hçnh v sau:




H. c

H b

Hçnh 5-1

Tiãu chøn hng học (TCHH) ca hãû thäúng âàût ra l: Cäng st ca lỉåïi khäng â
truưn ti cäng sút cho phủ ti.
Ta xẹt 3 trỉåìng håüp:
a/ Kh nàng ti 4 âỉåìng dáy âãưu âạp ỉïng cäng sút phủ ti, hãû thäúng s hng khi
c 4 âỉåìng dáy bë hng v så âäư âäü tin cáûy trng våïi så âäư âiãûn (Hçnh 5-1a).
b/ Kh nàng ti ca êt nháút 3 âỉåìng dáy måiï â cäng sút cung cáúp cho phủ ti,
khi âọ hãû thäúng s hng khi cọ 2 âỉåìng dáy tråí lãn bë hng, ta cọ så âäư âäü tin cáûy khạc
våê så âäư âiãûn (hçnh 5-1b).
c/ Kh nàng ti ca c 4 âỉåìng dáy måïi âạp ỉïng âỉåüc cäng sút phủ ti. Trong
trỉåìng håüp ny hãû thäúng s hng khi chè cáưn hng 1 âỉåìng dáy báút k, vç váûy så âäư âäü tin
cáûy s l så âäư näúi tiãúp cạc pháưn tỉ nhỉ (Hçnh 5-1c) khạc våïi så âäư âiãûn.
Så âäư âäü tin cáûy nhỉ trãn chè thnh láûp âỉåüc khi pháưn tỉí chè cọ 2 trảng thại: täút
hồûc hng v hãû thäúng cng chè cọ 2 trảng thại âọ.
Ta láưn lỉåüt xẹt cạc så âäư sau:
* Så âäư cạc pháưn tỉí näúi tiãúp.
* Så âäư cạc pháưn tỉ song song.
* Så âäư cạc pháưn tỉ màõc häøn håüp.

5.2.2
Âäü tin cáûy ca så âäư cạc pháưn tỉí näúi tiãúp

Män hc: Váûn hnh Hãû thäúng âiãûn
Nhọm Nh mạy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Â Nàơng .
63
Xẹt så âäư âäü tin cáûy ca hãû thäúng gäưm n pháưn tỉí näi tiãúp nhỉ hçnh 5-2 (trong âọ: N l
nụt ngưn v T l nụt ti)

Hçnh 5-2

Gi sỉí â biãút cỉåìng âäü hng học ca n pháưn tỉí láưn lỉåüt l λ
1
,λ
2
, λ
3
,...,λ
n
v thåìi
gian phủc häưi trung bçnh τ
i
ca cạc pháưn tỉí. Vç cạc pháưn tỉí näúi tiãúp trong så âäư âäü tin cáûy
nãn hãû thäúng chè lm viãûc an tan khi táút c n pháưn tỉí âãưu lm viãûc täút, gi thiãút cạc pháưn
tỉí âäüc láûp nhau.
Xạc sút trảng thại täút ( âäü tin cáûy ) ca hãû thäúng l:
∏
=
==
n
i
H
tPitPntPitPtPtP
1
21

)()()...()......().()( (5-1)
Trong âọ: P
i
(t) l xạc sút lm viãûc täút (trảng thại täút) ca pháưn tỉí thỉï i trong
khang thåìi gian t.
Våïi gi thiãút thåìi gian trung bçnh lm viãûc an tan T ca pháưn tỉí cọ phán bäú m,
nghéa l:

t
i
etPi
.
)(
λ
−
=
t
t
n
i
H
eetPitP
n
i
i
Λ−
−
=
=
∑

==
=
∏
1
.
1
)()(
λ
(5-2)
Trong âọ :

∑
=
=Λ
n
i
i
1
λ
(5-3)
Λ âỉåüc gi l cỉåìng âäü hng học ca hãû thäúng.
Thåìi gian váûn hnh an tan trung bçnh ca hãû thäúng l:

Λ
=
1
H
T
(5-4)
Gi thiãút ràòng thåìi gian phủc häưi (sỉía chỉỵa sỉû cäú) ca pháưn tỉí cọ phán bäú m,

khi âọ cỉåìng âäü phủc häưi µ
i
=1/τ
i
, tỉì âáy cọ thãø xạc âënh âỉåüc thåìi gian phủc häưi trung
bçnh ca hãû thäúng l:

Män hc: Váûn hnh Hãû thäúng âiãûn
Nhọm Nh mạy âiãûn - Bäü män Hãû thäúng âiãûn - ÂHBK Â Nàơng .
64

Λ
==
∑
∑
∑
=
=
=
n
i
ii
n
i
i
n
i
ii
H
1

1
1
τλ
λ
τλ
τ
(5-5)
hồûc
µµ
λ
τλ
τ
11
1
1
=
Λ
=
Λ
=
∑
∑
=
=
n
i
i
i
n
i

ii
H
(5-6)
Trong âọ :
H
τ
µ
1
= v ta nháûn tháúy T
H
>>τ
H

Hãû säú sàơn sng ca hãû thäúng l :

µ
µ
τ
+Λ
=
+
=
HH
H
H
T
T
A (5-7)
Hm tin cáûy ca tan hãû thäúng s l :

t
H
eAtR
.
.)(
Λ−
= (5-8)
Xạc sút trảng thại hng ca hãû:

).....(1)(1)(
21 nHH
PPPtPtQ
−=−=
(5-9)
Cạc cäng thỉïc trãn cho phẹp ta âàóng trë cạc pháưn tỉí näúi tiãúp thnh mäüt pháưn tỉí
tỉång âỉång khi biãún âäøi så âäư.
Vê dủ 5-1:
Xẹtï lỉåïi âiãûn nhỉ hçnh v:


Hçnh 5-3

Cạc säú liãûu cho trỉåïc:
λ
1
= 0,02 [1/nàm]; λ
2
= 0,01 [1/nàm]; λ
3
= 1 [1/nàm]; λ

4
= 0,01 [1/nàm];
τ
1
=12 [h] ; τ
2
= 6 [h] ; τ
3
= 20 [h] ; τ
4
= 40 [h];
Xạc âënh âäü sàơn sng A, âäü khäng sàơn sng A*, âäü tin cáûy R(t) åí thåìi gian kho
sạt t = 1 nàm ?
Gii:
Theo (5-3) ta cọ :
Cỉåìng âäü hng học ca hãû thäúng:
1/nam 06.101.0101.0*302.0
6
1
=+++==Λ
∑
i
λ


h
ii
42,19
06,1
40.01,020.16.01,0.312.02,01

6
1
=
+++
=
Λ
=
∑
τλτ

Mọn hoỹc: Vỏỷn haỡnh Hóỷ thọỳng õióỷn
Nhoùm Nhaỡ maùy õióỷn - Bọỹ mọn Hóỷ thọỳng õióỷn - HBK aỡ Nụng .
65
1/nam 00222,0
8760
42,19
==


Cổồỡng õọỹ phuỷc họửi cuớa hóỷ :
1/nam 2,451
00222,0
11
===

à

ọỹ sụn saỡng:
9977,0
06,12,451

2,451
=
+
=
+
=
à
à
A
ọỹ khọng sừn saỡng :
0023.09977,011 === AA
Haỡm tin cỏỷy :
tt
eeAtR
06,1
.9977,0.)(

==
Taỷi t=1 nm :
346,0.9977,0)(
06,1
==

etR

5.2.3
ọỹ tin cỏỷy cuớa sồ õọử caùc phỏửn tổớ song song


Sồ õọử õọỹ tin cỏỷy nhổ trón hỗnh 5-4

Hóỷ thọỳng laỡm vióỷc tọỳt khi coù ờt nhỏỳt mọỹt
phỏửn tổớ tọỳt vaỡ seợ hoớng khi tỏỳt caớ caùc phỏửn tổớ õóửu
bở hoớng.
óứ thuỏỷn tióỷn trong trổồỡng hồỹp naỡy ta tờnh xaùc
suỏỳt sổỷ cọỳ Q
H
(t) cuớa toỡan hóỷ.
Hóỷ sổỷ cọỳ khi toỡan bọỹ n phỏửn tổớ bở sổỷ cọỳ:

Hỗnh 5-4


=
==
n
i
inH
tQtQtQtQtQ
1
21
)()()........().()( (5-10)
Trong õoù Q
i
(t) vồùi i=1,n laỡ xaùc suỏỳt sổỷ cọỳ cuớa phỏửn tổớ thổù i trong khoớang thồỡi gian
t khaớo saùt: Q
i
(t)=1 - P
i
(t)
Giaớ thióỳt:

thỗ bióứu thổùc (5-10) coù thóứ vióỳt laỷi :


=

=
n
i
t
H
i
etQ
1
)1()(

(5-11)
ọỹ tin cỏỷy cuớa hóỷ thọỳng :


=

==
n
i
t
HH
i
etQtP
1
)1(1)(1)(

(5-12)
t
i
i
etP


=)(
Mọn hoỹc: Vỏỷn haỡnh Hóỷ thọỳng õióỷn
Nhoùm Nhaỡ maùy õióỷn - Bọỹ mọn Hóỷ thọỳng õióỷn - HBK aỡ Nụng .
66

Trong chổồng 4 ta õaợ coù õởnh nghộa vóử cổồỡng õọỹ hoớng hoùc cuớa phỏửn tổớ, ồớ õỏy tổồng
tổỷ õọỳi vồùi hóỷ thọỳng :



=

=



=

=
n
i
ti

n
i
t
H
H
e
e
dt
d
tP
tP
i
1
.
1
)1(1
)1(
)(
)(


(5-13)
Nóỳu n phỏửn tổớ hoỡan toỡan nhổ nhau :
1
=
2
=.......=
n
= thỗ :

nt
nt
n
i
ti
n
i
t
e
e
dt
d
e
e
dt
d
i
)1(1
)1(
)1(1
)1(
1
.
1

=

=



=


=




nt
ntt
e
een
)1(1
)1(..
1







=
(5-14)

Thồỡi gian laỡm vióỷc an toỡan trung bỗnh cuớa hóỷ thọỳng laỡ :


=
1
H
T (5-15)
Vỗ
t
i
i
etQ
à

=)( vồùi n1,=i
1
i
i

à
= nón


=

=


===
=

n
i
t
n
i
t
iH
n
i
i
i
eetQtQ
1
).(
1
1
)()(
à
à
(5-16)

tM
H
etQ
.
)(

=
(5-17)
Trong õoù

=
=
n
i
i
M
1
à
goỹi laỡ cổồỡng õọỹ phuỷc họửi cuớa hóỷ thọỳng .
Hóỷ sọỳ sụn saỡng cuớa hóỷ :

+
=
M
M
A
(5-18)
Haỡm tin cỏỷy cuớa toỡan hóỷ:

t
eAtR
.
.)(

= (5-19)
Vờ duỷ 5-2:
Xeùt 2 õổồỡng dỏy song song coù
1
=

2
=1 [1/nm];
1
=
2
= 20 [h]. Thồỡi gian
khaớo saùt laỡ 1 nm.

Giaới:
Ta coù : à
1
= à
2
= 1/
1
= 1/
2
= 1/20 = 0.05 [1/h]
Tờnh theo nm : à
1
= à
2
= 8760/20 = 438 [1/nm]
Cổồỡng õọỹ phuỷc họửi cuớa hóỷ :
M = à
1
+ à
2
= 438+438 = 876 [1/nm]
Mọn hoỹc: Vỏỷn haỡnh Hóỷ thọỳng õióỷn

Nhoùm Nhaỡ maùy õióỷn - Bọỹ mọn Hóỷ thọỳng õióỷn - HBK aỡ Nụng .
67

Cổồỡng õọỹ sổỷ cọỳ cuớa hóỷ :

774,0
)1(1
)1(12
)1(1
)1(..
21
111
=


=


=




e
exex
e
een
nt
ntt

Hóỷ sọỳ sừn saỡng cuớa hóỷ :

0.9991
774.0876
876
=
+
=
+
=
M
M
A


ọỹ tin cỏỷy cuớa hóỷ laỡ :
4607,0.9991,0.)(
774,0.
===

eeAtR
t


óứ tờnh toaùn caùc chố tióu õọỹ tin cỏỷy cuớa sồ õọử họứn hồỹp ta xeùt vờ duỷ sau:
Vờ duỷ 5-3:

Mọỹt họỹ duỡng õióỷn õổồỹc cung cỏỳp tổỡ 2 nguọửn A vaỡ B theo sồ õọử nọỳi dỏy nhổ hỗnh
veợ 5-5.

Hỗnh 5-5 i (1/n) i(h)

Nguọửn A
Nguọửn B
MBA 110/10
MBA 35/10
.dỏy 10Km
.dỏy 5 Km
0,15
0.20
0.05
0.04
0.12
0.15
100
100
90
80
10
10


Caùc thọng sọỳ cuớa caùc phỏửn tổớ theo thọỳng kó cho õổồỹc ồớ baớng ( ồớ õỏy xem TD
tuyóỷt õọỳi tin cỏỷy caùc maùy cừt, dao caùch ly cổồỡng õọỹ sổỷ cọỳ rỏỳt nhoớ giaớ thióỳt boớ qua ). Haợy
xaùc õởnh nhổợng chố tióu õọỹ tin cỏỷy cuớa sồ õọử cung cỏỳp õióỷn vồùi thồỡi gian khaớo saùt laỡ 1
nm.
Tổỡ sồ õọử nọỳi õióỷn ta lỏỷp sồ õọử õọỹ tin cỏỷy cuớa hóỷ nhổ sau:

Mọn hoỹc: Vỏỷn haỡnh Hóỷ thọỳng õióỷn
Nhoùm Nhaỡ maùy õióỷn - Bọỹ mọn Hóỷ thọỳng õióỷn - HBK aỡ Nụng .
68
Hỗnh 5-6

Giaới:
1. Xaùc õởnh õọỹ tin cỏỷy P(t) cuớa hóỷ :
ọỳi vồùi maỷch a (õổồỡng dỏy 110KV)
P
a
(t) = P
1a
(t).P
2a
(t).P
3a
(t) = e
-

a.t

vồùi

a
=
1a
+
2a

+
3a
= 0.15 + 0.05 + 0.12 = 0.32 1/nm
Xeùt khoớang thồỡi gian t = 1 nm ta coù :
P
a
(t=1) = e
-0.32
= 0,725
ọỳi vồùi maỷch b tổồng tổỷ ta coù :
P
b
(t=1) = e
-0.39
= 0,677

b
=
1b
+
2b
+
3b
= 0.20 + 0.04 + 0.15 = 0.39
Xaùc suỏỳt sổỷ cọỳ cuớa maỷch a vồùi t = 1nm :
Q
a
=1-P
a
= 1- 0.725 = 0.275

Xaùc suỏỳt sổỷ cọỳ cuớa maỷch b vồùi t = 1nm:
Q
b
=1-P
b
=1-0.677 = 0.323
ọỹ tin cỏỷy cuớa hóỷ ồớ thồỡi õióứm t = 1 nm:
P = 1 - Q
a
Q
b
= 0,991
2. Xaùc õởnh thồỡi gian laỡm vióỷc an toỡan trung bỗnh T cuớa hóỷ: Trổồùc hóỳt cỏửn xaùc
õởnh cổồỡng õọỹ doỡng sổỷ cọỳ cuớa toỡan hóỷ theo bióứu thổùc (5-13) .

[]
)1)(1(1
.).1(.).1(
)1)(1(1
)1)(1(
)1(1
)1(
)(
)(
1
.
1
tt
b
tt

a
tt
tt
tt
n
i
ti
n
i
t
H
H
ba
baab
ba
ba
i
ee
eeee
ee
ee
dt
d
e
e
dt
d
tP
tP

=

=


+
=


=


=

=




Taỷi t = 1 nm, thay caùc giaù trở

a
,
b
vaỡo ta coù :

[1/nam] 16.0
)1)(1(1
39.0.).1(32.0.).1(
39.032.0
39.032.032.039,0
=

+
=


ee
eeee

Thồỡi gian laỡm vióỷc an toỡan trung bỗnh laỡ :

[nm] 2.6
16.0
11
==

=T
3. Xaùc õởnh thồỡi gian sổợa chổợa sổỷ cọỳ trung bỗnh cuớa hóỷ :
ọỳi vồùi maỷch a :
Mọn hoỹc: Vỏỷn haỡnh Hóỷ thọỳng õióỷn

Nhoùm Nhaỡ maùy õióỷn - Bọỹ mọn Hóỷ thọỳng õióỷn - HBK aỡ Nụng .
69



=
3
1
.
1
siaia
a
sa
TT


vồùi T
s1a
=100 h ;
T
s2a
= 90 h ;
T
s3a
= 10 h ;

hxxxT
sa
7.64)1012.09005.010015.0(
32.0

1
=++=
Tổồng tổỷ õọỳi vồùi maỷch b :



=
3
1
.
1
sibib
b
sb
TT


vồùi T
s1b
=100 h ;
T
s2b
= 80 h ;
T
s3b
= 10 h ;

hxxxT
sb
3.63)1015.08004.010020.0(

39.0
1
=++=
Cổồỡng õọỹ sổợa chổợa cuớa tổỡng maỷch :

01546.0
7.64
11
===
sa
a
T
à


0158.0
3.63
11
===
sb
b
T
à

Cổồỡng õọỹ sổợa chổợa cuớa caớ hóỷ :
03125.0=+==

=
ba
b

ai
iM
ààà

Thồỡi gian sổợa chổợa sổỷ cọỳ trung bỗnh cuớa hóỷ :

[h] 32
03125.0
11
===
M
Ts

Vỗ T>>Ts nón hóỷ sọỳ sụn saỡng cuớa hóỷ A 1.

5.3 QUAẽ TRầNH NGU NHIN MARKOV
5.3.1.

Mồớ õỏửu
Hóỷ thọỳng õổồỹc dióựn taớ bồới caùc traỷng thaùi hoaỷt õọỹng vaỡ khaớ nng chuyóứn giổợa caùc
traỷng thaùi õoù. Traỷng thaùi hóỷ thọỳng õổồỹc xaùc õởnh bồới tọứ hồỹp caùc traỷng thaùi cuớa caùc phỏửn tổớ.
Mọựi tọứ hồỹp traỷng thaùi cuớa phỏửn tổớ cho mọỹt traỷng thaùi cuớa hóỷ thọỳng. Phỏửn tổớ coù thóứ coù
nhióửu traỷng thaùi khaùc nhau nhổ traỷng thaùi tọỳt (TTT), traỷng thaờ hoớng (TTH), traỷng thaùi baớo
quaớn õởnh kyỡ (TTBQK).....Do õoù mọựi sổỷ thay õọứi traỷng thaùi cuớa phỏửn tổớ õóửu laỡm cho hóỷ
thọỳng chuyóứn sang mọỹt traỷng thaùi mồùi.
Tỏỳt caớ caùc traỷng thaùi coù thóứ coù cuaớ hóỷ thọỳng taỷo thaỡnh khọng gian traỷng thaùi
(KGTT). Hóỷ thọỳng luọn luọn ồớ mọỹt trong nhổợng traỷng thaùi naỡy nón tọứng caùc xaùc suỏỳt
traỷng thaùi (XSTT) bũng 1.