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煉化電力體系供電可靠性估測

  • 發布日期:2015-02-01
  • 責任編輯:lgg
  • 論文字數:36200
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  • 論文編號:fb201501311152249728
  • 論文類型:碩士畢業論文
  • 論文價格:150

第1章緒論


1.1選題的背景及意義
配電系統處于電力系統的末端,直接與電力負荷相連,是整個電力系統與電力負荷聯系,向電力負荷供應電能和分配電能的重要環節⑴。當配電系統處于故障狀態、不正常運行狀態或者需要檢修時,往往會導致對電力負荷供電的中斷。其次,配電系統大多采用環形設計、開環運行的運行方式,對單一故障比較敏感,因此故障發生的比較頻繁。統計數據表明,80%以上的電力負荷供電故障是由配電系統未正常工作的因素引起的[2]。從這兩個方面來看,配電系統的可靠性實際上是整個電力系統對用戶的供電能力和供電質量情況的集中反^映。評估配電系統的可靠性不僅可以掌握配電系統整體的可靠性水平,還能發現配電系統的薄弱環節,為配電系統的規劃、建設以及改造提供依據,因此開展配電系統可靠性評估研究具有重要意義。煉化電力系統是小型配電系統,可以應用配電系統可靠性評估的一般性方法對其進行分析研究。但是需要注意的是,煉化企業在國民經濟中占有關鍵地位,其中某些關鍵用電負荷對供電可靠性的要求非常高,停電產生的后果將非常嚴重,不但會產生巨大的經濟損失,還會造成惡劣的政治影響和社會影響,而其他非關鍵用電負荷則對供電可靠性的要求不高,一味的追求極高的可靠性是不合理的,也是不符合實際情況的。在實際生產運行中需要根據不同用電負荷的重要程度提供不同程度的供電可靠性,這一點與常規的城市配電系統可靠性評估是有區別的,目前對于煉化電力系統的可靠性評估鮮有研究,遠遠未給予足夠的重視。本文將針對這一研究領域的空白,進行重點的研究。
……….


1.2配電系統可靠性評估的研究與發展
自上個世紀五十年代以來,隨著電力工業的發展和可靠性工程的引進,歐美發達國家的配電系統可靠性評估取得重大的進展。加拿大最早開始研究供配電系統可靠性問題,在1959年建立了供電可靠性委員會,其可靠性研究主要集中在供電的連續性和可靠性兩個方面,主要成果是詳細規定了平均停電頻率、平均停電持續時間等指標,1962年成立了全國報告系統,并于1963年發布了第一個統計報告,對于不同電壓等級的用戶配電線路和不同的用戶規定了不同的可靠性指標。英國的可靠性評估工作緊隨其后,于1964年制訂了《國家標準事故和停電報表》,并于1965年起在全國范圍內執行,經過幾十年的發展,逐步建立了一個更完備的配電系統可靠性統計指標體系和管理文件系統。日本于上世紀七十年代開始進行配電系統可靠性評估工作,根據對各種配電系統結構模型的分析,提出了“裕度"的概念,并在此基礎上發展了與歐美各國完全不同的分析方法,分別建立了全國性統一的可靠性指標和地區性可靠性指標。我國的配電系統可靠性研究較晚,1971年,水利電力部在翻譯日本電力系統著作時引入了配電系統可靠性的概念和理論。1981年,水利電力部電力考察團考察了英國配電系統可靠性研究和管理工作,收集了相關文獻資料,并于1985年成立了電力可靠性管理中心。1989年,在對原有方法進行修改的基礎上,能源電力部頒布了《供電系統電力客戶供電可靠性統計方法》,從此我國配電系統可靠性評估工作走向正軌[3,4]。
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第2章貝葉斯網絡模型與算法


2.1引言
貝葉斯網絡算法屬于近年發展起來的配電系統可靠性評估新型算法,本章從貝葉斯網絡的理論基礎,貝葉斯網絡的建立,貝葉斯網絡的推理算法以及貝葉斯網絡應用算例等方面詳細的介紹了貝葉斯網絡模型與算法。對于復雜系統,通常不能夠直接建立貝葉斯網絡,但是可以考慮先求出它的故障樹或者最小割集路集,然后再形成貝葉斯網絡。,其中故障樹中的或門和與門分別于貝葉斯網絡中的“與”節點和“或”節點相對應,最小割集是“或”節點,而最小路集是“與”節點。文中以先求出最小路集,再轉換成貝葉斯網絡為例說明復雜貝葉斯網絡建立的方法[38,39]。連接任意兩個節點間的任一有向弧或無向弧稱為兩個節點間的一條路,若任意一條有向弧或無向弧被移除,就不再構成通路,那么稱其為這兩個節點間的一條最小路。由最小路的定義可知,最小路與最小路上的元件形成“與”邏輯關系,另外,如果最小路集中存在一條連通的最小路,那么輸入輸出節點連通,則表示最小路集與系統之間是“或”邏輯關系。
………


2.2貝葉斯網絡的理論基礎
基于貝葉斯網絡進行可靠性分析前,必須先建立被評估系統的貝葉斯網絡。可以首先利用路徑搜索算法確定被評估系統的主饋線與各支路節點及其父節點的鄰接關系,然后利用該鄰接關系自底向上逐層計算被評估系統的條件概率,最后得出系統節點的條件概率。如圖2-1簡單的7節點系統所示,假設初始狀態是圖中所有節點均未被訪問過,則寬度優先搜索算法從圖中的根節點出發,依次的各個未被訪問的相鄰節點。然后分別從這些被訪問到的節點出發,依次遍歷它們的相鄰節點,直至圖中所有已被訪問的節點的相鄰節點都被訪問到;若仍然有節點未被訪問到,則選擇該節點作為根節點,重復上述過程,直到圖中所有的節點都被訪問到。診斷推理是一種自底向上的推理,也被稱為后向推理,其目的在于已知結果的前提下,通過貝葉斯網絡的計算,得到在該結果情況下發生的原因以及發生的概率。對應于配電網可靠性評估中,就是已知整個配電系統或者負荷點發生故障,不能正常運行的情況下,推理系統中元件的故障概率。這兩種推理方式是貝葉斯網絡特有的雙向推理方式,其應用于配電網可靠性中,能夠彌補常規方法不能識別系統薄弱環節的缺點。
…………


第3章煉化電力系統負荷重要性分析 .........23
3.1引言......... 23
3.2煉化工藝流程分析......... 23
3.2.1煉化生產裝置......... 23
3.2.2延遲焦化過程分析......... 24
3.3電力負荷重要性賦權方法......... 25
3.4煉化電力系統負荷重要性分析......... 31
3.4.1重要電力負荷停電影響 .........31
3.4.2煉化電力系統負荷重要性......... 32
3.5本章小結 .........36
第4章克拉瑪依石化公司供電可靠性分析......... 37
4.1引言......... 37
4.2克拉瑪依電網分析......... 37
4.2.1克拉瑪依電網......... 37
4.2.2克拉瑪依石化公司及其電網......... 39
4.2.3克拉瑪依石化公司供電可靠性分析......... 44
4.3提高克拉瑪依石化公司供電可靠性措施......... 46
4.4本章小結 .........48
第5章結論與展望 .........50
5.1結論 .........50
5.2展望......... 51


第4章克拉瑪依石化公司供電可靠性分析


4.1引言
本文依托于中國石油天然氣集團公司重大科技專項《中國石油低碳關鍵技術研究》,通過對克拉瑪依石化公司的實地調研,結合克拉瑪依石化公司電力系統的實際要求,在本章中應用煉化企業電力系統安全節能優化平臺建立了克拉瑪依電網與克拉瑪依石化公司電力系統的單線圖,并編制了基于煉化企業電力系統安全節能優化平臺的配電系統可靠性評估模塊,對克拉瑪依石化公司供電可靠性進行了詳盡的分析,并研究了提高克拉瑪依石化公司供電可靠性的措施。克拉瑪依市位于新疆準格爾盆地西北邊緣,建市50多年來,經過一代代石油員工不斷的艱苦創業,已經將克拉瑪依市建設成為一個集勘探、鉆井、采油、煉油、發電和供電等功能于一體的石油化工生產基地,主要企業為新疆石油管理局,是一個典型的石油工業城市。1999年,中國石油天然氣集團公司重組改制,克拉瑪依石化公司從新疆石油管理局中分離出來獨立運作。克拉瑪依電網是獨立的石油專用網,電網由新疆石油管理局所有并管理,克拉瑪依電網曾經于1993年通過瑪-克線與新疆主電網實現了短時并網運行,但是由于種種原因,新疆主電網與克拉瑪依電網未能就管理和調度協調問題達成一致,所以目前兩個電網并未并網運行,而是采取分片供電的方式。

……….


總結


本文圍繞煉化電力系統供電可靠性評估,進行了以下幾個方面的研究:
(1)提出了本文的選題背景及意義,總結了配電系統可靠性評估的發展歷程、評估方法和評估指標,并通過比較現有的配電系統可靠性評估方法的優缺點,引出了貝葉斯網絡算法。貝葉斯網絡算法具有雙向推理能力,不僅可以得到整個系統的可靠性指標,還可以得到各個元件以及各個負荷點的可靠性指標,有利于發現系統的薄弱環節,有利于提高電網的可靠性,故本文選擇了貝葉斯網絡法進行編程實現。最后指出了現有配電系統可靠性評估中存在的不足之處;
(2)從貝葉斯網絡的理論基礎、貝葉斯網絡模型的建立與貝葉斯網絡的推理算法等方面對于貝葉斯網絡法進行了詳細的研究,最后選用了基于CliqueTree Propagation算法的貝葉斯網絡法,在MATLAB中編程實現了配電系統可靠性程序,對IEEE-RBTS母線2實驗系統進行了可靠性分析,驗證了該方法的正確性和有效性;
(3)以石油煉制工程中的延遲焦化過程為例分析了煉化工藝流程,結果表明了煉化電力系統中不同重要程度的電力負荷對于供電可靠性的要求也不同。然后,在配電系統可靠性評估中引入了電力負荷分級分類方法,比較了幾種電力負荷重要性評價方法,最終應用熵權-層次分析法進行了電力負荷重要性評估,該方法能夠同時反映主客觀因素。最后,分析了重要電力負荷的定義及其停電損失,并通過煉化電力系統的五種典型電力負荷的重要性評估實例分析驗證了該評估方法的正確性。
………
參考文獻(略)

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