電力系統可靠性原理和套用(第2版)

電力系統可靠性原理和套用(第2版)

《電力系統可靠性原理和套用(第2版)》是2015年清華大學出版社出版的圖書,作者是程林、何劍。

基本介紹

  • 書名:電力系統可靠性原理和套用(第2版)
  • 作者:程林、何劍
  • ISBN:9787302353751
  • 定價:65元
  • 出版社:清華大學出版社
  • 出版時間:2015-1-29
內容簡介,前言,目錄,

內容簡介

近年來,以機率方法和隨機過程理論為基礎的可靠性分析技術在電力系統規劃和運行中發揮著越來越重要的作用。本書系統地闡述了電力系統可靠性分析的原理和套用,內容包括:可靠性的基本概念;機率與隨機過程;元件可靠性分析方法;系統可靠性分析的網路法、狀態空間法及蒙特卡洛法;發電系統、互聯繫統、發輸電系統、配電系統、發電廠及變電站主接線系統的可靠性評估;可靠性與經濟性的協調;電力系統運行可靠性;電力系統可靠性統計評價。 本書可作為電力系統專業高年級本科生和研究生教材,也可供電力系統可靠性領域的廣大科研和工程技術人員參考。

前言

自20世紀30年代,W. J. Lyman和S. M. Dean等人將機率統計理論套用於設備維修和備用容量確定等問題的研究以來,電力系統可靠性分析在概念、模型、算法、軟體和工程套用取得了一系列成果,在理論上取得了顯著進步,並成功套用於電力系統規劃設計和運行分析等領域。近年來,隨著風電、光伏等間歇式電源的規模化接入,電力系統規劃和運行面臨更大的不確定性,以機率方法和隨機過程理論為基礎的可靠性分析技術發揮著越來越重要的作用。
郭永基老師編著的《電力系統可靠性原理和套用》上、下冊分別於1985年和1986年由清華大學出版社出版,是電力系統可靠性領域一套理論與工程套用相結合的經典教材。為了適應當前電力系統可靠性分析的需求,我們對該書進行了全面修訂。本次修訂在保持原書深入淺出、系統嚴謹、理論與工程結合緊密、便於自學等特點的基礎上,從結構和內容上對原書進行了全面梳理和重新調整,包括對部分章節的合併、刪減、補充和新編,其中主要的變化有:
(1) 原書分為上、下兩冊,上冊主要介紹可靠性的基本理論和分析方法,下冊著重介紹可靠性理論在電力系統各個環節的具體套用。修訂後的版本將全書整合為一冊,共14章,體系結構更加緊湊。其中,第1章為緒論,第2章為機率與隨機過程的數學理論,第3~6章介紹可靠性的基本理論,第7~14章介紹電力系統可靠性原理及其工程套用。
(2) 刪減了原書集合論的基本知識,補充了機率論的相關內容,並將其與隨機過程合為第2章,系統地介紹了可靠性數學基礎。
(3) 重新梳理了可靠性的基本理論,將原書上冊內容整合成第3~5章。隨著近年來計算機技術的廣泛套用,蒙特卡洛法在複雜系統的可靠性分析中的優勢日益突出,為此新增了第6章系統可靠性分析的蒙特卡洛法。
(4) 刪減了原書發電系統、互聯繫統、配電系統和電氣主接線系統可靠性評估的部分章節,補充完善了一些內容,例如刪除了原書中蘇聯關於發電系統可靠性的估計方法等章節,增加了主接線可靠性評估的數學模型等內容。
(5) 重編了原書“大容量電力系統可靠性估計”章節內容,從充裕性和安全性兩個方面重新編寫了第9章發輸電系統可靠性評估。
(6) 重編了原書“可靠性經濟學”章節內容,從冗餘經濟學、停電損失評估、可靠性價值評估等方面重新編寫了第12章可靠性與經濟性的協調。
(7) 新增第13章電力系統運行可靠性評估,系統地介紹了電力系統運行可靠性的概念、指標、模型和評估方法。
(8) 刪減了原書“電力設備可靠性數據的統計和處理”章節,新增第14章電力系統可靠性統計評價,結合我國現行可靠性統計評價標準介紹了發電設備、輸變電設施、供電系統以及直流輸電系統的統計評價體系。
(9) 新增了附錄部分,詳細介紹了國際通用的可靠性測試系統IEEE RTS和課題組結合中國國情提出的THRTS2000可靠性測試系統,以供讀者在學習和研究中使用。
(10) 新增大量參考文獻,力爭反映可靠性領域的經典著作以及一些最新研究成果,以便讀者了解本書內容的主要來源或進一步查閱某些感興趣的問題。
先師已逝,音容宛在,對郭永基老師嚴謹的學風和高深的學術造詣致以崇高的敬意!衷心感謝郭永基老師夫人朱愛菁教授在本書修編過程中給予的大力支持!課題組的多位研究生對本書的文字校稿付出了努力,在此表示感謝!
在本書修編過程中,我們雖盡最大努力開展了體系安排、素材選取、文字校對等工作,但限於作者水平,書中錯誤和不當之處在所難免,懇請讀者批評指正。
編著者2014年10月於北京

目錄

第1章緒論
1.1可靠性的基本概念
1.2可靠性工程在電工領域的套用簡況
1.3電力系統可靠性的發展
1.4電力系統可靠性的基本概念
1.5電力系統可靠性學科的主要任務
第2章機率與隨機過程
2.1機率的定義與性質
2.2隨機變數及其分布
2.3隨機過程
2.3.1確定性過程與非確定性過程
2.3.2隨機過程的定義
2.3.3隨機過程的分類及表示方法
2.4馬爾可夫過程
2.4.1特徵根法
2.4.2拉氏變換法
2.4.3平穩狀態機率求解
2.5馬爾可夫鏈
2.5.1一步轉移機率矩陣和m步轉移機率矩陣
2.5.2平穩狀態機率
2.5.3短期狀態機率的求法
第3章元件可靠性分析
3.1元件和系統
3.2不可修復元件的可靠性
3.2.1機率描述
3.2.2統計描述
3.2.3典型故障率函式
3.3可修復元件的可靠性
3.3.1元件狀態劃分
3.3.2元件工作壽命及故障率
3.3.3元件修復率
3.3.4元件可靠度與可用度
3.3.5元件狀態分析
習題
第4章系統可靠性分析——網路法
4.1概述
4.2串聯繫統與並聯繫統分析
4.2.1串聯繫統
4.2.2並聯繫統
4.3儲備系統
4.3.1完全切換的儲備系統
4.3.2不完全切換的儲備系統
4.4k/n(G)系統
4.5套用布爾展開定理分析複雜系統的可靠性
4.6套用全機率公式分析複雜系統的可靠性
4.7三態系統的可靠性
4.8用最小路集法求系統的工作機率
4.8.1圖的基本概念
4.8.2求網路最小路的方法
4.8.3由最小路集求系統可靠工作機率的準確方法
4.9用最小割集法求系統的故障機率
4.9.1基本概念
4.9.2由最小路求最小割的方法
4.9.3由最小割集求系統失效機率的準確方法
4.9.4由最小割集求系統失效機率的近似方法
4.10用結構函式描述網路系統
4.10.1結構函式的定義
4.10.2單調結構系統和關聯繫統
4.10.3用結構函式描述系統
4.10.4關聯繫統的路集和割集表示
4.11可靠度分配
4.12故障樹分析法
4.12.1概念
4.12.2FTA法的基本實施步驟
4.12.3用結構函式描述故障樹
4.13故障模式和後果分析法
4.13.1概念
4.13.2FMEA法的基本實施步驟
4.13.3FTA與FMEA的簡單比較
習題
第5章系統可靠性分析——狀態空間法
5.1概述
5.2頻率和持續時間法
5.3吸收狀態及平均首次故障時間
5.3.1吸收狀態
5.3.2由狀態方程求系統的平均首次故障時間MTTF的方法
5.3.3由馬爾可夫鏈求系統的平均首次故障時間
5.4狀態的合併
5.5混合乘積法
5.6系統可靠性等值
5.6.1串聯等值
5.6.2並聯等值
5.6.3k/n(G)等值
5.7非指數分布的修復時間
5.7.1追加變數法
5.7.2分級法
5.8故障後果分析
5.9狀態枚舉法
5.10狀態空間截斷法
5.11最小割集狀態法
5.12儲備系統分析
5.13不可修復系統分析
5.14考慮天氣影響時的故障分析
5.15計畫檢修停運
5.16過負荷停運
5.17共同模式故障分析
5.18網路法和狀態空間法的比較
習題
第6章系統可靠性分析——蒙特卡洛法
6.1概述
6.2蒙特卡洛法的基本原理
6.2.1蒙特卡洛法的基本思想
6.2.2蒙特卡洛法的一般原理
6.2.3蒙特卡洛法的收斂性
6.3隨機變數的模擬
6.3.1單位均勻分布隨機數的產生
6.3.2連續隨機變數的模擬
6.3.3模擬離散型隨機變數的方法
6.4方差減小技術
6.4.1對偶變數法
6.4.2控制變數法
6.4.3重點抽樣法
6.4.4分層抽樣法
6.4.5匕首抽樣法
6.4.6狀態空間分割法
6.5可靠性評估中的蒙特卡洛法
6.5.1狀態抽樣法
6.5.2狀態持續時間抽樣法
6.5.3系統狀態轉移抽樣法
習題
第7章發電系統可靠性評估
7.1概述
7.1.1發電系統可靠性評估的基本假定
7.1.2發電系統可靠性評估的套用
7.1.3發電系統可靠性評估的模型和基本步驟
7.1.4發電系統可靠性評估方法
7.1.5發電系統可靠性標準
7.2停運容量機率模型的建立
7.2.1建立模型時對一些工程問題的處理
7.2.2安裝容量、可用發電容量和停運容量
7.2.3機組類型相同時停運容量機率表的制定
7.2.4用遞推公式建立停運容量機率模型
7.3負荷模型
7.3.1一般考慮
7.3.2不同計算方法所使用的負荷模型
7.4發電系統可靠性指標的計算
7.4.1電力不足時間機率LOLP
7.4.2電力不足期望值LOLE和電力不足小時期望值HLOLE
7.4.3電量不足期望值EENS
7.4.4頻率和持續時間
7.4.5裕度容量模型
7.5計畫檢修的處理方法
7.5.1發電機的有效容量與迦弗爾公式
7.5.2特徵斜率的意義
7.5.3按等風險度法安排計畫檢修
7.6電源發展規劃
7.7發電機組故障率和負荷預測的不確定性
7.7.1概述
7.7.2機組不可用率的不確定性
7.7.3負荷預測的不確定性
7.8隨機生產模擬
7.9發電系統可靠性評估實例
7.9.1原始數據
7.9.2評估結果及分析
習題
第8章互聯繫統可靠性評估
8.1概述
8.1.1研究互聯繫統的基本假定
8.1.2研究互聯繫統的方法
8.2用LOLP法評估兩個系統互聯時的可靠性
8.2.1LOLP法
8.2.2聯網效益的估算
8.3用頻率和持續時間法評估兩個系統互聯時的可靠性
8.4具有相關負荷的兩個系統互聯
8.5多區域電力系統互聯時的可靠性評估
習題
第9章發輸電系統可靠性評估
9.1概述
9.2發輸電系統充裕性評估
9.2.1充裕性評估的基本原理
9.2.2充裕性評估指標
9.2.3元件可靠性模型
9.2.4系統狀態選擇
9.2.5系統狀態分析
9.2.6發輸電系統充裕性評估整體流程
9.2.7可靠性靈敏度分析
9.2.8發輸電系統充裕性評估算例分析
9.3發輸電系統安全性評估
9.3.1安全性評估的概念
9.3.2機率穩定分析模型與分析方法
9.3.3安全性評估算法
9.3.4安全性指標體系
9.3.5安全性評估算例
習題
第10章配電系統可靠性評估
10.1概述
10.2配電系統的可靠性指標
10.3放射狀配電系統的可靠性評估
10.4有備用電源、手動分段的配電系統可靠性評估
10.5不同停運模式重疊時等效故障率及持續停運時間的計算
10.6氣象條件對配電系統可靠性的影響
習題
第11章發電廠及變電站電氣主接線可靠性評估
11.1概述
11.2繼電保護裝置的可靠性
11.2.1繼電保護裝置的工作狀態及其可靠性指標
11.2.2我國繼電保護裝置統計評價方法
11.2.3繼電保護方案的可靠性評估
11.3電氣主接線可靠性評估的數學模型
11.3.1元件的可靠性模型
11.3.2故障搜尋與機率、頻率的計算
11.4按不可修復系統評估電氣主接線的可靠性
11.4.1基本原理和假定
11.4.2幾種常用終端變電站電氣主接線的分析
11.5按可修復系統評估電氣主接線的可靠性
11.5.1計算方法及步驟
11.5.2詳細計算步驟
11.5.3分析
11.6發電廠電氣主接線的可靠性評估
11.6.1方法要領
11.6.2元件可靠性指標
11.6.3可靠性框圖的建立
11.6.4求電源點到負荷點之間的最小路
11.6.5按給定的可靠性準則進行最小路的組合
11.6.6化相交最小複合路為不交最小複合路
11.6.7計算系統的可靠性指標
11.6.8算例
11.6.9可靠性指標與經濟指標的聯繫
習題
第12章可靠性與經濟性的協調
12.1概述
12.2冗餘經濟學
12.3修理和維修的經濟學
12.4可用率分析
12.5貨幣時值的計算及經濟分析方法
12.5.1貨幣時值的分類及折算
12.5.2經濟分析中常用的比較方法
12.6停電損失
12.6.1停電影響
12.6.2停電損失的分類
12.6.3各國停電損失的估計
12.6.4停電損失的評估方法
12.6.5停電損失經濟計算案例分析
12.7可靠性價值評估
12.7.1可靠性價值指標
12.7.2可靠性價值評估方法
12.8供電可靠性承諾與賠償方案
12.8.1可靠性經濟性的3個層次
12.8.2可靠性承諾與賠償方法的條件和計算公式
12.8.3案例
習題
第13章電力系統運行可靠性
13.1概述
13.2電力系統運行可靠性的概念與理論框架
13.2.1運行可靠性的概念與特點
13.2.2運行可靠性的理論框架
13.3電力系統運行可靠性指標體系
13.3.1運行可靠性狀態類指標
13.3.2運行可靠性程度類指標
13.4電力系統元件的運行可靠性模型
13.4.1保護動作致停運模型
13.4.2偶然失效模型
13.5電力系統運行可靠性評估
13.5.1運行可靠性短期評估
13.5.2條件相依的運行可靠性評估
第14章電力系統可靠性統計評價
14.1概述
14.2發電設備可靠性統計評價
14.3輸變電設施可靠性統計評價
14.4用戶供電可靠性統計評價
14.5直流輸電系統可靠性統計評價
附錄AIEEERTS測試系統數據
A.1系統概況
A.2負荷模型
A.3發電系統
A.4輸電系統
A.5其他數據
附錄BTHRTS2000測試系統數據
附錄C部分習題答案
參考文獻

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