基于马尔可夫理论的电力系统可靠性评估

摘要

随着电力市场的发展，电力供应的稳定性成为了人们日益关注的问题。为了确保电力系统安全稳定运行，电力系统的可靠性评估受到了极大的重视。电力系统是由发电机、变压器、输电线路及电力用户等元件组成。因此，可以先通过分析各电力元件可靠性，然后再分析系统可靠性。而采用马尔可夫方法能够方便有效的评估电力元件及系统的可靠性，本文选取输电线路及典型辐射型配电系统为例进行说明。
　　输电线路是输电系统的核心命脉，它的主要职能是传输电能。由于输电线路长期暴露在野外，分布广泛，常面临各种复杂地理环境和气候环境的影响，运行中经常受到冰雪、雷击、污秽漂尘、鸟害、大风、大雾、大雨、外力破坏等因素的干扰和影响，随时可能引起线路故障，甚至导致大面积停电。而配电系统处于电力系统的末端，将电源与用户直接连接起来，向用户供应及分配电能。作为直接与用户相连的部分，配电系统直接影响着用户正常供电，其在安全、可靠以及经济供电方面发挥着重要作用。按照各种统计资料的显示，因配电系统而引发的故障大概占到用户停电事故总数的80％。因此，需要建立一个简单而有效的方法来评估输电线路、配电系统的可靠性。
　　本文研究并提出了基于马尔可夫理论的输电线路、配电系统可靠性的数学模型。首先应考虑评估对象（输电线路、配电系统）在运行中可能处于的状态，即包括完好状态、有缺陷运行状态及故障状态。根据输电线路或配电系统所处状态建立相应的马尔可夫模型，而状态之间的转移率可以通过历史运行数据的平均值及等值原理求得，然后利用状态转移矩阵和输电线路或配电系统当前运行状态，解析获取输电线路或配电系统处于各种状态的概率及其它可靠性指标，最后以输电线路及典型辐射型配电系统为例，说明了该方法的实用性。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．1．1 研究的背景

1．1．2 研究的意义

1．2 电力系统可靠性研究概况

1．3 输电线路及配电系统的可靠性研究现状

1．3．1 输电线路可靠性研究现状

1．3．2 配电系统可靠性研究现状

1．4 本文的主要工作

第二章 电力系统的可靠性评估方法

2．1 引言

2．1．1 元件可靠性的概念

2．1．2 故障率及修复率

2．1．3 平均寿命

2．1．4 系统可靠性

2．2 电力系统可靠性评估方法

2．2．1 网络分析法

2．2．2 故障树分析法

2．2．3 蒙特卡洛模拟法

2．2．4 马尔可夫分析法

2．3 马尔可夫随机过程

2．3．1 马尔可夫过程的概念

2．3．2 离散参数的马尔可夫链

2．3．3 马尔可夫过程的适用性

2．4 本章小结

第三章 基于马尔可夫模型的输电线路可靠性评估

3．1 引言

3．2 输电线路可靠性模型的建立

3．2．1 输电线路两状态及三状态模型

3．2．2 输电线路使用状态的划分

3．2．3 马尔可夫转移矩阵方程的建立

3．2．4 运用频率和持续时间法求可靠性指标

3．3 实例分析

3．3．1 输电线路运行数据统计

3．3．2 线路故障率及修复率的统计

3．3．3 输电线路可靠性指标的计算

3．4 本章小结

第四章 基于马尔可夫模型的配电系统可靠性评估

4．1 引言

4．2 配电系统可靠性模型的建立

4．2．1 系统可靠性评估原理

4．2．2 配电系统辐射型网络等值

4．2．3 配电系统马尔可夫模型的建立

4．2．4 配电系统转移矩阵方程的建立

4．3 实例分析

4．3．1 各元件运行数据统计

4．3．2 系统故障率及维修率的计算

4．3．3 配电系统可靠性指标的计算

4．3 小结

第五章 结论与展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文

声明

致谢