發(fā)布時間：2017-07-15 18:19

  本文關(guān)鍵詞：基于威布爾分布模擬法的高壓直流輸電系統(tǒng)可靠性分析

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【摘要】：伴隨著電網(wǎng)的發(fā)展壯大以及電力負(fù)荷的增多,高壓直流輸電在高電壓、大容量、長距離輸電中的優(yōu)勢日益凸顯。由于這些工程的復(fù)雜性和特殊性,提高高壓直流輸電技術(shù)的可靠性就顯得尤為重要。高壓直流輸電可靠性一直是可靠性研究的重要課題,本文在前人研究成果的基礎(chǔ)上,將威布爾分布函數(shù)應(yīng)用于高壓直流輸電系統(tǒng)可靠性研究中,建立各子系統(tǒng)故障率浴盆曲線及威布爾分布可靠度函數(shù),采用序貫蒙特卡洛模擬法對高壓直流輸電系統(tǒng)可靠性進(jìn)行評估。本文主要完成了以下方面的工作：首先,本文研究了高壓直流輸電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式,根據(jù)高壓直流輸電系統(tǒng)通用系統(tǒng)劃分原則對高壓直流輸電系統(tǒng)進(jìn)行子系統(tǒng)劃分；建立系統(tǒng)可靠性評估指標(biāo)體系,首先明確系統(tǒng)元件可靠性參數(shù),在系統(tǒng)元件可靠性參數(shù)的基礎(chǔ)上建立直流系統(tǒng)可靠性評估指標(biāo)。其次,介紹了馬爾科夫數(shù)學(xué)原理以及狀態(tài)空間圖的建立方法和狀態(tài)轉(zhuǎn)移率的計算過程。根據(jù)對高壓直流輸電系統(tǒng)子系統(tǒng)的劃分,分別建立各子系統(tǒng)的狀態(tài)空間圖和等效模型。通過對各子系統(tǒng)等效模型進(jìn)行組合,建立整個高壓直流輸電系統(tǒng)狀態(tài)空間圖和等效模型。在伊爾河工程運(yùn)行統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)建立的高壓直流輸電系統(tǒng)狀態(tài)空間圖和等效模型,對伊爾河工程進(jìn)行可靠性評估,獲得可靠性評估指標(biāo)。再次,本文將威布爾分布函數(shù)引入蒙特卡洛模擬法可靠性評估模型中來。介紹了三參數(shù)威布爾函數(shù)的概率密度函數(shù)和故障率函數(shù)并分析了三個參數(shù)對威布爾分布圖形的影響。詳細(xì)介紹了威布爾函數(shù)參數(shù)估計方法：圖像法、最小二乘法和極大似然估計法。序貫蒙特卡洛模擬法通常有兩種采樣方法一元件狀態(tài)持續(xù)時間采樣法和等間隔時間采樣法。在給出了兩種采樣方法流程圖的基礎(chǔ)上對這兩種方法進(jìn)行了比較分析。最后,結(jié)合伊爾河工程統(tǒng)計數(shù)據(jù),采用本文提出的基于改進(jìn)的威布爾分布函數(shù)的蒙特卡洛模擬法對工程可靠性進(jìn)行評估。根據(jù)前文中給出的高壓直流輸電系統(tǒng)子系統(tǒng)劃分原則,分別建立伊爾河工程各子系統(tǒng)故障率浴盆曲線模型�？紤]到子系統(tǒng)修復(fù)時間相對固定,建立基于指數(shù)分布的子系統(tǒng)修復(fù)率模型。結(jié)合建立的子系統(tǒng)故障率和修復(fù)率模型,在MATLAB中編程獲得子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)抽樣數(shù)據(jù)；對子系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行組合模擬伊爾河直流工程系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)并計算可靠性指標(biāo)。將計算結(jié)果與基于指數(shù)分布的蒙特卡洛模擬法計算結(jié)果以及伊爾河工程運(yùn)行統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。通過比較發(fā)現(xiàn)本文所建立的模型具有可行性,能夠綜合評估直流輸電系統(tǒng)全運(yùn)行周期內(nèi)的可靠性指標(biāo),與指數(shù)分布模型相比,涵蓋的數(shù)據(jù)更加全面,可以為直流工程運(yùn)行和檢修提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：威布爾分布 蒙特卡洛模擬法 高壓直流輸電可靠性 浴盆曲線
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM721.1;TM732
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 電力系統(tǒng)可靠性研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 高壓直流輸電系統(tǒng)可靠性研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 可靠性原始參數(shù)獲取及計算模型13-14
• 1.3.2 可靠性評估方法14-15
• 1.4 威布爾分布在可靠性評估中研究現(xiàn)狀15-18
• 1.5 本文主要工作18-20
• 第2章 高壓直流輸電系統(tǒng)可靠性研究20-28
• 2.1 高壓直流輸電系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)20
• 2.2 直流輸電系統(tǒng)接線和運(yùn)行方式20-23
• 2.3 直流系統(tǒng)子系統(tǒng)的劃分方法23-24
• 2.4 直流系統(tǒng)可靠性評估指標(biāo)24-26
• 2.4.1 元件的主要可靠性參數(shù)24-25
• 2.4.2 系統(tǒng)可靠性評估的主要指標(biāo)25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-28
• 第3章 頻率與持續(xù)時間法28-42
• 3.1 可靠性評估模型的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)28-31
• 3.1.1 馬爾科夫過程介紹28-29
• 3.1.2 馬爾科夫過程頻率和轉(zhuǎn)移頻率29-30
• 3.1.3 馬爾科夫狀態(tài)空間圖30-31
• 3.2 直流系統(tǒng)馬爾科夫狀態(tài)空間圖31-37
• 3.2.1 子系統(tǒng)狀態(tài)空間圖及等效模型32-35
• 3.2.2 等效模型的組合35-37
• 3.3 算例37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-42
• 第4章 威布爾分布與序貫蒙特卡洛模擬法42-60
• 4.1 威布爾分布42-46
• 4.1.1 威布爾函數(shù)形狀參數(shù)44-45
• 4.1.2 威布爾函數(shù)尺度參數(shù)45-46
• 4.1.3 威布爾函數(shù)位置參數(shù)46
• 4.2 威布爾參數(shù)的估計方法46-51
• 4.2.1 威布爾分布的圖形估計47-48
• 4.2.2 最小二乘法48-49
• 4.2.3 極大似然估計49-51
• 4.3 蒙特卡洛模擬法51-58
• 4.3.1 蒙特卡洛仿真模型52-53
• 4.3.2 元件狀態(tài)持續(xù)時間采樣法53-55
• 4.3.3 等時間間隔采樣法55-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第5章 伊爾河直流工程可靠性評估60-70
• 5.1 伊爾河直流工程簡介60
• 5.2 子系統(tǒng)威布爾分布建模及仿真60-66
• 5.2.1 子系統(tǒng)威布爾分布建模61-65
• 5.2.2 序貫蒙特卡洛抽樣過程65-66
• 5.3 仿真結(jié)果及分析66-68
• 5.4 小結(jié)68-70
• 第6章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 本文總結(jié)70-71
• 6.2 展望71-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 致謝78-79
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表79

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