【摘要】：隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展以及能源需求的日益增加,核電由于運行成本低、產(chǎn)生溫室效應(yīng)小等優(yōu)點,在發(fā)電系統(tǒng)中所占比重逐漸提高。核電機組并入電網(wǎng)運行時,二者之間將有較為嚴重的交互作用。:頻率和電壓是電網(wǎng)影響核電機組運行狀態(tài)的主要方式。由于核電機組容量較大、核能安全性高、核島對電網(wǎng)擾動敏感,核電機組的正常運行與否將直接影響電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性,因此,對核電機組的可靠性進行評估具有重要意義。然而,傳統(tǒng)的核電機組停運概率模型僅是基于歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)給出其平均停運概率,沒有充分考慮電網(wǎng)運行參數(shù)變化對核電機組發(fā)生停運的影響。同時,在運行的核電機組數(shù)量遠小于常規(guī)火電機組,且由于保密等原因,核電機組缺乏甚至沒有停運統(tǒng)計數(shù)據(jù),在小樣本情況下以大數(shù)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典電力設(shè)備可靠性評估方法不再適用。因此,研究一種既可計及電網(wǎng)運行參數(shù)變化同時考慮停運樣本有限性的核電機組可靠性評估方法十分迫切。本文首先介紹了精確概率和非精確概率(Imprecise Probability，IP)理論,強調(diào)非精確概率是描述小樣本事件的有效方法,通過區(qū)間概率代替精確的單值概率,以應(yīng)對因樣本不足導(dǎo)致的電力設(shè)備故障、停運概率的不確定性。隨后介紹基于非精確狄利克雷模型(Imprecise Dirichlet Model，IDM)的概率估計方法,經(jīng)典的電力設(shè)備可靠性模型,并通過IDM估計含核電網(wǎng)中架空輸電線路、變壓器和發(fā)電機的非精確故障概率。當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)擾動或設(shè)備發(fā)生故障時,電網(wǎng)的頻率和電壓發(fā)生變化,可能造成核電機組切機停運。對此,本文提出一種計及電網(wǎng)運行參數(shù)的核電機組非精確停運概率模型。模型依據(jù)核電機組的頻率、電壓保護特性,分別得到與頻率和機端電壓相關(guān)的核電機組停運概率的變化曲線,通過N-1故障場景模擬的方式,計及電網(wǎng)設(shè)備故障的非精確概率及其導(dǎo)致機組停運的概率,疊加機組故障致其停運的概率,估計得到核電機組的非精確停運概率。本文方法綜合考慮了電網(wǎng)運行參數(shù)變化、機組元件老化、制造缺陷等多種致核電機組停運的因素,同時停運概率的區(qū)間形式可以有效地應(yīng)對核電機組停運樣本不足的情況,為解決停運樣本缺乏情況下的電力設(shè)備可靠性評估問題提供了新思路。為驗證本文方法的有效性和實用性,本文分別對改進的IEEE 9節(jié)點系統(tǒng)和我國某省實際500kV電網(wǎng)進行算例分析,通過依次仿真架空輸電線路、變壓器和發(fā)電機的N-1故障,分析各故障場景對核電機組運行狀態(tài)的影響,綜合考慮多種致核電機組停運的內(nèi)外部因素,最終估計得到更加保守且合理的核電機組非精確停運概率參數(shù)。
【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】：2019
【分類號】：TM623;TM732
【圖文】：

３．５算例分析逡逑３．５．１改進的ＩＥＥＥ邋９節(jié)點系統(tǒng)逡逑改進的ＩＥＥＥ邋９節(jié)點系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)如圖３－６所示。改進后的系統(tǒng)主要由２臺逡逑常規(guī)火電機組，１臺核電機組（即圖中的Ｎｕ－Ｇｅｎ），３臺雙繞組變壓器，以及６逡逑條架空輸電線路組成。其中母線Ａ、Ｂ、Ｃ均并聯(lián)了無功補償裝置。表３－３、３－４、逡逑３－５分別給出了該系統(tǒng)的節(jié)點參數(shù)、線路參數(shù)以及變壓器參數(shù)。進行本算例計算逡逑和仿真所基于的軟件為電力系統(tǒng)分析軟件工具（ＰＳＤ－ＢＰＡ）。逡逑Ｂｕｓｌ邐ＢｕｓＡ邐Ｂｕｓ２逡逑Ｇｅｎｌ邐Ｔ１邐Ｔ２邐Ｇｅｎ２逡逑？－－ＧＤ邐邐邐邐邐ＧＤ—？逡逑－Ｅｉｎ邐￣逡逑丁逡逑Ｌｉｎｅ６邐Ｌｉｎｅ３邋”逡逑ＢｕｓＢ邋—邐－ｊ－邐邋邐－ｊ－邐—邋ＢｕｓＣ逡逑丁邋Ｌｉｎｅ５邐Ｌｉｎｅ４邋丁逡逑Ｂｕｓ３逡逑目Ｔ３逡逑Ｎｕ－Ｇｅｎ逡逑圖３－６改進的ＩＥＥＥ邋９節(jié)點系統(tǒng)接線圖逡逑Ｆｉｇ．３－６邋Ｉｍｐｒｏｖｅｄ邋ｗｉｒｉｎｇ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＩＥＥＥ邋９－ｎｏｄｅ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑３０逡逑

逡逑以線路Ｌ１為例，０．２ｓ時設(shè)置其第１回線路發(fā)生三相短路，０．３ｓ時繼電保護逡逑動作切除該故障回線。仿真過程中核電機組ＮＧ的頻率偏差變化情況如圖４－２所逡逑示，核電廠ＮＰＰ的母線電壓變化情況如圖４－３所示。逡逑｜邋—邋ＮＧ邋２４邋０￣｜逡逑｜邐｜邐！邐ｊ邐ｆ逡逑：：逡逑：！邋１邋Ａ邋ｉ逡逑ｉｉｉ邐ｒｉ邐邐邐ｒ￣邐ｉ邐ｉ逡逑１邐：！邐｜邐ｍ邐！邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑ｒ：丨邋ｉ邋ｉ邋ｒ邋ｉ邋—…ｉ逡逑■0－４＂邋；邋？？－？邋？ｆ邐ｔ邐ｔ——？“－ｔ——；？逡逑：！逡逑0ｅ：ｊ邋Ｖ逡逑０６邋ｎ—１邋１邋■邋■邋ｉ邋１一■■■！■■邋＇邋ｉ邋ｉ邋ｉ邋■邋■邋■邋￣■邋ｉ邋ｉ邋■邋■邋■邋ｉ逡逑０邐２邐４邐６邐８邐１０逡逑Ｔｍｅ（ｓｅｃ．）逡逑圖４－２邋Ｌｌ（ｌ）三相短路后核電機組ＮＧ頻率偏差變化曲線逡逑Ｆｉｇ．４－２邋Ｖａｒｉａｔｉｏｎ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邋ｄｅｖｉａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＮＧ邋ａｆｔｅｒ邋ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ邋ｓｈｏｒｔ邋ｃｉｒｃｕｉｔ邋ｏｆ逡逑Ｌｌ（ｌ）逡逑｜邋—邋ＮＰＰ邋５２５．０邋｜逡逑１２邋ＪＴＺ－逡逑？邋５邐５邐！邐＞邐Ｉ邐ｉ逡逑！邐！邐Ｓ邐ｉ邐ｌ逡逑１邐＾，Ｌ邋，Ｌ邐ＬＬＪｊ逡逑／逡逑：ｌ邋／邐ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑０８＿」．Ｊ邋—邐ｉ逡逑ｆ邐：！邐ｉ邐！邐！邐Ｉ邐ｉ逡逑二，．：；逡逑＇邋：ｊ？？？？．．＂＂’．？？？？？？＿．邋邐：邐邐邐’？？？？？．．…１．．一１逡逑－－１邐｜邐丨邐丨邐Ｉ逡逑

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本文編號：2737005