Система электроснабжения

Переход от абстрактных объектов к анализу систем электроснабжения расширяет круг показателей надежности, форма и содержание которых определяются решаемыми задачами и используемыми критериями эффективности. Однако, как правило, все они могут быть сформированы на основе рассмотренных выше общих показателей с дополнением специфики систем электроснабжения. Исключение могут составить лишь три наиболее часто используемых показателя бесперебойности электроснабжения: дефицит мощности, недоотпуск электроэнергии и ущерб.

Оценка дефицита мощности и недоотпуска электроэнергии. Рассмотрим сначала случай, когда время восстановления электроснабжения меньше суток. Пусть известен суточный график нагрузки потребителя (рис. 3.4).

Если отказ произошел в момент , а восстановление длилось , то возникает дефицит D (t):

(3.42)

где - резервирующая (или сохраненная) мощность.

D (t)

Рис. 3.4.

Недоотпуск электроэнергии определится как

(3.43)

при

Поскольку момент возникновения отказа и время восстановления - случайные величины, значения дефицита мощности D (t) и недоотпуска электроэнергии DЭ за период наблюдения на интервале от 0 до Т также являются случайными величинами.

Если средняя частота отказов за этот же период составляет w, то средний недоотпуск электроэнергии определится как

, (3.44)

где - среднее значение недоотпуска, причем

, (3.45)

а – случайная величина недоотпуска электроэнергии при единичном отказе.

На основе недоотпуска электроэнергии можно ввести еще один показатель – относительное удовлетворение потребителя электроэнергией

, (3.46)

где – суммарная требуемая потребителями электроэнергия за период от 0 до Т.

Аналогичные определения дефицита мощности и недоотпуска электроэнергии можно произвести и при рассмотрении недельного, месячного, сезонного или годового графика нагрузки.

Оценка ущерба от ненадежности. Этот параметр является наиболее комплексным показателем надежности электроснабжения. Он характеризует интегрально все свойства объекта, включая режим его загрузки и значимость потребителя электроэнергии. Обычно важность каждого потребителя характеризуется величиной удельного ущерба, возникающего при ограничении (отключении) его в мощности и электроэнергии, который в общем случае можно представить в виде двух составляющих: ущерб из-за внезапного отключения мощности (, руб./кВт) и из-за недоотпуска электроэнергии (, руб./кВт×ч). С учетом этого возникающий ущерб определяется как

, (4.46)

(3.47)

где на интервале от 0 до Т; – случайная величина дефицита мощности.

Следует отметить, что выбирая показатели надежности для практического использования, необходимо иметь виду некоторые простые и достаточно очевидные рекомендации:

· общее число показателей надежности должно быть по возможности минимальным;

· следует избегать сложных комплексных показателей;

· выбранные показатели надежности должны иметь простой физический смысл;

· выбранные показатели надежности должны допускать возможность проведения подтверждающих (поверочных) оценок на этапе проектирования (с помощью аналитических расчетов, имитационного моделирования и т.п.) и опытной оценки при проведении специальных испытаний или по результатам эксплуатации;

· выбранные показатели должны позволять включать их в критерии эффективности, по которым принимаются решения об уровне надежности, допускать задание норм надежности в количественной форме.

Примеры

3.4.1. Коэффициент готовности объекта составляет 0,95, времена до отказа и восстановления распределены по экспоненциальным законам. Среднее время восстановления объекта 48 ч. Определить вероятность того, что объект проработает без отказа в течение: а) месяца, б) полугода, в) года (до текущего ремонта), г) четырех лет (до капитального ремонта).

Решение. Согласно (3.35)