Helion


Szczegóły ebooka

Bezpieczeństwo elektroenergetyczne i niezawodność zasilania energią elektryczną

Bezpieczeństwo elektroenergetyczne i niezawodność zasilania energią elektryczną


Autorzy niniejszego podręcznika stawiają sobie za cel przedstawienie zagadnień bezpieczeństwa elektroenergetycznego, niezawodności zasilania energią elektryczną oraz niezawodności systemów elektroenergetycznych i ich zasadniczych podsystemów, w możliwie najbardziej współczesnym kształcie.
W rozdziale 1 podjęto próbę usystematyzowania pojęć z zakresu bezpieczeństwa elektroenergetycznego, jakości i niezawodności dostawy energii elektrycznej, traktowanych w warunkach rynkowych łącznie. Rozdział 2 jest poświęcony podstawowym zagadnieniom niezawodności systemów i ich elementów, strukturom i modelom niezawodnościowym. W rozdziale 3 przedstawiono metody analizy i oceny (obliczeń) niezawodności systemów i ich porównanie. W rozdziałach 4 i 5 zaprezentowano modele i komputerowe narzędzia obliczeniowe niezawodności podsystemu wytwórczego i elektroenergetycznych systemów przesyłu i rozdziału energii elektrycznej, a w rozdziale 6 także zagadnienia niezawodności stacji elektroenergetycznych – i w rezultacie – niezawodności zasilania odbiorców. Rozdział 7 dotyczy danych do obliczeń niezawodnościowych, omówiono w nim gromadzenie i obróbkę danych statystycznych o niezawodności urządzeń elektroenergetycznych, a w drugiej części zaprezentowano systemy testowe do analizy i oceny niezawodności – RTS, oraz mały uproszczony system, przeznaczony do celów edukacyjnych. Wreszcie ostatni 8 rozdział dotyczy wartościowania i optymalizacji bezpieczeństwa elektroenergetycznego i niezawodności zasilania energią elektryczną, co wymagało uwzględnienia aspektów ekonomicznych.

Przedmowa 7

1. Zagadnienia wstępne 9

1.1. Systematyka pojęć z zakresu bezpieczeństwa elektroenergetycznego i niezawodności zasilania 9

1.1.1. Bezpieczeństwo energetyczne i przesłanki jego stanu 9

1.1.2. Niezawodność systemu elektroenergetycznego 12

1.1.3. Jakość dostawy energii elektrycznej (jakość zasilania) a niezawodność zasilania 15

1.1.4. Niezawodność zasilania energią elektryczną i jej miejsce w problematyce nie­zawodności systemu elektroenergetycznego 17

1.2. Analiza i ocena niezawodności systemu elektroenergetycznego 17

1.2.1. Wprowadzenie 17

1.2.2. Wskaźniki niezawodności systemu elektroenergetycznego 18

1.2.3. Praktyka analizy i oceny niezawodności systemu elektroenergetycznego 23

1.3. Standardy bezpieczeństwa elektroenergetycznego i niezawodności zasilania 30

2. Niezawodność elementów i systemów 39

2.1. Pojęcia podstawowe 39

2.2. Elementy i ich modele niezawodnościowe 40

2.3. Rozkłady zmiennych losowych stosowane w modelach niezawodnościowych ele­mentów i systemów 48

2.3.1. Probabilistyczne rozkłady czasu do uszkodzenia przy impulsowym działaniu narażenia 48

2.3.2. Probabilistyczne rozkłady czasu do uszkodzenia przy kumulacyjnym działaniu narażeń 53

2.4. Procesy losowe i strumienie zdarzeń jako modele niezawodnościowe elementów i sys­temów 57

2.5. Struktury niezawodnościowe systemów 68

2.6. Wykorzystanie liczb rozmytych w modelach niezawodności elementów i systemów 74

2.6.1. Wprowadzenie do zbiorów i liczb rozmytych 74

2.6.2. Klasyfikacja zagadnień i przykłady wykorzystania liczb rozmytych w mode­lach niezawodnościowych 75

2.7. Ogólne zasady budowy modelu niezawodnościowego 78

2.8. Model procesu eksploatacji systemu jako podstawa modelu niezawodnościowego 79

3. Metody obliczeń niezawodności systemów 82

3.1. Wprowadzenie 82

3.2. Podział metod obliczeniowych 82

3.3. Metody analityczne 83

3.4. Metody symulacyjne 93

3.5. Porównanie metod obliczeniowych: procesów Markowa oraz minimalnych ścieżek i przekrojów 97

4.   Niezawodność wytwarzania energii elektrycznej w systemie elektroenergetycznym 101

4.1. Niezawodność wytwarzania i jej parametry 101

4.2. Modele niezawodnościowe jednostek wytwórczych energii elektrycznej 107

4.3. Wyznaczanie dystrybuanty mocy dyspozycyjnej systemu i wskaźników niezawodno­ści wytwarzania 111

4.4. Algorytm i program obliczeniowy ONW (Ocena Niezawodności Wytwarzania) 121

4.5. Modelowanie niezawodności jednostek wytwórczych z ograniczeniami generacyjnymi 124

5.   Niezawodność elektroenergetycznych systemów sieciowych (przesyłowego i rozdziel­czych) 130

5.1. Podstawowe definicje 130

5.2. Obowiązki podmiotów organizacyjnych elektroenergetyki prowadzących „biznes sie­ciowy” 136

5.3. Struktura, zadania i parametry niezawodnościowe elektroenergetycznych systemów sieciowych 139

5.4. Metody obliczeniowe i narzędzia komputerowe do prognozowania niezawodności systemów przesyłowych i rozdzielczych 145

5.4.1. Ogólna charakterystyka metod obliczeniowych i programów komputerowych145

5.4.2. Metodyka i program NIEZ 149

5.4.3. Metodyka i program TRELSS 160

6.   Niezawodność zasilania odbiorców w energię elektryczną 174

6.1. Niezawodność stacji elektroenergetycznych 174

6.2. Niezawodność zasilania odbiorców 181

7. Dane i systemy testowe do obliczeń niezawodnościowych 189

7.1. Zbieranie i obróbka informacji statystycznej o niezawodności obiektów elektroener­getycznych 189

7.2. Dane niezbędne do obliczeń i dane niezawodnościowe elementów systemu elektro­energetycznego 191

7.3. Systemy testowe IEEE: RTS-79/86 i RTS-96 204

7.4. System edukacyjny RBTS 225

8. Zagadnienia optymalizacji niezawodności systemu elektroenergetycznego, bezpie­czeństwa elektroenergetycznego i niezawodności zasilania energią elektryczną 229

8.1. Ogólne sformułowanie problemu optymalizacji poziomu bezpieczeństwa elektroener­getycznego i/lub niezawodności 229

8.2. Optymalna niezawodność systemu elektroenergetycznego 232

8.3. Koszty zawodności i ich wyznaczanie 236

Bibliografia 250