ITEM ToolKit软件在电力系统可靠性分析中的应用

ITEM ToolKit软件在电力系统可靠性分析中的应用

一、ITEM ToolKit软件在电力系统可靠性分析中的应用(论文文献综述)

王盛[1](2021)在《考虑需求侧灵活性的综合能源系统可靠性评估研究》文中指出在全球能源利用向着清洁低碳、安全高效转型的大背景下,构建由电力、天然气、冷、热等多种能源形式在生产、传输、消费等环节互补协调利用的综合能源系统具有重大意义,有助于降低能源利用成本,提升能源利用效率,助力中国早日实现“碳达峰”、“碳中和”的蓝图。但同时,综合能源系统在运行层面有着与传统电力系统截然不同的独特的性质。一方面,在传输侧,相较于多由代数方程组描述的电力系统潮流,天然气等能源在管网系统中的流动由偏微分代数方程组描述,其时间常数较大,在运行时段的动态过程不可忽略。另一方面,在需求侧,相较于传统电力系统中单一的电负荷需求,综合能源系统中部分用户同时拥有电、冷、热等多种负荷需求。因此,其能够更为灵活、互补地调整对多种能源的利用策略。这为综合能源系统的灵活、经济运行带来机遇的同时,也为保障其可靠性带来了挑战。然而,目前对于综合能源系统的可靠性的研究开展较少,并且多集中于中长期可靠性评估,缺乏考虑天然气等能源形式在传输侧的动态特性以及用户在需求侧的灵活性对于综合能源系统在较短的运行时间尺度上的可靠性的影响。基于以上背景,本文精准刻画并充分挖掘综合能源系统在传输侧的动态特性和需求侧的灵活性,并在运行时间尺度内开展可靠性评估理论研究,望能够为综合能源系统的优化协调运行提供安全、可靠的保障。研究内容具体包括:(1)提出了考虑多能互补特性的电力天然气联合系统可靠性评估技术。基于可靠性网络等效法,建立了气源、燃气机组、非燃气机组、电转气设施等元件的稳态可靠性模型,并基于电力天然气联合优化潮流技术进行元件失效下的系统紧急状态管理,最后建立了节点可靠性评估方法。该方法能够有效分析在考虑电力系统和天然气系统之间的能量双向流动,以及用户对于电力和天然气能源互补利用的条件下,节点的可靠性分布情况,为接下来章节的研究奠定了基础。(2)提出了考虑天然气潮流动态特性的电力天然气联合系统运行可靠性评估技术。在研究内容(1)的基础上着眼于运行时间尺度,进一步考虑元件的状态转移和时变的状态概率,以及天然气传输系统的动态特性。通过内置数值差分技术的时序蒙特卡洛法,结合多种计算时间缩减技术,建立了运行可靠性的评估方法。相较于以往研究中的稳态可靠性评估方法,该方法更能贴近系统的实际运行情况。(3)提出了考虑灵活自调度的综合能源用户运行可靠性评估技术。在研究内容(1)的多能互补模型的基础上,进一步通过基于服务的优化自调度策略挖掘需求侧的灵活性。通过所提出的扩展的用户损失函数和备用系统的投切失效模型,建立自调度过程中的经济性和可靠性模型,最终进行运行可靠性评估。该章节提供的方法能够帮助综合能源用户在变动的能源供应的情况下,优化自身的运行策略,提高运行可靠性。(4)提出了考虑传输侧动态特性与需求侧灵活性的综合能源系统协调优化运行技术。在研究内容(2)和研究内容(3)所建立的传输侧动态特性和需求侧灵活性模型的基础上,基于Mc Cormick envelope和二阶锥松弛进行凸化并形成综合能源系统的协调优化控制模型,最终通过基于Lift-and-project割平面法和改进流程的Benders分解法求解。该方法能够充分利用天然气传输系统的动态特性和综合能源用户的灵活性,扩大运行可行域,为电力系统可靠运行提供支撑。(5)研究了考虑传输侧动态特性与需求侧灵活性的综合能源系统运行可靠性权衡问题。基于研究内容(4)的研究结论,建立能够应对未来风险的综合能源系统紧急状态协同管理技术,并分析了不同运行策略倾向下电力系统和天然气系统之间以及不同运行时段之间的可靠性权衡关系。此研究可以从运行可靠性角度分析,如何协调调度时刻的经济性和对未来运行时刻不确定性风险的应对能力,以及如何协调天然气系统给电力系统开放备用支撑和天然气系统自身运行风险之间的权衡关系,为未来综合能源系统协同运行提供支撑。

孙立军[2](2021)在《基于电热耦合理论的牵引网潮流计算及动态增容研究》文中认为随着我国高速铁路的快速发展,铁路牵引负荷越来越大,人们对牵引供电系统的可靠性和供电能力的要求越来越高。近年来,我国已有多起关于牵引网供电能力不足、牵引网导线温度过高、机车端电压过低等方面问题的报道。明确牵引网供电能力和潮流分布情况才能合理的进行牵引供电系统设计、负荷调度及运营维护,充分发挥牵引网的传输能力,使牵引供电系统安全高效运行。牵引网导线温度受电流以及地理气候因素影响,而导线电阻参数与导线温度有关,所以在实际运行过程中牵引网导线的电阻参数是变化的。现有的牵引网潮流计算多注重模型的建立和算法的研究,没有考虑牵引网导线电阻参数的变化,影响潮流计算结果的准确性。不同的地理气候条件牵引网导线达到最大允许温度时对应的载流量是不同的。牵引网导线的额定载流量是在特定的气象条件下计算的,这种特定的气象条件出现的概率非常低。牵引网沿线长、跨度大,不同地点、季节以及时间的气候参数是不同的。所以,可根据牵引网所处位置的实时气象条件动态计算牵引网的载流量,实现动态增容的目的。本文基于导线电热耦合理论,提出了牵引网潮流计算及动态增容方法。主要研究工作如下:(1)牵引网导线的电热耦合理论。导线电热耦合理论框架是本文研究的基础。首先分析了牵引网导线的热平衡方程;其次分析了热平衡方程的影响因素;再次分析了拉萨、兰州和南京地区地理气候特点,总结出对电热耦合影响较大的地理和气候因素的取值和变化范围,作为本论文的气候参数取值的基础数据;最后以算例的形式分析了牵引网接触线电阻随电流及地理气候条件的变化关系。研究结果表明:影响导线温度及电阻的地理气候参数有环境温度、风速、风向角、光照强度、空气密度、海拔等。(2)考虑电热耦合影响的牵引网潮流计算。为了使牵引网潮流计算结果更准确和符合实际,将电热耦合理论引入牵引网的潮流计算,提出了考虑电热耦合影响的潮流计算方法。首先分析牵引网的供电方式,建立了牵引网统一潮流计算模型;其次提出了考虑电热耦合影响的潮流计算方法和实现流程;最后以拉萨和南京四季气候条件为例,对比分析了不同地理气候条件下牵引网潮流计算结果。研究结果表明:牵引网导线电阻参数的变化对牵引网潮流计算结果影响很大,在潮流计算过程中应考虑导线电阻参数的变化。(3)牵引网载流量计算及动态增容。导线载流量是导线选型和负荷调度过程中主要考虑的因素,而载流量受牵引网所处的地理气候因素影响。首先分析了考虑地理气候因素影响的单根导线载流量及牵引网综合载流量计算方法;其次提出了导线匹配和动态增容方法;最后以算例的形式说明了牵引网载流量计算及动态增容的效果。研究结果表明:不同地理气候条件对导线载流量影响很大;通过导线容量利用率可判断所选择导线的匹配程度;利用动态增容技术可以大幅提高牵引网载流能力。该研究成果对牵引网导线选型、负荷调度具有一定的借鉴意义。(4)牵引网导线载流量预测。实际牵引负荷调度过程中,往往需要提前进行规划,根据现有数据预测未来一段时间内牵引网导线的载流量对牵引负荷调度来说具有重要意义。本文采用改进GM(1,1)模型进行牵引网导线载流量预测。首先分析了GM(1,1)模型及其改进方法;其次提出了集多重改进于一体的载流量预测方法及其实现流程;最后以算例的形式说明了载流量预测方法的有效性。研究结果表明:采用本文提出的改进GM(1,1)模型的载流量预测结果与实际载流量偏差小,可作为牵引负荷调度提前规划的理论依据。(5)考虑增容影响的牵引供电继电保护系统可靠性分析。牵引网动态增容是在导线温度不超过最大允许温度的前提下动态提高牵引网的额定载流量,但是动态增容对继电保护系统是否造成影响需要进行研究。首先分析了牵引供电继电保护系统的配置以及增容对继电保护可能造成的影响;其次建立了牵引供电继电保护系统可靠性分析模型;最后提出了基于模糊层次分析法的继电保护可靠性评分计算方法及其实现流程,并对可靠性评分等级进行了划分。研究结果表明:该评价方法能够对各继电保护进行评分和可靠性等级评定,对评分等级达到“中”级及以下的继电保护装置给予重点关注,为铁路运维人员提供参考。本文在导线电热耦合理论框架基础上,形成了包括考虑电热耦合影响的潮流计算、动态增容、载流量预测以及考虑增容对继电保护系统可靠性分析的理论体系。在系统安全可靠的前提下,切实提高了牵引网导线的容量利用率,可以带来明显的经济效益和社会效益。

赵雨梦[3](2021)在《考虑信息系统和分布式发电影响的配电网信息物理系统可靠性评估》文中研究指明随着物联网技术的发展和用户对配电网自动化要求提高,信息技术越来越多地应用于电力行业,形成信息系统与电力物理网的高度融合,电力物理网逐渐融入信息系统的特征,配电网信息物理系统(Cyber-physical Systems,CPS),即配电网CPS应运而生。因为其安全、稳定的特性,配电网CPS技术方兴未艾,但是由于传统配电网加入了信息系统的控制作用,配电网CPS的可靠性需要重新审视。同时,由于可再生能源的大力发展,分布式电源接入配电网会造成配电网的波动,给配电网CPS带来不稳定因素。本文第二章对影响配电网CPS可靠性的因素进行探讨,并对影响配电网CPS可靠性的主要影响因素展开研究。传统配电网可靠性评估只考虑了配电网自身结构的影响,针对配电网CPS的信息系统对电力物理网的影响,本文应用蒙特卡洛法对配电网可靠性评估进行仿真验证,在第三章中首先对不考虑信息系统影响的配电网CPS进行了可靠性评估,在此基础上加入总线型信息通信系统,将考虑信息系统影响的配电网CPS可靠性评估与未考虑信息系统影响时做对比。接着,改变信息系统的结构,探讨了星型、环型和总线型结构下的配电网CPS可靠性。最后,分别增加主机、控制器、交换机和通信线路的MTTF,对信息系统为总线型的配电网CPS进行可靠性评估,从不同结构、不同信息系统元件MTTF多个角度计算了配电网CPS的可靠性指标,仿真结果显示,当通信系统采用星型结构时,配电网CPS的可靠性明显增加;而一些主机、交换机与通信线路等通信元件的故障率变化对配电网CPS的可靠性影响并不明显,相比之下,主机和控制器的故障率变化则会引起配电网CPS可靠性的较大变化,而控制器影响最为明显,因此,在设计通信系统时,要重点关注控制器的故障率。当分布式电源并网后,由于风电出力的不确定性,因而配电网的运行调度方式都要发生调整,并且电网会带有波动性,本文在考虑风电出力概率模型的基础上,在RBTS F4配电系统中加入两台风机,对只考虑信息系统影响的配电网CPS可靠性评估指标,和信息系统完全可靠,只考虑分布式发电(Distributed generation,DG)接入影响的配电网CPS可靠性评估指标进行计算。同时,考虑风机接入容量不同也会给配电网CPS可靠性造成影响,因此,计算不同风机接入容量的配电网CPS可靠性指标,仿真结果表明,在一定范围内,增大风机容量可明显提高配电网CPS的可靠性,但当风机容量不断增大,对系统可靠性的改善却趋于饱和。

龙立[4](2021)在《城市供水管网抗震可靠性分析方法及系统开发研究》文中提出供水管网系统作为生命线工程的重要组成之一,是维系社会生产生活和城市正常运行的命脉,地震发生后,更是承担着保障灾区医疗用水、消防用水及灾民生活用水的艰巨任务。近年来,随着城市抗震韧性评估进程的不断推进,针对供水管网系统震害风险预测与可靠性评估的研究获得了广泛关注,并取得了大量研究成果。然而,我国目前还没有比较系统的、适用于不同规模的供水管网震害预测与抗震可靠性分析的理论方法及软件平台。本文从管道“单元”层面及管网“系统”层面对供水管网抗震可靠性分析方法进行了研究,并研发了抗震可靠性分析插件系统,为供水管网系统震害预测与抗震可靠性分析奠定理论及技术基础。主要研究内容及成果如下:(1)基于土体弹性应变阈值理论,建立了考虑应变区间折减的频率相关等效线性化方法;运用本文方法对各类场地进行了土层地震反应分析,对比了与传统等效线性化方法的差异,解决了传统方法在高频段频响放大倍率比实际偏低的问题;进而研发了集成本文方法的土层地震反应分析系统,实现了场地地震反应的高效、准确分析;运用研发的系统对西安地区开展了场地地震反应分析,建立了该地区综合考虑输入地震动峰值加速度、等效剪切波速和覆盖层厚度的场地效应预测模型;最后,进行了考虑场地效应的确定性地震危险性分析,分析结果与实际震害吻合。(2)提出了综合考虑管道属性、场地条件、腐蚀环境、退化性能、埋深的管道分类方法;基于解析地震易损性分析理论,建立典型球墨铸铁管的概率地震需求模型和概率抗震能力模型,分析得到不同埋深下管道地震易损性曲线;进而结合管道震害率,通过理论推导建立不同管径与不同埋深下典型管道的地震易损性曲线。采用C#编程语言开发了管道地震易损性曲线管理系统,实现了地震易损性曲线的高效录入、存储、对比及可视化展示,最终建立了管道单元地震易损性曲线数据库。(3)基于管道单元地震易损性曲线,提出了管线三态破坏概率计算方法;针对管网抗震连通可靠性分析中蒙特卡罗方法误差收敛较慢的特点,提出了以Sobol低偏差序列抽样的连通可靠性评估的拟蒙特卡洛方法;进而结合GPU技术,提出了基于CUDA的连通可靠性并行算法,显着提高了分析效率及精度。(4)建立了综合考虑管线渗漏、爆管及节点低压供水状态的震损管网水力分析模型,提出了基于拟蒙特卡洛方法的震损管网水力计算方法及抗震功能可靠性分析方法,准确模拟与评估了震损管网水力状态;建立了供水管网水力服务满意度指标和震损管线水力重要度指标,提出了震损管网两阶段修复策略;进而建立了渗漏管网抢修队伍多目标优化调度模型,并结合遗传算法实现模型最优解搜索,合理地给出管线最优修复顺序及抢修队伍最优调度方案。(5)基于软件分层架构思想及插件开发思想,搭建了插件框架平台,进而采用多语言混合编程技术开发了插件式供水管网抗震可靠性分析系统,并对系统开发关键技术、概要设计、框架平台设计等方面进行了阐述。最后,采用插件系统对西安市主城区供水管网开展了初步应用研究,评估结果可为政府及相关部门开展管网加固优化设计、抗震性能化设计、管网韧性评估及抢修应急预案制定等工作提供理论指导。

邱慧[5](2021)在《基于性能水平的能源系统可靠性分析方法研究》文中认为能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质保障,能源系统安全稳定运行关系到国民经济的发展和社会秩序的稳定。随着能源技术的快速发展使得系统在运行过程中呈现出多阶段、多状态的特点。另外,随着新能源产业的发展,由于供能的不稳定出现了供需平衡难度大的问题,经常出现性能不足或性能冗余的现象。首先,为了应对能源供应不足的局面,考虑备份是能源系统抵御供应中断的主要措施。传统能源系统中主要以热备份和冷备份为主,热备份启动时间快但能耗高,而冷备份能耗低但启动时间太长。温备份既能耗低又启动时间快,是介于热备份和冷备份之间的冗余技术,是实际操作中更理想的选择。其次,性能供需不平衡时,储能技术可实现负荷削峰填谷,增加能源系统调峰能力,提高能源系统安全稳定运行。传统能源系统大多研究储能自身技术的更新,未考虑对能源系统可靠性的具体影响。因此,有必要提出基于储能技术的能源系统可靠性分析方法。最后,性能共享机制是解决能源系统中供需不平衡的一种新技术。传统能源系统主要应用在简单的串联系统或串并联系统中,需要提出适合一般拓扑结构的能源系统可靠性分析方法。本文以保障能源系统高效、稳定运行,提高系统可靠性为主要研究目的,以能源系统的性能水平为研究主线,提出基于性能水平的能源系统可靠性分析方法。首先,针对性能不足现象,提出基于温备份的多阶段性能不足能源系统可靠性分析方法;其次,针对性能冗余现象,提出基于储能技术的多阶段性能冗余能源系统可靠性分析方法;最后,针对具体的能源系统—电力系统性能供需不平衡问题,构建基于性能共享的多状态电力系统可靠性模型和发电机组优化配置。主要研究内容如下:(1)分析了基于温备份的多阶段性能不足能源系统可靠性针对具有多阶段任务特性的现代能源系统,当系统产出的性能不能满足系统的性能需求时,为了提高系统可靠性考虑配置温备份元件。提出了基于温备份的多阶段系统故障多值决策图的构造方法,构建了系统可靠性度量模型。最后通过不同算例对该方法进行应用,并将得出的结果与蒙特卡罗模拟仿真法的结果进行比较分析,结果验证了所提出方法的精确性,表明该方法能有效度量基于温备份的多阶段任务下性能不足的能源系统可靠性。(2)分析了基于储能技术的多阶段性能冗余能源系统可靠性在现代能源系统中,性能供给受环境等因素影响具有不稳定性,能源系统除了出现研究内容(1)的性能不足现象外,也可能会出现性能冗余现象。针对多阶段任务下能源系统的性能冗余问题,采用储能技术,提出了基于储能技术的系统故障多值决策图的构造方法,构建系统可靠性度量模型。储能元件把多余的性能存储起来,以便传输相应的性能给后续性能不足的阶段,使得能源系统能够稳定运行,从而提高了能源系统可靠性。最后通过不同算例对该方法进行应用,结果表明所提出的方法能精确分析多阶段任务下性能冗余的能源系统可靠性。(3)构建了基于性能共享的多状态电力系统可靠性模型和发电机组优化配置在研究内容(1)和(2)的基础上,针对一个具体的能源系统—电力系统性能供需不平衡问题,考虑系统中各节点区域性能水平和性能需求为随机变量,提出了一种适用于一般拓扑结构的电力系统可靠性分析方法。构建了基于性能共享机制的多状态电力系统可靠性模型,使得系统各节点区域性能在整个系统网络内能够传输,实现性能共享,从而实现供需平衡。同时,为了进一步提高系统可靠性,保证电力系统能够平稳运行,对系统内各节点区域的发电机组进行了优化配置,使得整个系统性能需求不足达到最小。最后通过不同算例对模型进行应用,结果表明该模型能有效提高多状态电力系统的可靠性。

张宸赓[6](2020)在《基于GPU的电网静态安全分析与灵敏度分析批量计算方法研究》文中认为随着我国电网装机容量、输电网规模的不断增大,全网统一分析使得网络分析和应用计算规模不断增大。同时,故障预想更为全面,对电网实时准确的调度控制能力也提出了更高要求。在线静态安全分析和灵敏度分析对于保证电网稳定运行至关重要,但是传统基于中央处理单元(CPU)的计算方法效率较低且适用性差,无法满足大规模系统的分析需求。图形处理单元(GPU)通过成千的计算单元以及高速内存带宽提高吞吐率,具有超强的浮点计算能力。因此,有必要研究静态安全分析和灵敏度分析的并行计算方法,根据CPU-GPU软硬件架构和编程模型进行加速实现,实现大规模系统快速准确的静态安全分析和灵敏度分析。本文的主要研究成果如下:第一,设计了基于GPU加速的静态安全分析求解计算方法。结合CPU-GPU软硬件架构及编程模型,合理分配计算资源,采用直流潮流法对全网进行故障扫描。根据故障后网络拓扑结构相似的特点,提出了一种基于数据集合的实时N-1故障扫描并行计算策略,并设计了每一个层级的细粒度并行算法。该方法可以批量生成各场景下的线路功率,实现大电网快速实时的静态安全分析。第二,设计了面向GPU加速的灵敏度分析批量计算方法。在CPU-GPU异构计算框架下,分析支路开断分布因子、发电机输出功率转移分布因子、灵敏度矩阵等计算流程和特点,挖掘其中的细粒度并行性,提出了常用灵敏度因子的GPU加速计算方法。其中包含批量生成自阻抗、互阻抗等关键步骤的核函数(Kernel)设计,通过实际电网测试,验证其加速效果。第三,提出了网络分析应用服务软件设计与定制方法。在多层次混合并行计算模式下,对多GPU并行关键步骤进行设计。应用虚拟化容器技术实现了静态安全分析和灵敏度分析应用的多GPU板卡间粗粒度并行,并设计了具有静态安全分析和灵敏度分析的应用服务软件。

秦超[7](2020)在《综合能源系统电-气-热多能源优化及风险研究》文中进行了进一步梳理随着人们对能源的需求越来越多样化,可再生能源的大规模开发利用,以及分布式能源系统技术的进步,包括电力、天然气、热能、风能、太阳能等多种能源形式的综合能源系统正日益受到世界各国的青睐。综合能源系统的提出和发展,提升了能源综合利用效率,促进了多种能源梯级利用、互补互济,解决了能源供求不均衡等问题。电转气技术、分布式能源发电技术以及特高压输电技术的进步,为从园区、城市到区域等各层级综合能源系统的发展奠定了基础,而在综合能源系统的技术经济分析、风险驱动因素的识别与度量等领域有待进一步研究。因此,本文以综合能源系统为研究对象,对系统中的电/气/热多种异质能源转换优化,与传统供能模式的经济环境效益对比分析,以及综合能源系统的风险分析及度量开展研究。优化了可再生能源的接入电网的消纳问题,实现了能源跨区域的协调优化,也为Copula方法解决能源市场风险和各异质能源的耦合风险提供了新的视角,本文的主要研究内容如下:(1)在论文研究背景的基础上,阐述了研究目的与研究意义,随后对本文的主要研究内容分角度开展国内外研究现状及文献综述,最后给出了论文的技术路线、研究难点、关键问题以及论文创新点。论文第二章基于综合能源系统中所包括的电力、天然气与热力的能源消费、价格走势与市场状况,开展相关性分析、平稳性分析以及分位数回归分析,为下文的综合能源系统电-气-热多能源优化及风险研究奠定研究基础。(2)研究综合能源系统电-气-热能源转换优化。综合能源系统将电力、天然气、热力供能网与可再生能源发电相结合,以提升可再生能源发电消纳与平滑负荷需求曲线。由于系统中可再生能源发电出力波动,需求负荷的波动等造成系统因素的不确定性,需充分考虑供给侧风电消纳与需求侧电负荷波动,将优化的多目标设计为系统燃料成本最小,系统弃风电量最小以及电能需求侧峰谷负荷方差最小,结合电力、天然气、热力网络系统约束,构建电-气-热综合能源系统多目标优化模型。(3)研究综合能源系统天然气消费结构优化。在天然气供应能力紧缺情况下,重点考虑气-电转换与气-热转换情形下综合能源系统消费结构的整体优化。在天然气供应不确定性和燃气机组调峰能力约束情况下,综合考虑天然气成本、供给侧风电消纳与天然气供应不确定性三个目标函数,并结合效用理论对天然气消费的社会效用与用户效用计算,构建考虑供应不确定性和调峰能力约束的天然气消费结构多目标优化分配模型。(4)对计及地热能的综合供热系统展开经济环境效益分析。为了更加充分有效地进行资源合理配置,促进可再生能源消纳,推进寒冷地区清洁取暖,在综合能源系统框架下,以热能作为主要着力点,优化了计及地热能的综合供热系统。按照燃气调峰比例以及地热供暖所占基本热负荷比例进行情景分析,对比分析不同情景下的综合供热系统与燃煤锅炉集中供热的环境经济效益。并分别根据能源价格因素、燃气调峰锅炉调峰比例、地源热泵供热的基本热负荷比例对热源展开敏感性分析,以及据此探讨燃气锅炉调峰比例对综合供热系统的经济成本影响。(5)分析了综合能源系统电-气-热多能源故障风险。首先识别资金流、能量流、信息流在内的综合能源系统风险源,以物理实体构成、商业主体运营、虚拟价值分析构建综合能源系统资金-能量-信息风险框架。其次,在风险框架内,开展市场层风险的时序性分析、物理层风险的相关性分析以及信息层风险的稳定性分析。再次,分别研究电力系统、天然气系统以及热力系统的可靠性,分析评估综合能源系统故障风险,并以故障树分析法和灰色关联分析法分析电力系统故障原因。(6)对综合能源系统电-气-热多能源市场与耦合风险进行度量。影响能源市场以及综合能源系统中能源生产、传输、转换的风险驱动因素复杂,例如,能源的价格波动与供需不确定往往会给综合能源系统中能源转换和能量耦合带来风险,本文以能源市场收益率和各类型机组出力作为度量综合能源系统市场风险与能量耦合风险的切入点。首先收集综合能源系统中各风险因子变动的时间序列与各能源机组出力曲线,其次,采用非参数核估计方法确定综合能源系统中各风险因子与机组出力的边缘分布,再次,采用极大似然估计法与最小欧氏距离选择最优Copula函数描述各风险因子之间,以及机组出力之间的非线性的相依结构。最后,通过Copula-CVaR模型测度综合能源系统的市场风险与能量耦合风险。

刘盼[8](2020)在《基于竞争失效的变电站系统可靠性分析及重要度分析》文中研究指明变电站系统中广泛存在着功能相关性,即执行工作任务时,子系统与子系统、各个系统的部件与部件之间的都存在着密切的联系以及信息交互,这种联系一方面使得系统的运行效率得到提高,能够高效的完成工作任务,同时,也使得当故障发生时会产生传播失效效应,这种传播失效效应如果被监测部件或者子系统隔离,就只会造成局部的影响,即局部传播失效,相应的如果没能被隔离,就会扩散至整个子系统或整个系统,即发生全局性传播失效。监测部件(或系统)的失效隔离效应与故障部件或子系统的的传播失效效应在时域上的竞争称之为竞争失效。这种竞争失效先前已有学者在计算机系统进行了分析研究,本文的主要工作内容一方面就是研究电力系统中的这种竞争失效效应,将其进行扩展,并根据智能电网的关键系统变电站系统的特点进行改进,使我们对变电站系统进行可靠度分析时的得到的可靠性结果更具有参考价值,为变电站系统的资源分配、维修决策提供支持。另一方面则进行重要度分析方法研究。重要度分析是可靠性学科的重要分支,是系统在进行设计、运行、维护三个阶段时都必须考虑的关键参考环节。通过重要度分析,能够识别系统的薄弱环节,这在电力系统、航空航天、核电站等具有高可靠性、长寿命要求的复杂系统,一直以来都倍受学术界的学者和工业界的工程设计者的共同关注。对将竞争失效考虑在内的可靠性分析能够明显提高得到的可靠性分析结果的价值,而对变电站系统进行重要度分析,能够识别系统的薄弱环节,更加合理的分配人力物力。本文的主要内容和创新点也从这两点进行展开:(1)根据变电站系统的结构特性,以功能相关性为切入点,在已有的竞争失效的相关概念下,进行扩展,以三个层次单功能相关组单阶段任务系统、多功能相关组单阶段任务系统、单功能相关组多阶段任务系统为研究对象,提出对应的研究分析方法。首先将系统部件类型根据功能相关性进行划分,然后根据全概率公式和概率学原理对所有的情况进行划分,分别进行研究分析,最后整合所有的分析结果,得到基于竞争失效的变电站系统的可靠性分析结果并与不考虑竞争失效的可靠性分析结果进行对比,验证所提出方法的有效性。(2)分别对三个层次的变电站系统:单功能相关组单阶段任务系统、多功能相关组单阶段任务系统、单功能相关组多阶段任务系统进行建模,然后相应的应用提出的方法进行算例分析研究,对于复杂的实际系统,期望能够通过这三个层次的建模分析后,再由递归分析的方法得到最终的可靠性结果。限于实验条件不足、实际数据缺失,在进行算例分析时采用了尽可能多的采用了部件的失效分布类型来检验提出方法的有效性。(3)在基于多值决策图的重要度分析方面,将Birmbaum重要度、Griffith重要度、Wu重要度、基于系统性能损失的组件状态综合重要度进行了扩展,扩展后的重要度能够通过多值决策图方法更加简便计算,在实际工程应用中可以降低计算量,而在实际上也没有改变原本重要度的公式定义和物理意义,最后通过算例进行了验证并论述了它们之间的关系。选取重要度的包含了静态指标、动态指标;寿命重要度、可靠性重要度;有无考虑组件状态转移矩阵等,具有较好的代表性。

王达梦[9](2020)在《以可靠性为中心的风电机组机会维修策略研究》文中研究指明全球气候变暖要求提高可再生能源在电力领域中的份额,促使风电高速发展。在风电累计装机容量不断增长的同时,全球浮现出巨大的风电场运行维护市场。风电机组是风电场的核心设备,恶劣的运行环境与不便的维护条件,使得风电机组的故障率和维护成本远高于传统发电设备。维修策略的选择是影响风电机组维护成本的重要因素。开展维修策略的优化研究,提高维护技术水平,降低维护成本,是提升企业竞争力的关键。本文依托于河北省科技计划项目“新能源发电系统中风电运维与光伏逆变技术研究”(15214307D),以风电机组为研究对象,针对风电机组维修策略优化中的关键技术问题,从理论分析、技术改进、仿真分析、效果验证等角度系统地开展研究。论文的主要研究内容如下:(1)研究并改进了风电机组部件的故障危害性分析方法。分析了现有方法的不足,总结了影响风电机组部件故障危害性分析的有关因素,定义了故障向量、故障向量空间等概念,并据此提出了基于故障向量空间的改进危害性分析方法;建立了基于逆序数的差异分析方法,对比了不同危害性分析方法之间的差异。结果表明:改进的危害性分析法不仅继承了现有方法的优点,还具有高度的扩展性,使得在危害性分析中很容易增加对新因素的考虑。改进的方法能有效融合定量因素和定性因素,不受因素取值范围的影响,不受因素个数的限制,兼顾各因素相对权重,所得结果具有鲜明的物理意义,能够更为有效地区分关键部件与非关键部件。(2)研究并提高了小故障样本条件下风电机组部件的可靠性建模技术。对部件故障样本数据做出了服从威布尔分布的假设,并进行了检验;以其它风电场的故障样本数据为先验信息,为目标风电场的机组部件建立了经典可靠性模型、贝叶斯一般可靠性模型以及贝叶斯分层可靠性模型,并求解了模型参数;以可靠度函数置信区间的平均宽度等为衡量指标,讨论了故障数据样本量对各模型建模精度的影响。结果表明:相比于经典可靠性模型,贝叶斯一般可靠性模型或贝叶斯分层可靠性模型给出的形状参数分布更集中。在使用相同样本量时,前者建模精度低于后者。使用较大样本量时,贝叶斯分层可靠性模型给出的可靠度函数置信区间更窄。先验样本量较小时,宜采用贝叶斯一般可靠性模型,反之,宜采用贝叶斯分层可靠性模型。(3)研究并完善了风电机组部件的机会维修策略。综合考虑了多种机组状态、多种维修机会、多个维修阶段,总结了可选维修方式及其适用条件,建立了部件维修后的可靠度变化模型、细化的维修成本模型、连续集成的成本优化模型,给出了策略实施流程。通过对比不同策略在风电机组部件上的应用实例,得出了以下结论:机会维修策略能显着降低风电机组部件的总维修次数及总维修成本,考虑的因素越全面,降低的效果越明显。此外,为各部件设置单独的维修可靠度阈值,能够实现维修成本的进一步降低。(4)研究并探索了以可靠性为中心的海上风电机组机会维修策略。总结了海上风电机组及其维护作业的特点,统计了维护作业不可及状态,分析了不可及状态对维修活动的影响;运用改进的危害性分析方法,准确地区分了海上风电机组关键部件与非关键部件;建立了小故障样本条件下海上风电机组非关键部件的可靠性模型;在机会维修策略中综合考虑关键部件与非关键部件,最终形成了以可靠性为中心的海上风电机组机会维修策略。实例分析结果表明:浪高是限制出海维修活动的主要因素,风速是次要因素。在现行策略下,不可及状态产生了的额外电能损失占据了总电能损失的17.22%。相比于现行策略,以可靠性为中心的海上风电机组机会维修策略在处理维修不可及状态问题时更具优势,能够显着地降低各个部件维修成本、总维修次数以及总维修成本。

李赛[10](2020)在《地铁系统服役能力建模与保持策略研究》文中研究表明地铁凭借大容量、快速、准时等优点在各个大城市得到了迅速发展。随着轨道交通线网规模的不断扩大,地铁的安全可靠运营越来越重要,一旦地铁系统发生事故,就会影响乘客的出行效率和安全。地铁车站和供电系统是地铁系统的重要组成部分,车站是乘客乘降、换乘和候车的场所,供电系统则为整个轨道交通系统提供电力能源,车站与供电系统的运营状态影响着整个地铁系统的运营状态。在考虑设备可靠性的情况下,车站服役能力与供电系统可靠性对地铁系统服役能力有着重要影响,保持车站服役能力与供电系统可靠性是实现地铁系统服役能力保持的重要手段。车站服役能力受车站设备可靠性的影响,供电系统可靠性受供电设备可靠性的影响,通过识别系统关键设备,并采取维保措施,能够实现车站服役能力与供电系统可靠性的保持。本文在保持车站服役能力与供电系统可靠性的基础上,分析地铁系统组成和结构,建立地铁系统服役能力模型,总结地铁系统服役能力保持策略。本文的主要研究内容如下:(1)分析屏蔽门系统、环控系统、AFC系统、电梯系统等地铁车站机电设备的组成和功能,统计分析车站机电设备的故障数据,并计算相关可靠性指标,结合机电设备故障后果和影响,对机电设备的常见故障做出分类和评价。(2)分析乘客在地铁车站内的集散过程,在考虑车站关键设备可靠性的情况下,建立车站服役能力模型,通过灵敏度分析确定车站关键设备的可靠度约束值。建立维修周期优化模型,优化车站关键设备的维修策略,实现车站服役能力保持。(3)分析地铁供电系统的组成结构,以牵引供电系统为主要研究对象,分析牵引供电系统失效数据。牵引变电所是牵引变电系统的核心,基于故障树分析、贝叶斯网络分析等方法识别牵引变电所的关键设备和薄弱环节,并提出维护保养措施,实现供电系统可靠性的保持。(4)在保持车站服役能力与供电系统可靠性的基础上,分析地铁系统组成结构和网络结构,在考虑车站设备和行车设备失效的情况下,从点、线、面三个层次分析和计算地铁系统服役能力,并总结地铁系统服役能力保持策略,实现地铁系统服役能力保持。

二、ITEM ToolKit软件在电力系统可靠性分析中的应用(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、ITEM ToolKit软件在电力系统可靠性分析中的应用(论文提纲范文)

(1)考虑需求侧灵活性的综合能源系统可靠性评估研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电力天然气联合系统的潮流及动态特性建模
        1.2.2 综合能源用户的灵活性建模与优化策略
        1.2.3 综合能源系统的可靠性评估方法
    1.3 本文的主要内容
2 考虑多能互补的电力天然气联合系统可靠性评估
    2.1 引言
    2.2 电力天然气联合系统框架
    2.3 元件的可靠性网络等效
        2.3.1 燃气机组的可靠性网络等效
        2.3.2 传统非燃气机组的可靠性网络等效
        2.3.3 天然气源的可靠性网络等效
        2.3.4 电转气设备的可靠性网络等效
    2.4 考虑中断成本的紧急状态管理方法
        2.4.1 考虑能源替代效应的中断成本计算
        2.4.2 基于电力天然气联合优化潮流技术的紧急状态管理方法
    2.5 基于时序蒙特卡洛法的可靠性评估流程
    2.6 算例分析
        2.6.1 算例1:天然气源随机失效对可靠性的影响
        2.6.2 算例2:燃气机组和电转气设施对可靠性的影响
        2.6.3 算例3:灵活负荷对可靠性的影响
    2.7 本章小结
3 考虑潮流动态特性的电力天然气联合系统运行可靠性评估
    3.1 引言
    3.2 元件的多状态运行可靠性建模
        3.2.1 天然气源的多状态运行可靠性建模
        3.2.2 燃气机组与传统非燃气机组的多状态运行可靠性建模
    3.3 考虑天然气动态特性的多阶段紧急状态管理
        3.3.1 第一阶段:基于电力天然气联合优化潮流技术的预调度
        3.3.2 第二阶段:基于暂态过程分析的天然气系统运行状态计算
        3.3.3 第三阶段:基于优化潮流的电力系统运行状态计算
    3.4 基于时序蒙特卡洛法的运行可靠性评估方法
        3.4.1 基于离线紧急状态数据集和自适应线性化的计算时间缩减技术
        3.4.2 运行可靠性评估流程
    3.5 算例分析
        3.5.1 算例 1:单个管道中天然气动态特性的示例
        3.5.2 算例2:典型场景下天然气动态特性对故障传播的影响
        3.5.3 算例3:运行可靠性指标评估
    3.6 本章小结
4 考虑灵活自调度的综合能源用户运行可靠性评估
    4.1 引言
    4.2 综合能源用户及其能源相关的服务的基本框架与模型
        4.2.1 综合能源用户的基本框架
        4.2.2 综合能源供应与需求的时序多状态建模
    4.3 综合能源灵活服务的优化自调度
        4.3.1 灵活服务削减与转移的时序特性建模
        4.3.2 灵活服务再部署的不确定性建模
    4.4 综合能源灵活服务优化自调度策略
    4.5 基于时序蒙特卡洛法的运行可靠性评估流程
    4.6 算例分析
        4.6.1 算例1:灵活服务自调度的时序特性以及自调度下的运行可靠性
        4.6.2 算例2:多重不确定性对于综合能源用户运行可靠性的影响
    4.7 本章小结
5 考虑传输侧动态特性与需求侧灵活性的综合能源系统协调优化运行技术
    5.1 引言
    5.2 电力天然气联合系统与综合能源用户的协调运行框架
    5.3 基于能源集线器的综合能源用户多层级自调度策略
        5.3.1 综合能源用户的日前优化运行策略
        5.3.2 综合能源用户的多层级自调度策略
    5.4 基于天然气潮流动态特性的节点天然气负荷尖峰消纳
        5.4.1 电力天然气联合系统的日前优化运行策略
        5.4.2 需求响应期间天然气潮流动态特性分析
    5.5 电力天然气联合系统与综合能源用户的协调优化控制模型
    5.6 基于Benders分解和割平面法的分布式求解方法
    5.7 算例分析
        5.7.1 算例1:严苛条件下的分布式需求响应有效性验证
        5.7.2 算例2:不同需求响应设置和气压波动允许范围下的系统运行状况对比
    5.8 本章小结
6 考虑传输侧动态特性与需求侧灵活性的综合能源系统运行可靠性评估
    6.1 引言
    6.2 “向前看”的综合能源系统紧急状态协同管理
        6.2.1 综合能源系统紧急状态协同管理的基本框架
        6.2.2 基于自适应线性化的优化控制模型
    6.3 基于时序蒙特卡洛法的运行可靠性评估流程
        6.3.1 运行可靠性指标
        6.3.2 运行可靠性评估流程
    6.4 算例分析
        6.4.1 算例1:典型场景下的紧急状态联合管理
        6.4.2 算例2:运行可靠性指标对比
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 未来工作展望
参考文献
作者简历
攻读博士学位期间的学术成果

(2)基于电热耦合理论的牵引网潮流计算及动态增容研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电热耦合理论研究现状
        1.2.2 牵引网潮流计算研究现状
        1.2.3 动态增容技术研究现状
        1.2.4 牵引网导线载流量预测研究现状
        1.2.5 系统可靠性研究现状
    1.3 存在的问题
    1.4 主要研究内容及论文结构
    1.5 本文创新点
2 牵引网导线电热耦合理论
    2.1 引言
    2.2 牵引网导线电热耦合关系
    2.3 牵引网导线热平衡方程
        2.3.1 动态热平衡方程
        2.3.2 静态热平衡方程
        2.3.3 对流散热功率
        2.3.4 辐射散热功率
        2.3.5 太阳辐射吸热功率
        2.3.6 焦耳热功率
    2.4 气象参数取值
    2.5 牵引网导线电阻的计算
        2.5.1 计算流程
        2.5.2 算例分析
    2.6 小结
3 考虑电热耦合影响的牵引网潮流计算
    3.1 引言
    3.2 牵引网等效电路模型及参数计算
        3.2.1 牵引网的主要供电方式
        3.2.2 牵引网等效电路模型
        3.2.3 牵引网参数计算
    3.3 动态潮流计算方法及其实现
        3.3.1 考虑电热耦合影响的动态潮流计算模型
        3.3.2 动态潮流计算方法的实现
    3.4 算例分析
        3.4.1 算例条件
        3.4.2 牵引网及导线参数计算结果
        3.4.3 潮流计算结果分析
    3.5 小结
4 牵引网动态增容及导线匹配
    4.1 引言
    4.2 接触网导线电流分配
    4.3 牵引网动态增容
        4.3.1 导线载流量计算
        4.3.2 接触网综合载流量计算
        4.3.3 短路载流量计算
        4.3.4 接触网允许过载时间的计算方法
    4.4 接触网导线匹配方法
        4.4.1 接触网导线容量利用率
        4.4.2 不同情形下的接触网导线匹配
    4.5 算例分析
        4.5.1 电流分配系数
        4.5.2 载流量计算结果
        4.5.3 接触网导线匹配分析
        4.5.4 过载时间的计算
    4.6 小结
5 牵引网导线载流量预测方法
    5.1 引言
    5.2 基于GM(1,1)模型的导线载流量预测
        5.2.1 预测方法的选择
        5.2.2 GM(1,1)预测模型
        5.2.3 预测精度评价
        5.2.4 牵引网导线载流量预测途径选择
    5.3 GM(1,1)模型的改进
        5.3.1 原始数据平滑处理
        5.3.2 背景值参数修正
        5.3.3 残差修正
        5.3.4 灰色关联度加权改进
        5.3.5 新陈代谢数据更新方法
    5.4 预测方法的实现
        5.4.1 总体实现流程
        5.4.2 各分模块的实现流程
    5.5 算例分析
        5.5.1 算例条件
        5.5.2 历史载流量计算及数据处理
        5.5.3 牵引网导线载流量预测结果
        5.5.4 GM(1,1)模型改进方法的比较分析
    5.6 小结
6 考虑增容影响的牵引供电继电保护系统可靠性分析
    6.1 引言
    6.2 牵引供电继电保护系统配置分析
    6.3 可靠性评价方法
        6.3.1 可靠性评价模型
        6.3.2 影响因素归一化
        6.3.3 影响因素专家评判方法
        6.3.4 可靠性评分计算与等级评价
        6.3.5 可靠性评价方法的实现
    6.4 动态增容对继电保护的影响算例分析
        6.4.1 算例条件
        6.4.2 各级指标评分计算
        6.4.3 单个影响因素变化对继电保护系统的影响
    6.5 小结
结论
致谢
参考文献
附录 地理气候以及导线参数
攻读学位期间的研究成果

(3)考虑信息系统和分布式发电影响的配电网信息物理系统可靠性评估(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要工作
第二章 配电网CPS及其可靠性评估介绍
    2.1 引言
    2.2 CPS系统结构
    2.3 CPS的特征
    2.4 配电网CPS信息-物理交互
    2.5 电力市场条件下的配电网CPS可靠性
    2.6 配电网CPS可靠性影响因素分析
    2.7 配电网CPS可靠性仿真及验证
    2.8 本章小结
第三章 考虑信息系统影响的配电网CPS可靠性评估
    3.1 引言
    3.2 考虑信息系统影响的配电网CPS可靠性模型
    3.3 算例与分析
    3.4 本章小结
第四章 考虑分布式发电的配电网CPS可靠性评估
    4.1 引言
    4.2 风电出力特性及概率模型
    4.3 考虑DG接入影响的配电网CPS可靠性评估
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录 A:攻读硕士学位期间发表学术论文及参与项目
附录 B

(4)城市供水管网抗震可靠性分析方法及系统开发研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 供水管网震害风险评估理论研究现状
        1.2.1 场地地震危险性分析
        1.2.2 供水管道地震易损性分析
    1.3 供水管网抗震可靠性及修复决策分析
        1.3.1 供水管网连通可靠性分析研究
        1.3.2 供水管网功能可靠性分析研究
        1.3.3 供水管网震后修复决策分析研究
    1.4 供水管网抗震可靠性分析系统研究
    1.5 本文主要研究内容
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 技术路线
2 考虑场地效应的地震危险性研究
    2.1 确定性地震危险性分析方法
    2.2 考虑频率相关性的等效线性法
        2.2.1 一维土层地震反应等效线性化方法
        2.2.2 考虑应变区间折减的频率相关等效线性化方法
        2.2.3 基于竖向台站地震动记录的可靠性分析
        2.2.4 考虑频率相关性的土层地震反应分析系统研发
    2.3 考虑场地效应的地震危险性分析
        2.3.1 工程场地
        2.3.2 场地模型地震反应分析
        2.3.3 考虑多因素的场地效应模型
        2.3.4 考虑场地效应的地震危险性分析
    2.4 本章小结
3 供水管道地震易损性分析
    3.1 地下管道震害分析及管道分类
        3.1.1 地下管道破坏的主要类型
        3.1.2 影响管道破坏的主要因素
        3.1.3 地下供水管道分类
    3.2 供水管道地震易损性分析
        3.2.1 解析地震易损性分析方法
        3.2.2 概率地震需求分析
        3.2.3 概率抗震能力分析
        3.2.4 地震易损线曲线
    3.3 管道地震易损性曲线管理系统研发
        3.3.1 需求分析
        3.3.2 功能架构设计
        3.3.3 系统实现
    3.4 本章小结
4 基于CUDA的供水管网抗震连通可靠性分析
    4.1 供水管网系统可靠性分析基础
        4.1.1 供水管网简化模型
        4.1.2 管线破坏概率的确定
        4.1.3 管网连通可靠性分析方法
    4.2 图论模型
        4.2.1 图论基本定义
        4.2.2 图的存储形式
        4.2.3 图的连通性判别算法
    4.3 QMC方法在供水管网连通可靠性中的应用
        4.3.1 QMC方法原理及误差
        4.3.2 低偏差Sobol序列
        4.3.3 QMC方法用于供水管网连通可靠性分析
    4.4 基于CUDA的供水管网连通可靠性并行算法
        4.4.1 CUDA编程原理
        4.4.2 并行方案设计
        4.4.3 算法的CUDA实现
    4.5 算例分析
    4.6 本章小结
5 供水管网抗震功能可靠性分析及修复决策分析
    5.1 常态下供水管网水力分析
        5.1.1 供水管网基本水力方程
        5.1.2 供水管网水力分析方法
    5.2 震后供水管网功能可靠性分析
        5.2.1 供水管线渗漏模型
        5.2.2 供水管线爆管模型
        5.2.3 用户节点出流模型
        5.2.4 基于QMC法的震损管网水力分析方法
        5.2.5 供水管网抗震功能可靠性计算模型及程序
        5.2.6 算例分析
    5.3 供水管网震后修复决策分析
        5.3.1 供水管网水力满意度指标的建立
        5.3.2 震损管线水力重要度指标的建立
        5.3.3 供水管网震后修复策略
        5.3.4 抢修队伍多目标优化调度模型
        5.3.5 基于遗传算法的多目标优化调度算法实现
        5.3.6 算例分析
    5.4 本章小结
6 城市供水管网抗震可靠性评估系统开发与初步示范应用
    6.1 系统设计目标与原则
        6.1.1 系统设计目标
        6.1.2 系统设计原则
    6.2 系统开发关键技术
        6.2.1 插件技术
        6.2.2 Sharp Develop插件系统
        6.2.3 .NET Framework
        6.2.4 Arc GIS Engine
        6.2.5 多语言混合编程技术
    6.3 系统概要设计
        6.3.1 系统总体架构设计
        6.3.2 系统功能模块设计
        6.3.3 数据库设计
        6.3.4 系统开发环境
    6.4 框架平台设计
        6.4.1 插件契约
        6.4.2 插件引擎
        6.4.3 插件管理器
        6.4.4 框架基础
    6.5 管网可靠性评估系统实现
        6.5.1 插件实现过程
        6.5.2 供水管网抗震可靠性分析系统实现
    6.6 系统初步应用
        6.6.1 西安市供水管网系统概况
        6.6.2 西安市供水管网可靠性分析
    6.7 本章小节
7 结论与展望
    7.1 研究结论
    7.2 展望
参考文献
附表
附图
致谢
附录
    附录一:发表学术论文情况
    附录二:出版专着情况
    附录三:授权发明专利
    附录四:登记软件着作权
    附录五:参加的科研项目
    附录六:获奖情况

(5)基于性能水平的能源系统可靠性分析方法研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
符号清单
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究内容、研究方法与技术路线
        1.2.1 研究内容
        1.2.2 研究方法
        1.2.3 技术路线
    1.3 论文框架
    1.4 主要创新点
2 文献综述
    2.1 有关系统可靠性分析方法研究综述
        2.1.1 能源系统可靠性分析方法研究
        2.1.2 多阶段任务系统可靠性分析方法研究
        2.1.3 多状态能源系统可靠性分析方法研究
        2.1.4 基于性能水平的能源系统可靠性分析方法研究
    2.2 可靠性基本理论知识介绍
        2.2.1 可靠性的基本概念
        2.2.2 系统的寿命特征
        2.2.3 常用寿命模型
    2.3 多值决策图法
        2.3.1 二元决策图
        2.3.2 多值决策图
    2.4 通用生成函数(UGF)法
    2.5 本章小结
3 基于温备份的多阶段性能不足的能源系统可靠性分析
    3.1 引言
    3.2 模型假设与系统描述
    3.3 系统故障多值决策图的构造
        3.3.1 第一个故障多值决策图的构造
        3.3.2 第二个故障多值决策图的构造
        3.3.3 第s个故障多值决策图的构造
    3.4 系统可靠性计算
        3.4.1 类型一可靠性计算
        3.4.2 类型二可靠性计算
        3.4.3 类型三可靠性计算
        3.4.4 类型四可靠性计算
    3.5 计算复杂性分析
    3.6 算例分析
        3.6.1 算例1: 两阶段三元件系统
        3.6.2 算例2: 三阶段五元件系统
    3.7 本章小结
4 基于储能技术的多阶段性能冗余的能源系统可靠性分析
    4.1 引言
    4.2 模型假设与系统描述
    4.3 系统故障多值决策图的构造
        4.3.1 第一个故障多值决策图的构造
        4.3.2 第二个故障多值决策图的构造
        4.3.3 第s个故障多值决策图的构造
    4.4 系统可靠性计算
    4.5 计算复杂性分析
    4.6 算例分析
        4.6.1 算例1: 三阶段两元件系统
        4.6.2 算例2: 三阶段四元件系统
    4.7 本章小结
5 基于性能共享多状态电力系统可靠性建模和机组优化配置
    5.1 引言
    5.2 模型假设与系统描述
    5.3 基于性能共享的电力系统可靠性模型构建
        5.3.1 不考虑性能传输损耗的模型构建
        5.3.2 考虑性能传输损耗的模型构建
        5.3.3 性能共享率构建
    5.4 发电机组优化配置
        5.4.1 发电机性能分布和节点区域需求分布
        5.4.2 发电机最优配置策略模型构建
    5.5 优化算法
    5.6 算例1: 五台发电机四个节点区域的电力系统
        5.6.1 已知发电机配置策略
        5.6.2 发电机最优配置策略
    5.7 算例2: 八台发电机六个节点区域的电力系统
        5.7.1 已知发电机配置策略
        5.7.2 发电机最优配置策略
    5.8 本章小结
6 结论与研究展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集

(6)基于GPU的电网静态安全分析与灵敏度分析批量计算方法研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景和意义
    1.2 相关研究文献综述
        1.2.1 静态安全分析研究现状
        1.2.2 灵敏度分析研究现状
        1.2.3 GPU科学计算概述
        1.2.4 GPU在电力系统中的应用
    1.3 本文主要工作
2 适用于GPU的静态安全分析并行计算方法
    2.1 概述
    2.2 静态安全分析并行计算方法设计
        2.2.1 直流潮流模型
        2.2.2 算法体系架构与计算流程设计
        2.2.3 多算例细粒度并行策略
    2.3 适用于GPU的故障扫描关键步骤设计
        2.3.1 批量生成导纳矩阵
        2.3.2 潮流右端项并行计算
        2.3.3 批量线性方程组求解
        2.3.4 修改电压相角向量
        2.3.5 批量求解支路有功功率
    2.4 算例分析
        2.4.1 测试平台与算例
        2.4.2 正确性测试
        2.4.3 各关键步骤效率测试
        2.4.4 整体效率测试与分析
    2.5 本章小结
3 基于GPU的灵敏度分析批量计算方法
    3.1 概述
    3.2 灵敏度分析批量计算流程设计
        3.2.1 分布因子并行求解框架
        3.2.2 灵敏度矩阵批量计算流程
    3.3 基于GPU的分布因子并行求解方法
        3.3.1 节点支路关联向量求解与批量前代回代
        3.3.2 自阻抗与互阻抗并行求解
        3.3.3 批量生成分布因子
    3.4 基于GPU的灵敏度矩阵批量计算方法
    3.5 算例分析
        3.5.1 分布因子计算分析
        3.5.2 灵敏度矩阵计算分析
    3.6 本章小结
4 网络分析应用服务软件设计与定制方法
    4.1 概述
    4.2 基于DOCKER的容器化技术
    4.3 多GPU并行计算方法设计
        4.3.1 多层次混合并行计算模式
        4.3.2 基于容器化技术并行方案
        4.3.3 多GPU并行关键步骤设计
        4.3.4 算例分析
    4.4 应用服务软件开发
        4.4.1 静态安全分析计算服务设计
        4.4.2 灵敏度分析计算服务设计
        4.4.3 应用服务设计
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(7)综合能源系统电-气-热多能源优化及风险研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 综合能源系统优化研究
        1.2.2 综合能源系统电/气/热耦合研究
        1.2.3 综合能源系统风险研究
        1.2.4 Copula方法应用研究
        1.2.5 文献述评
    1.3 论文主要研究内容和技术路线
        1.3.1 论文主要研究内容
        1.3.2 研究难点及拟解决关键问题
        1.3.3 论文研究创新点
第2章 综合能源系统电-气-热多能源消费与市场分析
    2.1 引言
    2.2 电-气-热能源消费与能源价格现状
        2.2.1 电-气-热能源消费现状
        2.2.2 电-气-热能源价格现状
        2.2.3 电-气-热能源市场现状
    2.3 分析模型构建
        2.3.1 相关性检验模型
        2.3.2 平稳性检验模型
        2.3.3 分位数回归模型
        2.3.4 连续收益率模型
    2.4 数据处理
        2.4.1 原始数据及数据来源
        2.4.2 指标数据标准化处理
        2.4.3 数据基本统计描述
    2.5 算例分析
        2.5.1 相关性分析
        2.5.2 平稳性分析
        2.5.3 分位数回归分析
    2.6 本章小结
第3章 综合能源系统电-气-热多能源转换优化分析
    3.1 引言
    3.2 理论方法
        3.2.1 优化算法
        3.2.2 鲁棒优化
    3.3 综合能源系统分析
        3.3.1 综合能源系统不确定性分析
        3.3.2 综合能源系统多目标优化分析
    3.4 综合能源系统多目标优化模型
        3.4.1 目标函数
        3.4.2 约束条件
    3.5 算例分析
        3.5.1 算例介绍
        3.5.2 算例求解
    3.6 本章小结
第4章 综合能源系统天然气消费结构优化分析
    4.1 引言
    4.2 理论方法
        4.2.1 优化算法
        4.2.2 效用理论
    4.3 天然气供需与应用分析
        4.3.1 天然气供需情况分析
        4.3.2 燃气机组调峰能力分析
    4.4 天然气多目标优化分配模型
        4.4.1 目标函数
        4.4.2 约束条件
    4.5 算例分析
        4.5.1 算例介绍
        4.5.2 算例求解
        4.5.3 结果分析
    4.6 本章小结
第5章 综合供热系统经济环境效益分析与多能源优化
    5.1 引言
    5.2 系统构建
        5.2.1 综合能源系统
        5.2.2 计及地热能的综合供热系统
    5.3 经济环境效益评估模型
        5.3.1 供暖期热负荷
        5.3.2 经济效益评估模型
        5.3.3 环境效益评估模型
    5.4 算例分析
        5.4.1 需热量和供热负荷计算
        5.4.2 经济效益分析
        5.4.3 环境效益分析
    5.5 基于敏感性分析的多能源优化
        5.5.1 价格因素对热源的敏感性分析
        5.5.2 负荷比例对热源的敏感性分析
    5.6 本章小结
第6章 综合能源系统电-气-热多能源故障风险分析
    6.1 引言
    6.2 理论基础
        6.2.1 综合能源系统风险框架
        6.2.2 故障树分析法
    6.3 综合能源系统风险分析
        6.3.1 市场层风险的时序性分析
        6.3.2 物理层风险的相关性分析
        6.3.3 信息层风险的稳定性分析
    6.4 综合能源系统可靠性风险分析
        6.4.1 电力系统供电可靠性分析
        6.4.2 天然气系统供气可靠性分析
        6.4.3 热力系统供热可靠性分析
        6.4.4 电-气-热供能系统可靠性分析
    6.5 算例分析
        6.5.1 供电风险故障树分析
        6.5.2 电力系统可靠性灰色关联度分析
    6.6 本章小结
第7章 综合能源系统电-气-热多能源市场与耦合风险度量
    7.1 引言
    7.2 基础理论
        7.2.1 Copula方法
        7.2.2 VaR与CVaR
        7.2.3 非参数估计
        7.2.4 方法步骤
    7.3 综合能源系统Copula-CVaR模型
        7.3.1 各类机组出力特征
        7.3.2 机组出力概率分布
        7.3.3 Copula-CVaR风险测度模型
    7.4 综合能源系统的能源市场风险测度
        7.4.1 市场风险因子边缘分布假设
        7.4.2 Copula估计
        7.4.3 Copula-CVaR风险测度
    7.5 综合能源系统的能量耦合风险测度
        7.5.1 耦合风险因子边缘分布假设
        7.5.2 Copula估计
        7.5.3 Copula-CVaR风险测度
    7.6 本章小结
第8章 综合能源系统电-气-热多能源优化及风险防范建议
    8.1 问题分析
    8.2 建议方案
    8.3 本章小结
第9章 研究成果与结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
攻读博士学位期间参加的科研工作
致谢

(8)基于竞争失效的变电站系统可靠性分析及重要度分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 变电站系统可靠性与多状态系统重要度分析的国内外研究现状
        1.2.1 变电站系统可靠性分析
        1.2.2 重要度分析方法
    1.3 本文的结构安排
第二章 基于竞争失效的变电站系统可靠性评估方法研究
    2.1 引言
    2.2 相关可靠性概念及分析方法介绍
        2.2.1 可靠性概念介绍
        2.2.2 可靠性分析方法介绍
    2.3 变电站系统的结构及功能相关性
    2.4 基于竞争失效的变电站系统可靠性评估方法
        2.4.1 传播失效(PFGE)分离方法
        2.4.2 单功能相关组单阶段任务系统
        2.4.3 多功能相关组单阶段任务系统
        2.4.4 单功能相关组多阶段任务系统
    2.5 本章小结
第三章 基于竞争失效的变电站系统建模与可靠性评估算例
    3.1 引言
    3.2 单功能相关组单阶段任务变电站系统
        3.2.1 单功能相关组单阶段任务变电站系统建模
        3.2.2 单功能相关组单阶段任务变电站系统算例分析
    3.3 多功能相关组单阶段任务变电站系统
        3.3.1 多功能相关组单阶段任务变电站系统建模
        3.3.2 多功能相关组单阶段任务变电站系统算例分析
    3.4 单功能相关组多阶段任务变电站系统
        3.4.1 单功能相关组多阶段任务变电站系统建模
        3.4.2 单功能相关组多阶段任务变电站系统算例分析
    3.5 本章小结
第四章 多状态重要度分析方法研究
    4.1 引言
    4.2 多状态假设
    4.3 三种扩展重要度介绍
    4.4 MDD的结构和概率算法
        4.4.1 MDD的结构
        4.4.2 MDD的路径搜索与概率算法
    4.5 算例分析
        4.5.1 算例1
        4.5.2 算例2
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献

(9)以可靠性为中心的风电机组机会维修策略研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 风电组织结构
        1.2.2 可靠性分析研究现状
        1.2.3 维修策略研究现状
        1.2.4 设备故障危害性分析研究现状
        1.2.5 研究现状小结
        1.2.6 关键技术问题
    1.3 论文研究内容
第2章 风电机组部件故障危害性分析
    2.1 引言
    2.2 常用危害性分析方法
        2.2.1 危害性矩阵图法(CMA)
        2.2.2 风险优先数法(RPN)
        2.2.3 成本优先数法(CPN)
        2.2.4 常用危害性分析方法的缺点
    2.3 基于故障向量空间的危害性分析方法
        2.3.1 部件故障向量空间
        2.3.2 基于故障向量空间的危害性分析
        2.3.3 基于故障危害性的部件分类方法
    2.4 基于逆序数的差异分析方法
    2.5 应用实例一
        2.5.1 数据来源
        2.5.2 危害性分析结果
        2.5.3 对比分析
    2.6 应用实例二
        2.6.1 数据来源
        2.6.2 危害性分析结果
    2.7 本章小结
第3章 小样本条件下的风电机组贝叶斯可靠性模型
    3.1 引言
    3.2 风电机组可靠性模型
        3.2.1 经典可靠性模型
        3.2.2 贝叶斯一般可靠性模型
        3.2.3 贝叶斯分层可靠性模型
    3.3 模型参数的求解
        3.3.1 经典可靠性模型参数的求解
        3.3.2 贝叶斯可靠性模型参数的求解
        3.3.3 可靠性模型的建模精度
    3.4 实例分析与讨论
        3.4.1 数据来源
        3.4.2 模型的建立与假设检验
        3.4.3 参数求解结果
        3.4.4 可靠度函数估计结果
        3.4.5 样本量对可靠性建模精度的影响
    3.5 本章小结
第4章 风电机组部件的机会维修策略
    4.1 引言
    4.2 风电机组部件的机会维修策略
        4.2.1 机会维修策略的类别
        4.2.2 维修可靠度阈值
        4.2.3 维修方式的选择
        4.2.4 机会维修策略的原理
        4.2.5 考虑不完全维修的可靠度变化模型
        4.2.6 基于可靠度的风电机组部件维修成本模型
    4.3 策略实施流程
        4.3.1 PROM策略及POM策略的实施流程
        4.3.2 基于蒙特卡洛方法的OM策略实施流程
    4.4 策略的优化
    4.5 应用实例
        4.5.1 数据来源
        4.5.2 PROM策略的应用实例
        4.5.3 POM策略的应用实例
        4.5.4 OM策略的应用实例
        4.5.5 不同机会维修策略的应用效果对比
    4.6 本章小结
第5章 以可靠性为中心的海上风电机组机会维修策略
    5.1 引言
    5.2 海上风电概述
        5.2.1 海上风电的发展
        5.2.2 海上风电机组的特点
        5.2.3 海上风电机组的运行维护
    5.3 天气条件对海上风电维修活动的影响
        5.3.1 海上天气条件带来的维修活动不可及状态
        5.3.2 不可及状态对机组维修活动的影响
    5.4 以可靠性为中心的海上风电机组机会维修策略
        5.4.1 海上风电机组部件的故障危害性分析
        5.4.2 海上风电机组部件的可靠性建模
        5.4.3 海上风电机组部件的机会维修策略
    5.5 本章小结
第6章 结论及展望
    6.1 研究工作总结
    6.2 研究工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
攻读博士学位期间参加的科研工作
致谢
作者简介

(10)地铁系统服役能力建模与保持策略研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 可靠性分析方法研究现状
        1.2.2 地铁车站能力研究现状
        1.2.3 牵引供电系统可靠性研究现状
        1.2.4 地铁系统能力研究现状
    1.3 研究内容和结构安排
2 地铁车站机电设备可靠性分析
    2.1 可靠性理论基础
        2.1.1 可靠性概念及指标
        2.1.2 常用故障分布类型
        2.1.3 故障分布拟合方法
    2.2 屏蔽门系统可靠性分析
        2.2.1 屏蔽门系统组成与功能
        2.2.2 屏蔽门系统故障分类
        2.2.3 屏蔽门系统故障分布拟合
    2.3 环控系统可靠性分析
        2.3.1 环控系统组成与功能
        2.3.2 环控系统故障分类
        2.3.3 环控系统故障分布拟合
    2.4 AFC系统可靠性分析
        2.4.1 AFC系统组成与功能
        2.4.2 AFC系统故障分类
        2.4.3 AFC系统故障分布拟合
    2.5 电梯系统可靠性分析
        2.5.1 电梯系统组成与功能
        2.5.2 自动扶梯故障分类
    2.6 本章小结
3 地铁车站服役能力建模与保持策略
    3.1 地铁车站能力概念与评价指标
    3.2 地铁车站服役能力建模
    3.3 基于ANYLOGIC的地铁车站能力仿真计算
    3.4 地铁车站能力保持策略
        3.4.1 地铁车站能力灵敏度分析
        3.4.2 车站设备维修周期优化模型
    3.5 地铁车站能力保持实例研究
        3.5.1 基于Any Logic的车站客流仿真模型
        3.5.2 地铁车站服役能力灵敏度分析
        3.5.3 车站关键设备故障数据拟合
        3.5.4 车站关键设备维修周期优化
        3.5.5 地铁车站能力保持
    3.6 本章小结
4 地铁供电系统可靠性分析与保持策略
    4.1 地铁供电系统组成与结构
    4.2 地铁牵引供电系统失效数据分析
    4.3 地铁牵引变电所故障树分析
        4.3.1 牵引变电所结构与运行方式
        4.3.2 地铁牵引变电所故障树建模
        4.3.3 地铁牵引变电所故障树分析
    4.4 地铁牵引供电所贝叶斯网络分析
        4.4.1 基于故障树的贝叶斯网络
        4.4.2 牵引变电所可靠性参数
        4.4.3 牵引变电所贝叶斯网络建模与分析
    4.5 地铁供电系统可靠性保持策略
    4.6 本章小结
5 地铁系统服役能力分析与保持策略
    5.1 地铁系统组成结构分析
        5.1.1 地铁系统的组成
        5.1.2 地铁系统的网络结构
        5.1.3 地铁系统期望能力概念
    5.2 地铁线路服役能力分析
        5.2.1 地铁线路能力分析与计算
        5.2.2 地铁线路服役能力分析与计算
    5.3 地铁线网服役能力分析
        5.3.1 地铁换乘系统能力分析
        5.3.2 地铁线网服役能力分析与计算
        5.3.3 地铁线网服役能力算例
    5.4 地铁系统服役能力计算实例
    5.5 地铁系统能力服役保持策略
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 创新点
    6.3 研究展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

四、ITEM ToolKit软件在电力系统可靠性分析中的应用(论文参考文献)

  • [1]考虑需求侧灵活性的综合能源系统可靠性评估研究[D]. 王盛. 浙江大学, 2021(09)
  • [2]基于电热耦合理论的牵引网潮流计算及动态增容研究[D]. 孙立军. 兰州交通大学, 2021(01)
  • [3]考虑信息系统和分布式发电影响的配电网信息物理系统可靠性评估[D]. 赵雨梦. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [4]城市供水管网抗震可靠性分析方法及系统开发研究[D]. 龙立. 西安建筑科技大学, 2021
  • [5]基于性能水平的能源系统可靠性分析方法研究[D]. 邱慧. 北京科技大学, 2021(02)
  • [6]基于GPU的电网静态安全分析与灵敏度分析批量计算方法研究[D]. 张宸赓. 北京交通大学, 2020(03)
  • [7]综合能源系统电-气-热多能源优化及风险研究[D]. 秦超. 华北电力大学(北京), 2020(06)
  • [8]基于竞争失效的变电站系统可靠性分析及重要度分析[D]. 刘盼. 电子科技大学, 2020(01)
  • [9]以可靠性为中心的风电机组机会维修策略研究[D]. 王达梦. 华北电力大学(北京), 2020
  • [10]地铁系统服役能力建模与保持策略研究[D]. 李赛. 北京交通大学, 2020(03)

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ITEM ToolKit软件在电力系统可靠性分析中的应用
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