Введение. 
Надёжность энергосистем

В данной курсовой работе ставится цель: сделать оценку надежности исследуемой энергосистемы.

Под надежностью энергосистемы (ЭС) будем понимать её свойство выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных условиях функционирования. Функциями ЭС являются бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией требуемого качества и недопущение ситуаций, опасных для людей и окружающей среды.

Для того, чтобы сделать оценку надёжности, необходимо решить две задачи: задачу режимной надёжности и задачу схемной (структурной) надёжности. Решение задач будем осуществлять с точки зрения теории вероятностей [2].

В задаче режимной надёжности рассмотрим энергосистему в целом, основными элементами которой будут являться нагрузка и генерирующая часть, описываемые случайными величинами. Эта задача предполагает выявление таких состояний энергосистемы, в которых возникает дефицит, т. е. превышение мощности нагрузки над располагаемой мощностью генерирующей части и как следствие недоотпуска электроэнергии. Возникновение дефицита будет являться случайным событием.

В задаче схемной надёжности рассмотрим часть энергосистемы или схему, в которой элементами могут являться источник питания, распределительные устройства, ЛЭП, трансформаторы, нагрузка. Для решения данной задачи нужно выявить такое состояние схемы, когда нарушается связь между источником питания и потребителем. Это состояние также будет являться случайным событием.

Рисунок 1. Иллюстрация модели, рассматриваемой в задаче:

1а) режимной надёжности; 1б) схемной (структурной) надёжности Тот или иной уровень надежности будем определять при помощи соответствующих показателей (показателей надежности). Для задачи режимной надёжности такими показателями являются коэффициент бездефицитной работы () и коэффициент готовности () энергосистемы.

Под коэффициентом готовности будем понимать вероятность того, что элемент энергосистемы будет работоспособен в произвольно выбранный момент времени. Коэффициент бездефицитной работы рассматривается как вероятность того, что в произвольно выбранный момент времени мощность нагрузки не будет превышать мощность генерирующей части. Уровень надёжности для данной задачи будем изменять созданием избыточности (увеличением резерва мощности генерирующей части).

Элементы, рассматриваемые в задаче схемной надёжности относятся к ряду восстанавливаемых объектов. Основными показателями надёжности здесь являются индекс надёжности, частота отказов и среднее время восстановления. Индекс надёжности — это фактически вероятность того, что узел нагрузки будет получать питание от источника. Под отказом будем понимать случайное событие, заключающееся в нарушении работоспособности элемента. Частота отказов — это среднее количество отказов восстанавливаемого объекта в единицу времени. Этот показатель является случайной величиной. Время восстановления — это среднее время вынужденного простоя, необходимого для отыскания и устранения одного отказа.

Задачу режимной надёжности будем рассматривать в двух аспектах: без учёта и с учётом предупредительно-плановых ремонтов, причём модель энергосистемы во втором случае уточняется.

Для задачи режимной надёжности необходимо сделать вывод о надёжности электроснабжения потребителей, а также указать величину вводимого резерва, если таковой необходим.

В итоге решения задачи схемной надёжности делается вывод о надёжности питания узла нагрузки и при необходимости указываются «слабые» места в связи между источником питания и нагрузкой.