Bezpieczeństwo elektroenergetyczne i niezawodność zasilania energią elektryczną

Bezpieczeństwo elektroenergetyczne i niezawodność zasilania energią elektryczną

rok wydania: 2021, wydanie pierwsze
ISBN: 978-83-8156-181-5
ilość stron: 262
format: B5

Opis

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.

Spis treści

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 komputerowych / 145
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