发电系统可靠性研究(5)

2018-11-28 15:48

0x?0??q F?x??? 0?x?c (3-7) ?p?q?1x?c? 其图形如图3-4所示。这时F?x?为右连续增阶梯函数。

p1q0cx

图3-4 分布函数图

(三) 状态频率

状态频率是指某一种状态在1a内重复出现的次数。在稳定状态情况下,已知

1 TU?MTTF? (3-8)

? TD?MTTR?状态转移频率为:

fij??ijpi?1? (3-9)

???p??q? (3-10) ???

状态频率分别为:

f1?1?p? (3-11)

TU?TD f0?q? (3-12)

从这里我们可以得出有普遍意义的结论:

1 状态转移频率fij等于该状态的状态概率pi乘以离去率(?或?)。 2 任意两状态之间,对于任意一个状态来说转出的频率和转入的频率相等,称为频率平衡。

3 状态频率fi?pi??ij等于该状态转出和转入频率之和。

j?i进一步可知,持续时间为:

17

Ti?式中,?ij-------状态转出率

以上讨论的是一台发电机的容量状态概率及频率,表3-1将以上情况一一具体列出。

表3-1 一台机容量状态概率及频率

pi?fi1??j?i?1ij? (3-13)

状态 可用容量 停运容量 i X(MW) c-X(MW)

1 pi pi fi fi

**c 0 p p?q?1 p? 0

注: pi为确切状态概率:pi?P?X?xi?

pi为累积状态概率:pi?P?X?xi?

**0 0 c q q q? q?

fi为确切状态频率:fi?pi??ij

j?i fi为累积状态频率,在这里 f0?q? f1?q??p?0????0

***

3.2.2 两台机容量模型

设系统仅有两台发电机组#1和#2并联运行。其容量分别是c1MW及c2MW,故障率为?11/a及?21/a,修复率为?11/a及?21/a。

(一) 状态模型图

这里不考虑在同一时间内发生两台发电机故障或修复事件的可能性。也就是说#1和#2机同时故障或修复的概率为0。而图3-5(a)表示两台发电机组合前的4种独立状态。并联运行后,这4种互相独立的状态(事件)组合成为4种新的容量状态,如图3-5(b)所示。为了进一步阐明它们相互结合的物理概念,用每台发电机的寿命流程图来表示,如图3-6。

18

图3-5 两台机状态模型 (a)组合前状态; (b)组合状态

图3-6 寿命流程图

(二) 状态概率

设#1机的可用度A和不可用度A分别为

A1?p1?

?1?1??1 (3-14)

19

A1?q1?

同样,#2机有

?1?1??1 (3-15)

A2?p2??2?2??2 (3-16)

A2?q2??2?2??2 (3-17)

图3-6中的4种组合状态的概率分别应为:

?p11?p1p2?p?qp?0112 ? (3-18)

p?pq12?10??p00?q1q2

应当指出,这些状态概率之和,服从二项式定理。即

p11?p10?p01?p00?p1p2?p1q2?q1p2?q1q2

??p1?q1??p2?q2??1 (3-19) 由于这4种组合状态是互斥的,它们的累积概率可将各状态概率相加求得:

*?p1?p00?*?p2?p00?p01 ?* (2-20)

?p3?p00?p01?p10*?p4?1?(三) 状态频率

进一步可得确切状态频率:

f11?p11??1??2? f10?p10??2??1?

f01?p01??1??2? f00?p00??1??2? (3-21) 累积状态的频率为:

*?f1?p00??1??2??f00?**?f2?p00?1?p01?1?f1?p01??1??2? (3-22) ?**?f3?p10?2?p01?1?f2?p10??2??1?*?f4?0?累积状态频率可应用如下递推公式计算:

fn?fn?1?pk??k???k?? (3-23)

** 20

式中:?k?------k状态向增大可用容量的转移率; ?k?------k状态向减小可用容量的转移率。

两机状态概率与转移频率图如图3-7

图3-7 两机状态概率与转移频率图

将以上讨论的两台机容量状态和频率列于表3-2中

表3-2 两台机容量状态概率及频率

状态 可用容量 停运容量 pi pi fi fi

** i (MW) (MW)

11 c1?c2 0 p11?p1p2 1 f11 0

10 c1 c2 p10?p1q2 p00?p01?p10 f10 f1

**01 c2 c1 p01?p2q1 p00?p01 f01 f2

*00 0 c1?c2 p00?q1q2 p00 f00 f1?f00

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