本文档属于类型b(非单一原创研究的科学论文,而是IEEE工作组发布的电力系统可靠性测试标准规范)。以下是针对该文档的学术报告内容:
作者及机构
本报告由IEEE概率方法应用分委会(Application of Probability Methods Subcommittee)下属的”可靠性测试系统工作组”(Reliability Test System Task Force)联合制定。主要成员包括:
- 主席P.F. Albrecht(通用电气)
- 成员来自美国电力研究院(EPRI)、联邦能源监管委员会、萨斯喀彻温大学等机构。
发表信息
发表于《IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems》1979年11/12月刊(Vol. PAS-98, No.6)。
本文档定义了电力系统可靠性分析的标准化测试模型(Reliability Test System),旨在为发电-输电复合系统(composite generation/transmission system)的可靠性评估方法提供统一的基准比较平台。其背景源于当时电力行业对可靠性分析方法缺乏一致性测试标准,导致不同研究结果难以横向对比。
论点:构建一个兼顾全面性与灵活性的参考系统,覆盖发电、输电和负荷模型的关键参数,同时允许用户根据需求扩展。
支持依据:
- 系统包含32台发电机组(12–400 MW)、24个母线节点、38条输电线路/变压器,涵盖138 kV和230 kV两种电压等级。
- 明确排除变电站配置、配电系统等非核心参数,以聚焦”复合可靠性”(composite reliability)分析。
- 对比其他现有测试系统(如CIGRE工作组模型),指出其规模过小或数据不完整的问题,突显本系统的普适性优势。
论点:通过时序负荷数据模拟真实电力系统的日、周、季节性波动。
支持数据:
- 年峰值负荷2850 MW,表1提供52周峰值负荷占比(如第51周为100%峰值,第23周为90%),体现双峰季节性特征(冬季/夏季)。
- 表2和表3联合定义每小时负荷曲线,包含工作日/周末差异及三季节(冬、夏、春秋)模式,最终生成8736小时(364天×24小时)的完整模型,年负荷率61.4%。
论点:提供机组强迫停运率(forced outage rate)、平均故障时间(MTTF)、平均修复时间(MTTR)等关键数据,支持概率化评估。
关键细节:
- 表4列出机组可靠性参数,例如:12 MW机组强迫停运率0.02,MTTF 2940小时,MTTR 60小时。
- 燃料成本与运维费用(O&M)按1979年基准给出,例如核电燃料成本0.6美元/MBtu。
- 特别说明未包含部分停运(partial outages)数据,因建模方法未形成行业共识。
论点:通过线路阻抗、额定容量及故障统计,模拟实际电网的物理约束与随机失效。
技术要点:
- 表11提供线路永久性/瞬时性故障率(如138 kV线路永久故障率=0.52L+0.22次/年,L为百英里长度)。
- 表13包含线路阻抗(标幺值)和三类容量限值:正常(normal)、短期(short-term)、长期(long-term)载流量。
- 引入”共模故障”(common mode outages)概念,但未指定具体参数,鼓励用户自行补充。
论点:测试系统故意设定低于实际电网的可靠性阈值,以凸显不同分析方法的敏感性。
依据:
- 工作组明确说明系统可靠性”低于典型规划标准”,便于对比不同方法的优劣。
- 附录通过容量停运概率表(表1-2)展示系统风险水平,例如1500 MW停运概率为4.044×10⁻⁴。
(注:文档中涉及的术语如”composite reliability”首次出现时标注英文,后续使用中文”复合可靠性”;机构名如EPRI保留原名称。)