系统的可靠性分析方法

❶ 可靠性分析的详细内容

用概率统计方法对电力系统保证按规定的电能质量标准连续供电能力进行定量分析或评估。电力系统可靠性是指该系统按规定的电能质量保证向用户连续供电的概率。分析研究电力系统可靠性的目的在于,从电力系统各个环节和侧面研究使系统丧失正常功能的因素，提出定量的评价准则，寻求提高电力系统可靠性的途径和方法。提高电力系统可靠性的根本对策在于整个系统（包括发电、输电、变电、配电各个环节）的正确规划与设计，保证合理的冗余度；精心的运行、操作与维护，减少发生故障的可能性，以求尽可能地提高设备的可用率。研究分析电力系统可靠性有助于提高系统的安全运行水平，促进可靠性管理，求得管理目标定量化、综合化和规律化，有利于提高电力系统的经济效益。1990年中国大陆的发电量为6105亿千瓦时。若能提高发电设备的可靠性，使这些设备的可用率提高1%,就可多发电61亿千瓦时。
简史可靠性理论源于20世纪50年代。1956年，穆尔和C.E.香农研究了可靠性系统和冗余理论，奠定了可靠性理论的基础。把可靠性理论运用到电力工业则始于60年代末。当时，由于电力系统规模扩大,联网增多,单机容量越来越大，系统安全可靠的问题日益突出。加之在60年代，美、英、日本等国相继发生多起大停电事故，造成极大的经济损失，促使各国都高度重视电力系统的可靠性问题。1968年美国成立了全国电力可靠性协会。以后，苏、英、法、日等国相继成立了专门机构，拟订可靠性准则，陆续建立电力设备可靠性数据库。中国于1985 年1月由水利电力部颁布了《发电设备可靠性、可用率统计评价办法》和《配电系统供电可靠性统计暂行规则》，同年成立中国电力可靠性管理中心，并初步建立起发电设备可靠性数据管理系统和配电系统可靠性数据管理系统，定期发布可靠性信息。
研究内容和方法电力系统可靠性研究的主要内容包括发电容量可靠性估计；互联系统可靠性估计；发电和输电组合系统可靠性估计；配电系统可靠性估计；发电厂、变电所主接线可靠性估计及继电保护可靠性估计等。建立基本设备的可靠性数据库也是研究的重要内容。
分析方法有解析法和模拟法两类。解析法的特点是，首先建立电力系统可靠性数学模型，并通过数值计算求解。在给定的简化假设条件下,一般可得到正确结果,因此应用很广泛。但解法有时过于复杂。模拟法是把系统分成许多元素，这些元素的特性可通过概率分布加以预测，然后将这些元素特性组合起来确定系统的可靠性。模拟法分析比较灵活，但结果不够精确。
发电容量可靠性估计发电容量可靠性估计的任务是在不考虑输电系统可靠性约束的条件下，研究电力系统容量的逾度。当电力系统的可用发电容量大于负荷容量，电力系统容量是充裕的；当电力系统的可用发电容量小于负荷容量，电力系统将发生电力不足。发电容量可靠性估计广泛应用于电力系统规划及运行管理。进行这种估计主要分3步:建立机组停运容量概率模型；建立负荷的概率模型；合并机组停运容量概率模型与负荷概率模型，得到电力系统容量适应性模型，求出系统的可靠性指标。表示发电容量可靠性的指标有电力不足概率、电能不足期望值、停电频率和持续时间。发电容量可靠性估计的方法主要有电力不足概率法、电能不足期望值法、频率和持续时间法。
互联系统可靠性估计互联系统指用具有一定输送能力的输电线把两个或多个彼此独立的发电系统联系起来的系统。研究互联电力系统可靠性的任务是计算互联系统的可靠性指标；研究合理的互联结构；研究合理的互联方针及提高互联效益的措施。
研究互联系统的主要方法有4种：①LOLP法,这是一种常用方法，它包括二维概率阵列法和支援容量概率法；②网络流法；③频率期间法；④模拟法。
发电和输电组合系统可靠性估计发电厂以及把这些电厂发出的电能送到主要负荷点的输电系统的总和称为发电和输电组合系统，其可靠性受发电系统及输电系统两方面的制约。它要求估计主要负荷点的可靠性指标，因此既要考虑输电线的正常限制和临时性限制，还要考虑输电系统的某一部分受扰动而扩展为大范围的系统故障。组合系统的可靠性包括两个内容：逾度和安全性。逾度按静态或事故后停运状况分析，一是分析电源的可用容量是否满足负荷需要；二是分析输电线是否能在发热容限内承载负荷，某些中枢点电压波动是否超限。安全性指分析系统是否能保持稳定，是否会产生过负荷连锁反应和电压崩溃。逾度不足可能引起局部电力不足，须对用户削减电力供应或削减电量供应。安全性不足将导致停电的蔓延或整个系统解列。在组合系统的逾度评估中，主要有事故枚举法和蒙特卡罗法。前者属于解析法，其中网络法用得最广。它的基本思想是用线性网络流作为模型，并利用图论算法寻找网络的临界最小割集，以此把系统的故障状态分离出来，再通过计算与临界最小割集有关的各种事件的概率组合，求出系统的故障概率。蒙特卡罗法可用以详细模拟事故前的条件，发电和输电停运以及运行中的实际问题。描述系统运行状态的参数，如负荷、发电元件和输电元件的状态，均服从一定的概率分布。计算时按参数的概率分布用随机抽样来选择参数。对选定的运行状态进行试验时可以根据一种或多种准则判断选定的运行状态是否为故障。模拟法的主要优点是，把电力系统状态的综合统计数据引进计算，它对计算一段时间的可靠性较合适。它的缺点是费时且误差较大。
配电系统的可靠性估计配电系统包括一次配电线路、配电站、二次配电线路等。研究配电系统可靠性的意义，一是它量大面广，涉及大量资金（见配电规划）；二是在评估电力系统各个组成部分(发电、输电、配电)时需要协调；三是需要研究合理的运行策略、维修策略和管理方案，不断提高经济效益。
配电系统有3个主要可靠性指标:平均故障率、平均停运持续时间和年平均停运时间。它们是在某种概率分布下的期望值。为了进一步反映系统停运的严重程度和重要性,可由这3个指标计算出其他的可靠性指标：系统平均停电频率指标,以(停电次数)/(年·用户)表示；用户平均停电频率指标，以(停电次数)/(受停电影响的用户·年)表示；系统平均停电持续时间指标，以(小时)/(用户·年)表示；用户平均停电持续时间指标；以(小时) /(受影响的用户·年)表示；平均供电可用率指标；电量不足指标，以千瓦时表示；平均电量不足,以(千瓦时)/(用户·年)表示；平均用户削减指标，以 (千瓦·时)/(受影响用户·年)表示。
分析配电系统可靠性的基本方法是故障模式及后果分析，即查清每个基本故障事件及其后果，然后加以综合。可靠性判据主要是供电的连续性。可以分析单一故障，也可分析双重故障或故障与计划检修的重叠。必要时，还可考虑气象条件的影响。
发电厂、变电所主接线可靠性估计发电厂和变电所的主接线包括：发电机、变压器、断路器、母线、互感器、隔离开关等。研究电气主接线的可靠性时，一般假定电源为起点,以负荷母线为终点,然后分析计算由起点到终点的可靠性指标。估计电气主接线的可靠性，有助于设计工程师选择和比较不同主接线设计方案，计算不同方案的定量可靠性指标和投资，为技术经济决策提供科学依据。一般电气主接线的可靠性准则主要是供电连续性，即不停电为正常，停电为故障。对发电厂，还要求计算发出给定电力的概率。可靠性指标包括故障概率、频率及平均无故障工作时间、平均停电时间等。
展望电力系统可靠性将在以下一些主要方面发展：①进一步完善可靠性数据库，包括发电、输电、配电的数据库，改善信息收集和反馈的手段，发挥数据库在规划、管理、设备制造等多方面的功能。②可靠性估计将不仅仅用于规划,而且用于实时控制,因此对可靠性模型和算法均要求有新的突破性进展。③发电和输电组合系统的安全性将是优先注意的领域。人们将探讨如何用概率方法来研究电力系统对一定紧急事故的响应能力。④可靠性准则将得到更充分的研究和应用。⑤研究可靠性和经济性的最佳协调。
参考书目
郭永基编着:《电力系统可靠性原理和应用》(上、下册)，清华大学出版社，北京，1985、1986。

❷ 简述系统分析的步骤。简述系统调查的内容和常用方法。

系统分析的主要步骤

1、对研究的对象和需要解决的问题进行系统的说明，目的在于确定目标和说明该问题的重点和范围;

2、收集资料，在系统分析基础上，通过资料分析各种因素之间的相互关系，寻求解决问题的可行方案;

3、依系统的性质和要求，建立各种数学模型;

4、运用数学模型对比并权衡各种方案的利弊得失;

5、确定最优方案。通过分析，若不满意所选方案，则可按原步骤重新分析。一项成功的系统分析需要对各方案进行多次反复循环与比较，方可找到最优方案。

系统调查的主要内容是信息系统的组成部分，包括：资源 (如硬件、软件和职能人员等)、数据(如输 入数据、输出数据或系统文件汇编等)、活动 (如处理程序和工作情况等)。

系统调查的主要方法是：

1、征求各方意见。在调查中 要和有关人员密切配合，访问操作和经理人 员，召开各种座谈会;争取企业高级管理人 员的积极配合等。

2、对信息系统中所使用 的文件进行汇编和审查。

3、编制文件流程 图。

4、进行数据处理工作量分析，计算信 息容量和处理量。

5、对职工完成作业所需 的时间进行观测和计量。

6、对系统可靠性 进行分析。

7、采用调查项目表进行调查。

8、对职能人员履行其职责的能力进行考 察。

9、编写已查出问题概要，重点指出系 统的薄弱环节和改进措施，并将解决问题所 能得到的经济效益和费用相比较，选择合理、 经济的解决办法。

❸ 简述和分析可靠性的定义

可靠性：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性的概率度量叫可靠度[1] 。
寿命是指产品使用的持续期。以“寿命单位”度量。在规定的条件下和在规定的时间内，产品故障的总数与寿命单位总数之比称为“故障率”。故障率是可靠性基本参数，其倒数为平均故障间隔时间(MTBF)[1] 。
可靠性分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性用于描述产品的设计和制造的可靠性水平，使用可靠性综合考虑了产品设计、制造、安装环境、维修策略和修理等因素。从设计的角度出发，把可靠性分为基本可靠性和任务可靠性，前者考虑包括与维修和供应有关的可靠性，用平均故障间隔时间(MTBF)表示；后者仅考虑造成任务失败的故障影响，用任务可靠度(MR)和致命性故障间隔任务时间(MTBCF)表示。对多数企业主要关心产品的固有可靠性和基本可靠性。对可修产品用平均故障间隔时间表示，对不可修产品用平均失效率表示，对一次性使用产品用平均寿命表示[1] 。
对产品而言，可靠度越高就越好。可靠度高的产品，可以长时间正常工作（这正是所有消费者需要得到的）；从专业术语上来说，就是产品的可靠度越高，产品可以无故障工作的时间就越长。
可靠度分析即求出各系统的运作机率的学问，例如机具的可靠度，将影响整个生产制造的流程规划及控制。此外，可靠度的讨论，也往往离不开系统的可用度(Availability)及维修度(Maintainability)。一般谈到可靠度，多是指产品的可靠程度，顾名思义，也就是将产品的好坏特别以可靠度的方法表达出来，这种定义方式对于现今许多高单价及讲求售后服务的产品而言，显得十分重要。
分类
可靠度一般可分成两个层次，首先是所谓组件可靠度(Reliability of component)。也就是将产品拆解成若干不同的零件或组件，先就这些组件的可靠度进行研究，然后再探讨整个系统、整个产品的整体可靠度，也就是系统可靠度(Reliability of system)。组件可靠度分析的方法，其实就是统计分析，至于系统可靠度分析，较为复杂，可采行的方法也较多，
①按重要程度分配可靠度。
②按复杂程度分配可靠度。
③按技术水平、任务情况等的综合指标分配可靠度。
④按相对故障率分配可靠度。
各部分有了明确的可靠性指标后，根据不同计算准则，进行零件的设计计算。主要的计算方法为：根据载荷和强度的分布计算可靠度或所需尺寸；根据载荷和寿命的分布计算可靠度或安全寿命；求出可靠度与安全系数间的定量关系，沿用常规设计方法计算所需尺寸或验算安全系数。与可靠性设计有关的载荷、强度、尺寸和寿命等数据都是随机变量，必须用概率统计方法进行处理。
数学表达式
可靠度函数可用关于时间 t 的函数表示，可表示为
R（t)=P(T>t)
其中，t 为规定的时间，T表示产品的寿命。
由可靠度的定义可知，R(t)描述了产品在（0，t）时间内完好的概率，且R(0)=1，R（+∞)=0。
可靠度工程
可靠度工程是结合管理与工程技术的一种科学，它牵涉到的工程技术主要有三方面：电子(机)工程、机械工程、及材料工程。高精密的科技产品，鲜有不与此三者有关者。惟可靠度本质上是将统计方法应用在各专业领域上的一种品保技术，并将可靠度实际设计进入产品中，方能确保产品品质。
可靠度试验
测试产品可靠度指标的试验就是可靠度试验。可靠度试验有环境试验、机械应力试验、耐气候测试试验、功能试验、EMC及安规试验等。
可靠性工程的发展
萌芽阶段：二次世界大战期间，德国在研制V1火箭中提出了系统可靠性的基本理论，据此V1火箭的可靠度达到75%。在朝鲜战争时期，美国60%的机载电子设备运到远东后不能使用，50%的电子设备在储存期间就失效。美国海军有16、7万台电子设备，每年需更换100万个电子元件，其中电子管的更换率比其他元件高5倍。1943年美国成立了“电子管研究委员会，专门研究电子管的可靠性问题。1949年美国无线电工程师学会成立了可靠性技术组——第一个可靠性专业学术组织诞生了[1] 。
可靠性工程创建阶段：20世纪50年代美国在朝鲜战争中发现，不可靠的电子设备影响战争的进行，而且需要大量的维修费用，每年的维修费是设备采购费用的2倍！军方和制造公司及学术界都卷入了可靠性的研究工作。1950年12月美国成立了“电子设备可靠性专门委员会”，到1952年3月便提出了有深远影响的建议[1] ：
可靠性工程全面发展阶段：20世纪60年代，随着航空航天工业的迅速发展，可靠性设计和试验方法被接受和应用于航空电子系统中，可靠性工程得到迅速发展[1] 。主要表现在：
改善可靠性管理，建立了可靠性研究中心，美国于1965年颁发了《系统与设备的可靠性大纲要求》，可靠性工程活动与传统的设计、研制和生产相结合，获得了较好的效益。罗姆航空发展中心组建了可靠性分析中心，从事与电子设备有关的电子与机电、机械件及电子系统的可靠性研究，包括可靠性预计、可靠性分配、可靠性试验、可靠性物理、可靠性数据采集、分析等[1] 。

❹ 电力系统可靠性评估的方法有哪些

解析法和蒙特卡罗模拟法
解析法是根据电力系统元件的随机参数，建立系统的可靠性数学模型，通过数值计算方法获得系统的各项指标。由于解析法采用的是严格的数学手段，计算结果可信度高。但是它的计算量随系统规模的增大呈指数增长，所以解析法一般只适合于网络规模较小而网络结构较强的系统，也就是说，当元件故障比较稀少但有重大影响，且元件的数目不太多时，解析法可以充分发挥其概念清楚，模型准确的优点。但对于大的电力系统，或当模型中需考虑的因素较多时，解析法的研究过程会变得非常复杂。
Monte Carlo模拟法是将系统中每个元件的概率参数在计算机上用相应的随机数表示，在计算机上模拟系统实际情况，按照对此模拟过程进行若干时间的观察，估算所要求的指标。它的

❺ 求一个系统的可靠度有哪些方法

可靠度可以通过数学方式计算。可靠度函数可用关于时间 t 的函数表示，可表示为R（t)=P(T>t)。其中，t 为规定的时间，T表示产品的寿命。由可靠度的定义可知，R(t)描述了产品在（0，t）时间内完好的概率，且R(0)=1，R（+∞)=0。

可靠度一般可分成两个层次，首先是所谓组件可靠度(Reliability of component)。也就是将产品拆解成若干不同的零件或组件，先就这些组件的可靠度进行研究，然后再探讨整个系统、整个产品的整体可靠度，也就是系统可靠度(Reliability of system)。

(5)系统的可靠性分析方法扩展阅读

可靠性的概率度量叫可靠度，寿命是指产品使用的持续期。以“寿命单位”度量。在规定的条件下和在规定的时间内，产品故障的总数与寿命单位总数之比称为“故障率”。故障率是可靠性基本参数，其倒数为平均故障间隔时间(MTBF)。

可靠性分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性用于描述产品的设计和制造的可靠性水平，使用可靠性综合考虑了产品设计、制造、安装环境、维修策略和修理等因素。从设计的角度出发，把可靠性分为基本可靠性和任务可靠性。

❻ 可靠性分析的介绍

可靠性分析是用概率统计方法对电力系统保证按规定的电能质量标准连续供电能力进行定量分析或评估。

❼ 进行电力系统可靠性评估的基本方法和基本过程是怎样的

主要涉及以下3个步骤：
1、可靠性指标定义；例如LOLP，EENS等.
2、可靠性指标计算；根据指标的不同，在计算时需要采用解析法或者蒙特卡洛法进行计算
3、利用评价方法对计算出来的指标值进行综合评估。评价方法有很多，例如层次分析法、模糊熵权等。
其中前两步是必不可少的，一般是用在评价某个系统的可靠性。如果需要比较不同的系统或者不同方案之间的优劣，则就需要第3步了

❽ 系统可靠性分析，都怎么做啊，希望大牛说下流程

由系统可靠性数据（或者说失效数据）拟合出威布尔分布（或者已知是威布尔分布并且参数给出），然后简单说威布尔分布就是描述的失效概率密度。P（T>t）就是说系统运行时间这一随机变量大于t的概率，也即寿命大于t的概率，是对密度函数的积分，下限t，上限无穷。输入威布尔分布参数，输出概率，或者已知概率，输出时间，看你具体问题了，matlab可以编，minitab也可以。

❾ 《工业系统中人的可靠性分析:原理、方法与应用》，该书07年出版，哪里有电子版的，扫描太累了。

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