Ｉ 一学 熏 ……一一…………………一一 关于电力系统可靠性评估方法的分析 国网江西奉新县供电有限责任公司 马 健 【摘要】一切为提高电力系统、设备健康水平和安全经济运行水平的活动都属于电力工业可靠性工作的范畴，都是为了提高电力工业可靠性水平所从事的服务活动。 【关键词】电力系统；可靠性；评估方法；指标 现代社会对电力的依赖越来越大，电能 故障下能否维持稳定或正常供电等。 系统的结构和元件的功能以及两者之间的逻 的使用已遍及国民经济及人民生活的各个领 在电力系统发展规划和运行规划时，特 辑关系，建立可靠性概率模型，通过递推和 域，成为现代社会的必需品。电力系统是由 别是电源规划中，评估可靠性经常使用充裕 迭代等过程对该模型精确求解，从而计算可 发电、变电、输电、配电、用电等设备和相 性指标。在电网规划和运行管理中，评估可 靠性指标，其优点在于采用了精确的数学模 应的辅助设施，按规定的技术经济要求组成 靠性经常使用安全性指标。 型。 的一个统一系统。发电厂将一次能源转换为 （３）平均持续时间：如首次故障的平均持 在实际工作中这种方法使用的最多， 电能，经过输电网和配电网将电能输送和分 续时间、两次故障间的平均持续时间、故障 因为大多数的系统和子系统都可用数学模型 配给电力用户的用电设备，从而完成电能从 的平均持续时间等。 描述，可以用来估计大规模系统的可靠性指 生产到使用的整个过程。 （４）期望值：如一年中系统发生故障的期 标。解析法一般用于评估负荷点和系统可靠 一、电力系统可靠性概述 望天数。 性指标的平均值或期望值，平均值在电力系 可靠性（Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ）是指一个元件、 上述这几类指标各自从不同的角度描 统可靠性评估中是系统的基本指标，但在指 设备或系统在预定时间内，在规定条件下完 述了系统的可靠性状况，各自有其优点及局 标变化性上不提供任何信息。这种方法描述 成规定功能的能力。可靠度则用来作为可靠 限性。在实际应用过程中往往是采用多种指 了存在于实际系统中的因果关系，在给定的 性的特性指标，表示元件可靠工作的概率， 标来描述同一个系统，使这些指标之间可以 假设条件下，一般可求得准确的结果。当系 可靠度高，就意味着寿命长，故障少，维修 相互弥补其不足。比如，停电概率和频率指 统复杂时数学方程式会变得十分复杂，因而 费用低；可靠度低，就意味着寿命短，故障 标不能给出停电的大小的量度，而期望值指 需要进一步地简化或近似，许多的近似技术 多，维修费用高。 标正可以弥补这一不足。在这些指标中， 因此就发展起来以简化计算过程，得到近似 现代社会对电力的依赖越来越大，电能 有的（如概率指标）既可用于不可修复元件和 结果。 的使用已遍及国民经济及人民生活的各个领 系统，又可用于可修复元件和系统，但频率 解析法可以采用严格的数学模型和算 域，成为现代社会的必需品。电力系统是由 和平均持续时间指标多用于可修复元件和系 法，因而解析法在系统组合故障数目比较少 发电、变电、输电、配电、用电等设备和相 统。 时较有效。即当元件故障比较少但有重大 应的辅助设施，按规定的技术经济要求组成 二、电力系统可靠性评估的发展 影响时，且元件数目不太多时，解析法可以 的一个统一系统。发电厂将一次能源转换为 由于电力系统故障多是随机发生的， 充分发挥其物理概念清楚、模型准确的优 电能，经过输电网和配电网将电能输送和分 而且很多故障超出了系统工程人员的控制能 点。计算准确，结果理想。但随着元件数的 配给电力用户的用电设备，从而完成电能从 力，因此一般说绝对的毫不中断地连续供电 增多，计算量呈指数增长，当系统规模大到 生产到使用的整个过程。 实际上是不可能的。为了尽量减少由于系统 一定程度时，采用此方法有一定的困难。因 所谓电力系统可靠性，就是可靠性工 元件随机故障对系统供电造成的影响，在电 此，有许多学者提出了基于减少计算量的改 程的一般原理和方法与电力系统工程问题相 力规划时，采用增加机组的办法，但是经济 进算法。在电力系统可靠性评估中，解析法 结合的应用科学。电力系统可靠性包括电力 性和可靠性是相互制约的，增加投资可以提 发展的已经比较成熟了。解析法在美、加、 系统可靠性工程技术与电力工业可靠性管理 高可靠性，然而过高的投资违反了经济性的 英等国的应用比较广泛。 两个方面。电力系统可靠性实质就是用最科 约束。 （２）蒙特卡罗模拟法 学，经济的方式充分发挥发、供电设备的潜 为了摆脱经济性和可靠性约束之间相抗 解析法的特点是基于马尔科夫模型，准 力，保证向全部用户不断供给质量合格的电 衡的困境，几十年来，设计规划人员一直在 确度较高，适用于结构简单的小型电力系统 力，从而实现全面的质量管理和全面的安全 探索确实可行的判据和分析技术。早期的判 的可靠性评估，但其计算工作量随系统规模 管理。因此，一切为提高电力系统、设备健 据和方法是以确定性为基础的。四十年代， 呈指数关系增长，而且当系统变得越来越复 康水平和安全经济运行水平的活动都属于电 应用概率理论来定量描述和计算工程系统的 杂时，其状态空间的状态数剧增，这必然会 力工业可靠性工作的范畴，都是为了提高电 可靠性技术引入了电力工程领域，但是当时 造成维数灾难。同时为了获得解析模型，常 力工业可靠性水平所从事的服务活动。 这种方法一直没有得到广泛应用，主要原因 常需要对系统的实际条件作较多简化，所以 通常，评价电力系统可靠性从以下两方 是缺乏数据、受到计算工具的限制，而且工 其应用受到较大的限制。 面入手 。 程人员对这种方法存在偏见。六十年代中 蒙特卡罗方法 是一种以概率统计理论 （１）充裕性（ａｄｅｑｕａｃｙ）一充裕性是指电力 期，由于电网结构的不合理导致无法及时适 和方法为基础的数值计算方法，目前广泛应 系统维持连续供给用户总的电力需求和总的 应新的情况，许多国家的大电网相继发生了 用于系统可靠性的评估中。它与故障树分析 电能量的能力，同时考虑到系统元件的计划 重大的事故，引起大面积长时间的停电，这 技术相结合，是对系统进行可靠性预测分析 停运及合理的期望非计划停运．又称为静态可 些停电事件不但造成了巨大的经济损失，而 的有效的途径。它的优点是属于统计试验方 靠性，即在静态条件下电力系统满足用户电 且危及社会秩序，对整个社会的影响非常深 法，比较直观，易于被工程技术人员掌握和 力和电能量的能力。充裕性可以用确定性指 刻，同时也给从事电力系统规划和运行的人 理解，可以发现一些人们难以预料的事故， 标表示，如系统运行时要求的各种备用容量 员以极大的教训。规划过程中过多考虑经济 容易处理各种实际运行控制策略，采样次数 （检修备用、事故各用等）百分比，也可以用 性，而不相应提高安全可靠性要求，将可能 与系统的规模无关，在进行复杂系统的可靠 概率指标表示，如电力不足概率（ＬＯＬＰ），电 造成更大的经济损失。 性评估时更具有优越性。据此，采用蒙特卡 力不足时间期望值（ＬＯＬＥ），电量不足期望值 三、 电力系统可靠性评估方法 洛法可以用来分析自动化系统的可靠性。 （ＥＥＮＳ）等。 在电力系统可靠性评估中，分析过程一 直接蒙特卡罗法的基本思想为：用落入 （２）安全性（ｓｅｃｕｒｉｔｙ）一安全性是指电力 般由以下三个步骤组成：状态选择、状态估 失效域的样本点数与总的投点数之比值作为 系统承受突然发生的扰动，如突然短路或未 计和计算指标。其可靠性评估常采用的有两 失效概率的估计值。 预料到的失去系统元件的能力，也称为动态 种基本方法：一种是解析法；另一种是Ｍｏｎｔｅ 蒙特卡罗模拟法是按一定的步骤在计 可靠性， 即在动态条件下电力系统经受住突 Ｃａｒｌｏ模拟法。 算机上模拟随机出现的各种系统状态，即用 然扰动且不间断地向用户提供电力和电能量 （１）解析法 数值计算方法模拟一个实际的过程，并从大 的能力。安全性现在一般采用确定性指标表 解析法基于马尔可夫模型，用数学方法 量的模拟试验结果中统计出系统的可靠性指 示，例如最常用的Ｎ～１准则，以及在某一特定 从数学模型中评估可靠性指标。该法是利用 标。随机模拟的次数与系统规模无关，适应 一３７６一屯子世界 …………………………一 熏 ～ Ｊ 关于中职《机械制图》课程教学的思考 陕西省电子信息学校田文娟 【摘要】《机械制图》是中职学校工科类学生（特别是机械类专业学生）非常重要的专业基础课之一，是一门培养学生阅读和绘制机械图样，发展学生空间想象力的学 科。它将直接影响后续专业课的学习，与生产实际有着十分密切的联系。如果学生不能通晓机械制图这门 工程语言 ，就很难学好其他专业知识，也无法胜任以后的工 作。在此，笔者就如何教好《机械制图》课谈谈自己的意见，已与同仁切磋交流。 【关键词】机械制图；学生；手段 近几年，随着中等职业学校招生门槛降 低，中职进校生的总体素质严重下滑，学生 进校就开始学习这门课程，无实际经验， 没有空间立体几何知识，学生学起来感到很 难，不容易掌握，不少学生由此产生厌学、 惧学情绪。如何根据教材的特点和学生的实 际情况，教会学生阅读和绘制机械图样，我觉 得应在机械制图教学过程中运用科学的教学 方法和先进的教学手段，在制图课程的教学 实践中，逐步探索出比较可行的能够让学生 比较容易掌握知识点与难点，从而提高教学 效果。以下结合自身的教学实践，谈谈我对 《机械制图》课程教学的几点思考。 采用科学的教学方法，充分利用现 代化的教学手段 现代教学设备的先进，使教师可以运用 各种多媒体手段来提高教学质量，丰富教学手 段。多媒体具有图、文、声并茂以及活动影像 等特点，充分发挥多媒体的形象化教学，可 以弥补传统教学方法在直观感、立体感等方 面的不足。比如，可以运用视频、ＰＰＴ、幻灯 等，这些教学手段能更生动、形象、直观的 表达制图课中三维空间形体和二维平面图形 的转换过程。如在讲解剖视图时，利用多媒 体，在屏幕上从多个角度演示机件的内部和 外部结构，学生可以很轻松地看懂这个机件 的结构，掌握基本原理、作图和读图方法以 及有关机械零件的基本结构及装配的基本知 识等，形成扎实基本理论知识体系，逐步培 养学生的空间想象力。 实践表明，在整个教学过程中学生的学 习兴趣提高，使学生能用最少的时间掌握最 多的知识，这是传统教学手段无法比拟的， 学生反映积极，爱学爱看，在愉快的气氛中学 到了知识，并且记忆深刻，从而提高了教学效 一一、二、在机械制图教学中运用项目教学法 中等职业教育的目标是培养实用型、复 合型人才，不但懂得某专业的基础理论与基 本知识，而且具有某一岗位所需要的生产操 作和组织能力，善于将技术意图或工程图样 转化为物质实体，并能在生产现场进行技术 指导和组织管理，解决生产中的实际问题。 企业产品改型周期快，项目生产是企业的主 旋律，这就要求技术人员除了要有复合的专 业知识和技能外，还要有项目生产的理念， 参与项目生产的能力，因此在教学中运用项 目教学法，加强学生动手能力的培养，提高 他们进行项目制作的综合应用能力，这正是 中等职业教育所追求的。 根据中职培养的目标，机械制图课程应 重视应用性教学，强调知识的应用，适当降 低理论的深度，特别在教学中贯穿项目的制 作，这对于学生理论知识的理解和掌握，特 别对学生综合运用能力的培养具有重要的意 义。 果。 三、既要注重课本理论的教学，又要与 生产实践紧密结合 理论联系实际是教学的一项基本原则，理 论教学的目的是为生产实践服务。首先，要 注重课本理论的教学。理论教学主要是在课 堂上进行。 同时《机械制图》课又是一门实践性很 强的课程。因此，在加强课本理论学习的同 时，还必须与生产实际紧密联系，既要让学 生看模型，又要让他们看一些实物，二者要 结合起来使用。在教学过程中，我根据学生 所学专业拿一些工厂中用的图纸进行教学， 让学生了解一些实际生产的知识，明确学了 制图是用来干什么的，使理论知识与生产实 践紧密结合起来，加强了对学生综合素质的 培养。 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： ＯＬＯＬＰ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。 电力系统可靠性将在以下一些主要方面 发展： 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。 四、启发式教学培养学生的空间想象和 思维能力 启发式教学的核心是以启迪思维、培养 和发展智能提高学生素质为核心。实施启发 式教学法，应以教师为主导，学生为主体。 这就要求教师吃透教材，精心备课，只有这 样，才能在教学设计上有的放矢，才能正确 引导学生思维。学生可以自由发表意见，对 有见地的学生发言要充分肯定，鼓励创新思 维，鼓励个性发展。对理解有失偏颇甚至理 解错误的学生，不要挫伤他们的学习积极 性，要给以鼓励，给予正确引导。教师对所 提问题在学生讨论、辩论的基础上要给予正 确的归纳总结，重要问题要给予科学阐释， 让学生知其然并知其所以然。启发式教学对 培养学生的空间想象和思维能力，以及培养 创新精神与创新能力等方面都有至关重要的 作用。如在讲解“点、直线和平面的投影” 章时，我主要将“点的投影”一节讲透， 在学生掌握好点的投影的基础上，提示”两 点确定一线，那么直线的投影如何求？”学 生很自然会想到找到直线两端点的投影、连 接即是直线的投影，再根据不同位置直线的 投影，引导学生分析、总结其空间位置，教 师说出不同位置直线的名称，再引导大家对 比不同位置直线的投影特点。同样”平面的 投影”也是先提示“不在同一直线的三点确 定一面；一条直线和线外一点确定一面”， 再引导学生去做平面的投影，总结不同位置 平面的投影特点。这样的教学过程，即引导 一了学生主动思维，调动了他们的学习主动 性，又锻炼了他们的空间想象和思维能力， 学生也会很自然而且牢固地掌握内容。在中 职教育的过程中，我们主要是培育出符合企 业要求的实用性、综合性人才，所以不论是 教学手段的改革，还是教学方法的改革，其 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。 性强，算法及程序结构简单。 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 ⑤研究可靠性和经济性的最佳协调。 四、结论 由于电力系统故障多是随机发生的， 而且很多故障超出了系统工程人员的控制能 力，因此一般说绝对的毫不中断地连续供电 实际上是不可能的。为了尽量减少由于系统 力规划时，采用增加机组的办法，但是经济 性和可靠性是相互制约的，增加投资可以提 高可靠性，然而过高的投资违反了经济性的 约束，所以我们应具体情况具体分析。 ①进一步完善可靠性数据库，包括发 元件随机故障对系统供电造成的影响，在电 屯早世界一３７７—