Розробка математичного забезпечення для аналізу ризику експлуатації підсистем ЕЕС з атомними електростанціями

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorКостерєв, М. В.
dc.contributor.advisorKosterev, Nicolay V.
dc.contributor.advisorКостерев, Н. В.
dc.contributor.degreedepartmentКафедра електричних станційuk
dc.contributor.degreefacultyФакультет електроенергетики та автоматикиuk
dc.contributor.researchgrantorНаціональний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"uk
dc.date.accessioned2016-05-23T12:01:13Z
dc.date.available2016-05-23T12:01:13Z
dc.date.issued2014
dc.description.abstractenThe analysis of the conditions of operation of NPP with auxiliary systems in modern EPS of Ukraine was performed. The most probable set of events (incidents) that cause accidents in EPS with NPP was determined. The structure of risks of electrical connection of NPP and TPP with power system and blackout of auxiliary system of power plant under extreme external influences was formed. The methodology of complex modeling of technical condition and operation of EPS with NPP to assess the risk of accidents, which, unlike existing is to combine of evaluating of probability of electrical failure in terms of fuzzy information and external disturbances with statistical modeling modes of subsystems of EPS, that takes into account the randomness of electrical failures, stochastic nature of the operation, the possible scenario of accidents, material and technical implications was proposed. The mathematical model of the overhead transmission line of 110-750 kV to determine of total crafted resource performance and simplified fuzzy inference algorithm which is based on the use of fuzzy parameters of technical condition of individual functional units of overhead transmission line was developed. This enables more reliably to predict the risk of failure of overhead transmission line on time interval of observation under the influence of hard meteorological conditions. The maximum error of the total crafted resource performance of overhead transmission line by the algorithm Mamdani fuzzy inference and simplified algorithm is 15.5 %. The method for evaluating the risk of failure of induction motors in terms of fuzzy information was proposed. This makes possible to perform the rapid assessment of the technical condition and the risk of failure of critical motors in the auxiliary system of power plant and subsystems EPS with motor load at emergency operation in the power system. The mathematical models of power and switching equipment failures of EPS and auxiliary systems of NPP and TPP, which are based on the use of the general totality of events on this type of equipment failures were developed. The identification of parameters of this equipment and adaptation to the real operating conditions was performed. The method of construction of fuzzy models of specific equipment failure and overhead transmission line with using the limited representative statistical data of failures was proposed. The fuzzy models for assessing the probability of failures of individual elements of subsystems EPS with NPP and auxiliary systems of power plant on the basis of the proposed method were developed. The method of determining the optimal means of reducing the risk of an emergency in the subsystem EPS and auxiliary system of power plant was proposed, which allows to choose the most efficient means of the set of large number possible of optimization criteria. The probabilisticstatistical simulation of test scheme of EPS showed the effectiveness of the applied methods, approaches and algorithms for the implementation of risk preventive management of subsystems of EPS with NPP at incomplete initial information and stochastic operation of EPS. The software "RISK-EEC" and "RISK POWER PLANT" on the basis of developed mathematical software was constructed, which allow to determine quantitative risk of emergencies in EPS with NPP and blackout of auxiliary system of NPP during emergency disturbances at NPP and EPS. This will make possible to take preventive economic and technical solutions of improving the power system reliability and safety operation of NPP.uk
dc.description.abstractruПроведен анализ условий функционирования АЭС с системами собственных нужд в современных ЕЭС Украины. Определено множество наиболее вероятных событий (инцидентов), которые вызывают аварийные ситуации в ЕЭС с АЭС и сформирована структура рисков нарушения электрической связи АЭС и ТЭС с энергосистемой и обесточивание системы собственных нужд электростанций в условиях экстремальных внешних воздействий. Предложенная методология комплексного моделирования технического состояния и режимов ЭЭС с АЭС для оценки риска возникновения аварийных ситуаций, которая, в отличие от существующих, состоит в сочетании определения вероятности отказа электрооборудования в условиях нечеткой информации и внешних возмущениях со статистическим моделированием режимов подсистем ЕЕС, позволяющий учитывать случайность отказов электрооборудования, стохастический характер режима, возможный сценарий развития аварий, материальные и технические последствия. Разработана математическая модель BЛ напряжением 110-750 кВ для определения общего отработанного ресурса работоспособности и упрощенный алгоритм нечеткого логического вывода, основанные на использовании нечетких параметров технического состояния отдельных функциональных узлов BЛ. Это дает возможность более точно прогнозировать риск отказа ВЛ на заданном интервале времени наблюдения под влиянием сложных метеоусловий. Выявлено, что максимальная погрешность определения общего отработанного ресурса BЛ по алгоритму нечеткого логического вывода Мамдани и упрощенным алгоритмом составляет 15,5%. Предложен метод оценки риска отказа асинхронных двигателей в условиях нечеткой информации, что дает возможность выполнить экспресс-оценку технического состояния и риск отказа ответственных двигателей в системе собственных нужд электростанции и в подсистемах ЕЭС с двигательных нагрузкой при аварийных режимах в энергосистеме. Разработанные математические модели отказов силового и коммутационного оборудования энергосистем и собственных нужд АЭС и ТЭС, основанные на использовании генеральной совокупности событий по отказам оборудования данного типа, и выполнена идентификация их параметров, адаптация к реальным условиям функционирования. Предложен метод построения нечетких моделей отказа конкретных единиц оборудования и ВЛ при ограниченных репрезентативных статистических данных по отказам. На базе предложенного метода разработаны нечеткие модели оценки вероятности отказов отдельных элементов подсистем ЕЭС с АЭС и системы электроснабжения собственных нужд электростанции. Разработаны математические модели для оценки надежности схем электроснабжения собственных нужд АЭС от внешних независимых источников питания при нечетко заданных параметрах отказов электрооборудования, дает возможность оценки риск отказа отдельных схем электроснабжения и выполнять ранжирование их по надежности. Предложен метод определения оптимального средства снижения риска возникновения аварийной ситуации в подсистеме ЕЭС и системе СН электростанции, который позволяет выбирать наиболее эффективный способ из множества возможных в условиях большого количества оптимизационных критериев. Проведено вероятностно-статистическое моделирование тестовой схемы ЕЭС показало эффективность применяемых методов, подходов и алгоритмов для осуществления риск-превентивного управления подсистем ЕЭС с АЭС в условиях неполноты исходной информации и стохастичности режима ЭЭС. На основе разработанного математического обеспечения созданы программные комплексы "RISK-EEC" и "RISK POWER PLANT", которые позволяют определять количественные показатели риска возникновения аварийных ситуаций в ЕЭС с АЭС и обесточивание системы ОП АЭС при аварийных возмущениях на АЭС и в ЕЭС, что позволит принимать превентивные экономические и технические решения по повышению надежности энергосистем и безопасности эксплуатации АЭС.uk
dc.description.abstractukПроведено аналіз умов функціонування АЕС з системами власних потреб в сучасних ЕЕС України. Визначено множину найбільш імовірних подій (інцидентів), котрі викликають аварійні ситуації в ЕЕС з АЕС і сформована структура ризиків порушення електричного зв‘язку АЕС і ТЕС з енергосистемою та знеструмлення системи власних потреб електростанцій в умовах екстремальних зовнішніх впливів. Запропонована методологія комплексного моделювання технічного стану і режимів ЕЕС з АЕС для оцінки ризику виникнення аварійних ситуацій, яка, на відміну від існуючих полягає в поєднанні визначення імовірності відмови електрообладнання в умовах нечіткої інформації та зовнішніх збуреннях із статистичним моделюванням режимів підсистем ЕЕС, що дозволяє враховувати випадковість відмов електрообладнання, стохастичний характер режиму, можливий сценарій розвитку аварій та матеріальні і технічні наслідки. Розроблена математична модель повітряної лінії електропередачі напругою 110-750 кВ для визначення загального спрацьованого ресурсу працездатності та спрощений алгоритм нечіткого логічного висновку, що базуються на використанні нечітких параметрів технічного стану окремих функціональних вузлів ПЛ. Це дає можливість більш достеменно прогнозувати ризик відмови ПЛ на заданому інтервалі часу спостереження під впливом складних метеоумов. Виявлено, що максимальна похибка визначення загального спрацьованого ресурсу ПЛ за алгоритмом нечіткого логічного виводу Мамдані і спрощеним алгоритмом складає 15,5%. Запропоновано метод оцінювання ризику відмови асинхронних двигунів в умовах нечіткої інформації, що дає можливість виконати експрес-оцінку технічного стану та ризик відмови відповідальних двигунів в системі власних потреб електростанції та в підсистемах ЕЕС з двигуновим навантаженням при аварійних режимах в енергосистемі. Розроблені математичні моделі відмов силового і комутаційного обладнання енергосистем та власних потреб АЕС і ТЕС, що ґрунтуються на використанні генеральної сукупності подій щодо відмов обладнання даного типу та виконана ідентифікація їх параметрів та адаптація до реальних умов функціонування. Запропоновано метод побудови нечітких моделей відмови конкретних одиниць обладнання і ПЛ при обмежених репрезентативних статистичних даних по відмовам. На базі запропонованого методу розроблені нечіткі моделі оцінки імовірності відмов окремих елементів підсистем ЕЕС з АЕС і системи електропостачання власних потреб станції. Розроблено математичні моделі для оцінки надійності схем електропостачання власних потреб АЕС від зовнішніх незалежних джерел живлення при нечітко заданих параметрах відмов електрообладнання, що дає можливість оцінки ризик відмови окремих схем електропостачання та виконувати ранжування їх за надійністю. Запропоновано метод визначення оптимального засобу зниження ризику виникнення аварійної ситуації в підсистемі ЕЕС і системі ВП електростанції, який дозволяє обирати найефективніший засіб з множини можливих в умовах великої кількості оптимізаційних критеріїв. Проведено імовірнісно-статистичне моделювання тестової схеми ЕЕС показало ефективність застосованих методів, підходів та алгоритмів для здійснення ризик-превентивного управління підсистем ЕЕС з АЕС в умовах неповноти вихідної інформації та стохастичності режиму ЕЕС. На основі розробленого математичного забезпечення створені програмні комплекси “RISK-EEC” та “RISK POWER PLANT”, які дозволяють визначати кількісні показники ризику виникнення аварійних ситуацій в ЕЕС з АЕС та знеструмлення системи ВП АЕС при аварійних збуреннях на АЕС і в ЕЕС, що дасть можливість приймати превентивні економічні і технічні рішення по підвищенню надійності енергосистем та безпеки експлуатації АЕС.uk
dc.format.page7 с.uk
dc.identifier2635-п
dc.identifier.govdoc0113U004004
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/15939
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ "КПІ"uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectАЕСuk
dc.subjectматематичні моделіuk
dc.subjectповітряні лінії електропередачuk
dc.subjectТЕСuk
dc.subjectаварійні станиuk
dc.titleРозробка математичного забезпечення для аналізу ризику експлуатації підсистем ЕЕС з атомними електростанціямиuk
dc.title.alternativeDevelopment of software for risk operating analysis of electric power subsystems with nuclear power plants
dc.title.alternativeРазработка математического обеспечения для анализа риска эксплуатации підсистем ЕЕС с атомними электростанциями
dc.typeTechnical Reportuk
thesis.degree.level-uk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
2635-п.pdf
Розмір:
243.44 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Анотовані описи звітів про НДР (ЕС)
Анотовані описи завершених науково-дослідних робіт КПІ ім. Ігоря Сікорського