Đối với lưới trung áp mạch vòng, có phần tử dự phòng
hì phân tích độ tin cậy phức tạp hơn nhiều so với lưới hình
ia. Tác giả lấy bối cảnh lưới trung áp Việt Nam tại các
hành phố đang vận hành theo phương thức mạch vòng –
vận hành hở để nghiên cứu độ tin cậy. Sử dụng kết hợp
phương pháp cây sự cố trạng thái động và mạng Bayes, bài
báo mô tả quá trình phân tích xây dựng các tình huống sự
ố, thấy rõ phương pháp trực quan, dễ dàng tiếp cận. Tuy
nhiên, để có kết quả đối chứng với phương pháp, tác giả đã
ử dụng đường dây F1 sơ đồ IEEE RBTS Bus2 để tính toán.
Trước tiên xác định đỉnh sự kiện, xây dựng cây sự cố, sau
đó mô hình hóa theo mạng Bayes, cuối cùng là phân tích
5 trang |
Chia sẻ: huongthu9 | Lượt xem: 546 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Phân tích độ tin cậy lưới điện trung áp mạch vòng dựa trên phương pháp cây sự cố trạng thái động và mạng bayes, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
56 Lê Xuân Sanh
PHÂN TÍCH ĐỘ TIN CẬY LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP MẠCH VÒNG DỰA TRÊN
PHƯƠNG PHÁP CÂY SỰ CỐ TRẠNG THÁI ĐỘNG VÀ MẠNG BAYES
ANALYSIS OF RING DISTRIBUTION GRID RELIABILITY BASED ON
DYNAMIC FAULT TREE AND BAYESIAN NETWORK
Lê Xuân Sanh
Trường Đại học Điện lực; sanhlx@epu.edu.vn
Tóm tắt - Phương pháp sơ đồ cây sự cố (Fault Tree Analysis -
FTA) là một kỹ thuật suy diễn được sử dụng rộng rãi và phổ biến
trong phân tích độ tin cậy của hệ thống, FTA phù hợp để phân tích
các hệ thống phức tạp như hệ thống phân phối điện. Mạng Bayes
(Bayesian network) là một mô hình xác suất dạng đồ thị, mô tả đồ
thị của mạng Bayes dẫn tới các mô hình dễ giải thích, và các thuật
toán toán học và suy luận hiệu quả. Khi kết hợp hai phương pháp
để phân tích độ tin cậy của lưới điện phân phối dạng mạch vòng,
có nguồn dự phòng, các phần tử dự phòng sẽ cho kết quả tin cậy.
Bài báo giới thiệu việc ứng dụng hai phương pháp FTA và Bayes
để phân tích độ tin cậy của lưới điện phân phối mạch vòng, sử
dụng sơ đồ IEEE RBTS Bus2 để tính toán và so sánh.
Abstract - The fault tree analysis (FTA) approach is a constructive
technology, used broadly and generally for analyzing the reliability
of power system. FTA is applicable for evaluating the intricate
operation such as power distribution system. Bayesian network is a
graphical probability model. Graph depictions of Bayesian network
lead to models for explanation, make mathematical algorithms
easier as well as have efficient inferences. When combining two
approaches to determine the reliability of circular-shaped
distribution grid having back-up system, reserved components will
produce reliable results. This work presents the application of FTA
and Bayesian to examine the reliability of ring distribution grid, using
IEEE RBTS Bus2 diagram for calculation and comparison.
Từ khóa - cây sự cố trạng thái động; đánh giá độ tin cậy; độ tin
cậy; lưới điện phân phối; mạng Bayes
Key words - dynamic fault tree; reliability evaluation; reliability;
distribution system; Bayesian network
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, nhằm nâng cao độ tin cậy cấp điện cho khách
hàng, tại những nơi mật độ phụ tải tập trung cao, hệ thống
phân phối điện trung áp thường áp dụng phương thức kết
cấu dạng mạch vòng (vận hành hở), nhất là đối với đường
dây sử dụng cáp ngầm thì điều đó là bắt buộc của lộ đường
dây (Hình 1). Điểm mở (vận hành hở) trên đường dây được
xác định bởi phương thức vận hành, như Hình 1 khi có sự
cố tại trạm biến áp hay đoạn đường dây nào đó thì sẽ cách
li đoạn sự cố và hai phía đường dây sẽ được cấp bởi hai
nguồn từ hai đầu đường dây lại. Do đó, cho dù nguồn điện
dự phòng là đóng tự động hay bằng tay thì thời gian mất
điện bình quân của phụ tải sẽ phụ thuộc vào thời gian thao
tác cầu dao (máy cắt).
Hình 1. Kết lưới dạng mạch vòng
Dạng phương thức kết lưới như Hình 1 đang được sử
dụng nhiều tại các thành phố của Việt Nam. Tuy nhiên,
việc đánh giá độ tin cậy cung cấp điện theo phương thức
vận hành này chưa được chú ý [1]. Bài báo đề xuất một
phương pháp để đánh giá độ tin cậy khi lưới có kết cấu
dạng mạch vòng (có nguồn dự phòng) hay có các phần tử
dự phòng khác, sử dụng cây sự cố trạng thái động kết hợp
mạng Bayes để tính toán.
2. Phương pháp cây sự cố trạng thái động
Hệ thống gồm những linh kiện ở trạng thái động, nên
không thể trực tiếp áp dụng cây sự cố trạng thái tĩnh truyền
thống để tiến hành phân tích nó. Nếu trong cây sự cố bao
hàm ít nhất một hàm logic trạng thái động, thì gọi đó là cây
sự cố trạng thái động. Cây sự cố trạng thái động được phát
triển trên cơ sở cây sự cố trạng thái tĩnh, đó là sự mở rộng
của cây sự cố trạng thái tĩnh, nó có các đặc trưng như tính
tương quan thứ tự, có thể sửa chữa, có nguồn dự phòng,
v.v Nếu hai sự kiện kết hợp với nhau hệ thống sẽ mất tín
hiệu, không liên quan đến thứ tự trước sau, tức là cây sự cố
trạng thái tĩnh. Còn nếu hai sự kiện phát sinh có liên quan
đến thứ tự trước sau, tức là phải có một sự kiện đặc thù phát
sinh thì sự kiện thứ hai mới phát sinh, khi đó hệ thống mới
mất tín hiệu, hệ thống có tính liên quan đến thứ tự này phải
sử dụng cây sự cố trạng thái động [2].
2.1. Hàm logic trạng thái động
Hàm logic của cây sự cố trạng thái động chủ yếu là hàm
ưu tiên, hàm tương quan thứ tự, hàm tương quan chức
năng, hàm dự phòng nguội và hàm dự phòng nóng, ký hiệu
một vài hàm như Hình 2.
Hình 2. Ký hiệu hàm logic của cây sự cố trạng thái động
Hàm tương quan thứ tự trong hàm logic trạng thái động
có yêu cầu đối với thứ tự phát sinh sự kiện, sự kiện phát
sinh bên cạnh trái ngoài cùng phải phát sinh trước khi phát
sinh sự kiện ở bên cạnh phải sát nó, nếu không theo đúng
thứ tự và quy tắc như thế thì sự kiện sẽ không phát sinh.
Trong các hàm tương quan thứ tự, chỉ có sự kiện nhập vào
đầu tiên có thể bao hàm sự kiện cơ bản hoặc sự kiện đầu ra
của hàm logic khác, nhưng sự kiện đầu vào khác chỉ có thể
C E
A B
N2
N1 F
Điểm
mở
mạch
vòng
D
CSP
A S
C
SEQ
A B
T
C
a, Hàm dự phòng lạnh
(Cold Spare gate - CSP)
b, Hàm tương quan thứ tự
(Sequence Enforcing
gate - SEQ)
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(128).2018 57
là sự kiện cơ bản [2, 3].
Sự kiện đầu vào của hàm tương quan chức năng là do
sự kiện kích ứng và nhiều hơn một sự kiện tương quan tổ
hợp thành. Sự kiện kích ứng tức là trong hệ thống nếu
những linh kiện này phát sinh sự cố thì sẽ làm cho các linh
kiện khác có liên quan đến nó cũng phát sinh sự cố hoặc
không thể hoạt động được. Tương tự như hàm tương quan
thứ tự, sự kiện kích ứng trong các sự kiện đầu vào có thể là
sự kiện cơ bản hoặc sự kiện đầu ra của hàm nào đó, sự kiện
đầu vào khác có liên quan chỉ có thể là sự kiện cơ bản. Hàm
có liên quan đến chức năng chỉ biểu thị mối quan hệ giữa
các linh kiện với nhau, và không có đầu ra thực tế.
2.2. Thiết lập cây sự cố trạng thái động của hệ thống
cung cấp điện
Các bước thiết lập cây sự cố trạng thái động và trạng
thái tĩnh tương tự nhau [2], chỉ khi dùng các hàm logic để
liên kết tất cả các sự kiện phải xem xét đến ứng dụng hàm
logic trạng thái động.
Bài viết lấy đường dây F1 trong sơ đồ IEEE RBTS
Bus2 (Hình 3) làm ví dụ tính toán.
Hình 3. Sơ đồ hệ thống phân phối điện IEEE RBTS 2 thanh cái
Đối với đường dây F1, nguồn điện dự phòng thông qua
máy cắt liên lạc A để liên kết. Khi nguồn điện chính không
phát sinh sự cố tức là nguồn điện dự phòng không đưa vào
sử dụng, ngắt máy cắt liên lạc (hệ thống vận hành theo kiểu
mạch vòng mở). Tính toán trong trường hợp thông thường,
giả sử tất cả nguồn điện đều đáng tin cậy, (tuy nhiên trên
thực tế, tính tin cậy của nguồn điện ban đầu cao hơn rất
nhiều so với nguồn điện dự phòng). Lấy điểm phụ tải LP3
làm ví dụ, trong trường hợp L1 phát sinh sự cố, D1 ngắt,
nguồn điện dự phòng A mới được đưa vào sử dụng, lúc này
trong cây sự cố phải cho thêm một hàm dự phòng, được thể
hiện như Hình 4.
Hình 4. Cây sự cố điểm phụ tải LP3
Tất cả nguyên nhân có khả năng gây nên phát sinh sự
cố điểm phụ tải LP3 (trực tiếp liên kết với phụ tải LP3) là
do sự cố đường dây L4; dây nhánh L5; máy biến áp T3.
Đường dây L7 và L10 gây ngắt dao cách li. L1D1A biểu
thị mất tín hiệu nguồn điện. Trong đó, L1 biểu thị do sự cố
đường dây L1 gây ngắt dao cách li D1, sau đó nguồn điện
dự phòng được đưa vào sử dụng, phụ tải LP3 vẫn ở trạng
thái làm việc, sau khi nguồn điện dự phòng A phát sinh sự
cố, phụ tải LP3 sẽ mất điện (sự cố).
Điểm phụ tải LP1 và LP2 (Hình 3) khi gặp sự cố, nếu
là do sự cố L1 gây ngắt dao cách li, khi đó nguồn điện dự
phòng sẽ không thể đưa vào sử dụng, nên cây sự cố của nó
là cây sự cố trạng thái tĩnh. Điểm phụ tải LP5 và LP6, bất
luận là do L1 gây ngắt dao cách li D1 hay do L4 gây ngắt
dao cách li D2, thì đều đưa nguồn điện dự phòng vào sử
dụng [4]. Cây sự cố của điểm phụ tải LP5 được thể hiện
như Hình 5.
Hình 5. Cây sự cố điểm phụ tải LP5
Hình 6. Cây sự cố điểm phụ tải LP7
Trong cây sự cố trạng thái động điểm phụ tải LP5, tất cả
các sự kiện có khả năng dẫn đến sự cố phụ tải LP5 lần lượt
là: đường dây L7, máy biến áp T5, dây nhánh L8; dây L10;
sự cố đường dây L1 gây ngắt dao cách li, khi đó nguồn điện
dự phòng được đưa vào sử dụng, sau đó nguồn điện dự
phòng cũng bị sự cố; sự cố đường dây L4 gây ngắt dao cách
li, nguồn điện dự phòng sau khi đưa vào sử dụng cũng phát
sinh sự cố. Cây sự cố trạng thái động điểm phụ tải LP6 tương
tự như Hình 5, chỉ có sự kiện cơ bản là khác nhau. Cây sự cố
trạng thái động điểm phụ tải LP7 trong trường hợp xem xét
đến nguồn điện dự phòng được thể hiện như Hình 6.
Từ Hình 6 có thể thấy, trừ đường dây L10 nối trực tiếp
với điểm phụ tải LP7, máy biến áp T7 và dây nhánh L11 gây
nên sự cố điểm phụ tải LP7, sự cố L1, L4 và L10 dẫn đến
ngắt dao cách li sẽ không gây ra sự cố điểm phụ tải LP7, lúc
này nguồn điện dự phòng sẽ được đưa vào sử dụng, sau đó
sự cố nguồn điện dự phòng gây ra sự cố điểm phụ tải LP7.
LP3
L1D1A L5T3L4
CSP
L5 T3 L4 L1D1 A
L7D2 L10D3
LP5
L1D1A L7T5L8
L7 T5 L8 L1D1 A
L10D3
L4D2 A
L4D2A
CSP CSP
LP7
L1D1A L10T7L11
CSP CSP
L4D2A
CSP
L7D3A
L1D1 A L4D2 A L7D3 A L10 T7 L11
58 Lê Xuân Sanh
Do điểm phụ tải LP1 và điểm phụ tải LP2 là cây sự cố
trạng thái tĩnh, cây sự cố trạng thái động của điểm phụ tải
LP3 và LP4 tương tự nhau, cây sự cố trạng thái động của
điểm phụ tải LP6 và LP5 tương tự nhau, căn cứ theo phương
pháp và các bước như trên ta có thể tìm ra cây sự cố trạng
thái động của tất cả các điểm phụ tải. Từ cây sự cố trạng thái
động của các điểm phụ tải có thể tìm ra cây sự cố trạng thái
động của cả hệ thống. Tiến hành phân tích đối với cây sự cố
trạng thái động của cả hệ thống, là có thể tìm ra chỉ số tin
cậy cho các điểm phụ tải và của cả hệ thống.
Sau khi xây dựng cây sự cố trạng thái động, nếu sử dụng
phương pháp mô hình Markov để phân tích thì quy mô
không gian trạng thái sẽ gia tăng theo sự gia tăng của quy
mô hệ thống, sẽ dẫn đến việc thiết lập và giải quyết mô hình
vô cùng phức tạp, thậm chí xuất hiện trường hợp không thể
tính toán và sử dụng, cộng thêm nguyên nhân tính toán thời
gian và nội dung làm cho quá trình sử dụng Markov hiện tại
chỉ có thể xử lí một số trường hợp kết cấu đơn giản, thiết bị
ít [3]. Do vậy, bài báo này sử dụng mạng Bayes để tiến hành
mô phỏng, và thông qua đó để tìm ra chỉ số tin cậy. Mạng
Bayes cũng thuộc danh mục mô hình bản vẽ, lợi dụng sự
phân bố đồ họa và điều kiện xác suất, biểu thị một cách rõ
ràng xác suất phát sinh sự cố của các loại linh kiện trong hệ
thống, từ đó tìm ra chỉ số tin cậy của hệ thống. Mạng Bayes
có đặc điểm lí luận hai chiều, cho nên không chỉ có thể tìm
ra chỉ số tin cậy của hệ thống, mà còn tìm ra mắt xích yếu
của hệ thống, từ đó nâng cao tính tin cậy của hệ thống và đưa
ra những góp ý có tính xây dựng [5].
2.3. Mô hình mạng Bayes của lưới phân phối
Sơ đồ cây sự cố phụ tải LP3 như Hình 4 được chuyển
hóa dưới dạng mạng Bayes như Hình 7.
Trong Hình 7, tầng thứ nhất là các đường dây và máy
biến áp, không có các điểm phụ (kết nối liên hệ), xác suất
điều kiện là các xác suất tiên nghiệm. L1D1A và L5T3L4
là các nút trung gian giới thiệu để làm giảm sự phân bố xác
suất có điều kiện. L1D1A có nghĩa là đường dây L1 sự cố,
dao cách li D1 mở, nguồn điện dự phòng A được đưa vào
sử dụng. Nút L1D1A chỉ ảnh hưởng đến điểm tải phía sau
nó. Mô hình mạng Bayes của cây sự cố ở các điểm tải khác
cũng tiến hành tương tự.
Hình 7. Mô tả mạng Bayes của điểm phụ tải LP3
Tiến hành phân tích độ tin cậy đường dây F1, trên hệ
thống nêu rõ có dao cách li hay không, có nguồn dự phòng
không, có máy cắt bảo vệ nhánh và nguồn dự phòng các
nhánh hay không, sẽ có 6 loại kết nối điểm như Bảng 1.
Bảng 1. Các loại hình kết nối (C - có, K - không)
Phương thức kết nối 1 2 3 4 5 6
Dao cách li C K K C C K
Bảo vệ đầu nhánh C K C K C C
Nguồn dự phòng C K K C C C
Máy biến áp dự phòng K K K K C K
Bằng phương pháp tương tự, tiến hành phân tích cây sự
cố ở các điểm phụ tải khác, sau đó tập hợp lại thành cây sự
cố. Có 6 trường hợp kết nối khác nhau của các điểm, mỗi
loại đều có kết cấu mạng Bayes khác nhau. Nhưng đã phân
tích và đạt được khi đầu vào và đầu ra số liệu là như nhau,
thì mạng Bayes là thống nhất, chỉ khác nhau khi đối chiếu
xác suất điều kiện của các bộ phận là khác nhau [6], sơ đồ
mạng Bayes đường dây F1 như Hình 8.
Hình 8. Mô tả mạng Bayes cho đường dây F1, sơ đồ hệ thống RBTS Bus2 (phương thức kết nối 1)
Trong Hình 8, mạng Bayes được thể hiện: tầng một là
các điểm thể hiện đường dây từ L1 đến L11, phần tử máy
biến áp từ T1 đến T7. Xác suất hoạt động bình thường của
các đường dây (phần tử) trong điều kiện bảo trì theo kế
hoạch là:
P(Li = 1) = 1- (Li(𝜆𝑖𝛾𝑖 + 𝜆′𝑖𝛾′𝑖)/8760) (1)
Trong đó: Li là độ dài đường dây
𝜆𝑖 và 𝜆′𝑖 là xác suất sự cố bình quân trong năm và kế
hoạch sửa chữa trong năm của đường dây.
𝛾𝑖 và 𝛾′𝑖 là thời gian phục hồi bình quân và thời gian
sửa chữa kế hoạch của đường dây.
Bài báo dựa trên đường dây kết nối theo phương thức
1, máy biến áp không có dự phòng, chỉ có thể sửa chữa.
Nếu theo phương thức kết nối 5, máy biến áp có dự phòng,
xác suất làm việc bình thường là:
P(Ti = 1) = 1- ((𝜆𝑖𝛾𝑝 + 𝜆′𝑖𝛾𝑝)/8760) ( 2)
L5 T3 L4
L5T3L4
L1D1 A
L1D1A
LP3
L7D2 L10D3
L2 T1 L1 T2 L3 L5 T3 L4 T4 L6 L8 T5 L7 L9 T6 L10 L11 T7
L2T1L1 L1T2L3 L5T3L4 L4T4L6 L8T5L7 L7L9T6 L10L11T7
L1D1A L4D1 L4D2A L7D2 L7D3A L10D3
LP1 LP2 LP3 LP4 LP5 LP6 LP7
SYSTEM
ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, SỐ 7(128).2018 59
Trong đó: 𝜆𝑖 và 𝜆′𝑖 là xác suất sự cố bình quân năm của
máy biến áp và kế hoạch sửa chữa bình quân năm.
𝛾𝑝 là thời gian phải thay máy biến áp.
Lớp thứ hai là một nút trung gian được giới thiệu để tạo
thuận lợi cho tính toán xác suất có điều kiện, giữa các điểm
hàm logic quan hệ là hàm “và”.
Lớp thứ 3 xem xét đầy đủ ảnh hưởng của dao cách li và
nguồn điện dự phòng. Điểm L1D1A thể hiện khi đường
dây L1 phát sinh sự cố thì các phụ tải sau đường dây L1
gặp sự cố. Trong thời gian đó, xét đến sử dụng nguồn dự
phòng, chỉ cần mở dao cách li D1, các điểm phụ tải được
cấp điện, L1D1A chỉ ảnh hưởng đến các nút phía sau nó,
xác suất có điều kiện được thể hiện:
P(L1D1A=1) = 1 – (L1𝜆1𝛾𝐴/ 8760) (3)
Trong đó: 𝛾𝐴 giá trị lấy trong max{𝑡𝐷, 𝑡𝐴}, tD là thời
gian thao tác đóng cắt của dao cách li, tA là thời gian chuyển
đổi nguồn dự phòng.
Sau khi đường dây L4 sự cố, chỉ cần mở dao cách li D1,
chỉ những phụ tải trước nó mới được hồi phục cấp điện, xác
suất phân bố có điều kiện được thể hiện:
P(L4D1=1) = 1 – (L4𝜆4𝛾1/ 8760) (4)
Trong đó: L4 là độ dài của đường dây, 𝜆4 là xác suất sự
cố bình quân năm, 𝛾1 là thời gian thao tác của dao cách li
D1. Lớp thứ tư là các điểm phụ tải, lớp thứ năm là hệ thống
các điểm kết nối [7, 8].
Sau khi xây dựng mạng Bayes sẽ xác định được phân
bố xác suất có điều kiện và chỉ số độ tin cậy của hệ thống
bằng phép suy luận mạng Bayes. Đối với tính không xác
định của hệ thống phân phối điện, giả sử xác suất sự cố của
đường dây 11 kV thay đổi trong phạm vi là 5%, xác suất
sự cố vĩnh cửu của máy biến áp trong phạm vi 3%. Không
xét đến sự dịch chuyển phụ tải, sử dụng một số công thức
tính toán trong [1], ta có chỉ tiêu độ tin cậy của đường dây
F1 như Bảng 2.
Bảng 2. Chỉ tiêu khoảng về độ tin cậy
Giới hạn trên và dưới MIN MAX
SAIFI (lần/số hộ. a) 0,2359 0,2601
SAIDI (h/số hộ. a) 3,497 3,739
CAIDI (h/số hộ mất điện. a) 14,377 14,826
ASAI 0,999573 0,999601
Theo Bảng 1, đường dây F1 có 6 phương thức kết nối
khác nhau, dựa vào các phương thức kết nối khác nhau,
tiến hành tính toán khả năng cấp điện trung bình, kết quả
như Bảng 3.
Bảng 3. Kết quả đối chiếu độ tin cậy của hệ thống
Phương thức
kết nối
ASAI
(Xác suất khả năng cung cấp điện bình quân)
Kết quả tài liệu [9] Kết quả của bài viết
1 0,999587 0,998539
2 0,997305 0,986257
3 0,999524 0,999523
4 0,999189 0,998235
5 0,999912 0,998862
6 0,998888 0,997305
Cùng các điều kiện như nhau, thì kết quả từ tài liệu [9]
và kết quả tính toán từ bài báo gần như nhau, thể hiện
phương pháp tính theo bài báo có tính tin cậy cao. Đồng
thời, thông qua so sánh cùng kết cấu mạng, do các phương
thức kết nối khác nhau, nên chỉ tiêu độ tin cậy cũng khác
nhau. Theo phương thức kết nối 2 thì độ tin cậy khá thấp,
nên có thể một số biện pháp như thêm dao cách li, thêm
máy cắt bảo vệ phân nhánh, thêm nguồn dự phòng để tăng
độ tin cậy cấp điện cho hệ thống.
Trong Bảng 3 ta thấy, nếu không xét đến nguồn dự
phòng trong các tình huống sự cố, thì khả năng cung cấp
điện cho kết quả như tài liệu [9]. Tuy nhiên, nguồn điện dự
phòng không phải khi nào cũng tin cậy, nếu xét đến xác
suất sự cố của nguồn điện dự phòng thì kết quả khả năng
cung cấp điện của bài báo so với tài liệu [9] là thấp, phù
hợp với thực tế.
Đối với đường dây F1, phương thức kết nối 2, giả thiết
hệ thống có khả năng cấp điện bình quân (Asai) là 1, trong
trường hợp vận hành bình thường, thì các phần tử có xác
suất làm việc là Bảng 4.
Bảng 4. Xác suất làm việc của các phần tử trong trường hợp
hệ thống làm việc bình thường
Tham
số
Phần tử trong hệ thống
L1 L2 L3 L4 L5 L6
Xác suất
điều kiện
0,999
992
0,999
983
0,999
980
0,999
984
0,999
980
0,999
978
Tham số
Phần tử trong hệ thống
L7 L8 L9 L10 L11 T1
Xác suất
điều kiện
0,999
978
0,999
970
0,999
973
0,999
982
0,999
971
0,999
988
Tham số
Phần tử trong hệ thống
T2 T3 T4 T5 T6 T7
Xác suất
điều kiện
0,999
988
0,999
988
0,999
983
0,999
983
0,999
983
0,999
983
Từ Bảng 4 có thể thấy, khả năng cấp điện bình quân của
hệ thống là 1, thì xác suất điều kiện của các phần tử gồm
đường dây L1, máy biến áp T1, T2, T3 có giá trị lớn nhất.
Cũng có thể nói, các phần tử trong tình trạng vận hành bình
thường, xác suất hệ thống vận hành bình thường là cao nhất,
và đó là những phần tử ảnh hưởng nhất đến độ tin cậy của
hệ thống. Vì nó ảnh hưởng đến độ tin cậy là lớn nhất, do đó,
để nâng cao độ tin cậy cấp điện của hệ thống, trước tiên cần
nâng cao độ tin cậy của các phần tử quan trọng. Tức là, thực
hiện ngược mạng Bayes, tìm ra các điểm yếu trong hệ thống,
có lợi để đề cao độ tin cậy cấp điện cho hệ thống.
3. Kết luận
Đối với lưới trung áp mạch vòng, có phần tử dự phòng
thì phân tích độ tin cậy phức tạp hơn nhiều so với lưới hình
tia. Tác giả lấy bối cảnh lưới trung áp Việt Nam tại các
thành phố đang vận hành theo phương thức mạch vòng –
vận hành hở để nghiên cứu độ tin cậy. Sử dụng kết hợp
phương pháp cây sự cố trạng thái động và mạng Bayes, bài
báo mô tả quá trình phân tích xây dựng các tình huống sự
cố, thấy rõ phương pháp trực quan, dễ dàng tiếp cận. Tuy
nhiên, để có kết quả đối chứng với phương pháp, tác giả đã
sử dụng đường dây F1 sơ đồ IEEE RBTS Bus2 để tính toán.
Trước tiên xác định đỉnh sự kiện, xây dựng cây sự cố, sau
đó mô hình hóa theo mạng Bayes, cuối cùng là phân tích
60 Lê Xuân Sanh
độ tin cậy. Kết quả của bài báo cho thấy phương pháp thực
hiện đáng tin cậy.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lê Xuân Sanh, “Phân tích độ tin cậy lưới điện trung áp sử dụng
phương pháp cây sự cố”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Năng
lượng, Số 15, 2018, trang 1-9.
[2] M. Cepin, B. Mavko, “A Dynamic Fault Tree”, Reliab. Eng. Syst.
Safe., Vol. 75, 2002, pp. 83-91.
[3] O. Yevkin, “An Efficient Approximate Markov Chain Method in
Dynamic Fault Tree Analysis”, Qual. Reliab. Eng. Int., Vol. 32,
2016, pp. 1509-1520.
[4] Zefang Zhou, Zheng Liu, Bo Zeng, Yu Pang, Liping He,
“Application of the Interval Arithmetic in Reliability Analysis of
Distribution System”, Proceedings of the 2012 International
Conference on Quality, Reliability, Risk, Maintenance and Safety
Engineering (ICQR2MSE), Chengdu, 2012, pp. 221-223.
[5] G. P. Cooper., “The Computation Complexity of Probabilistic
Inference Using Bayesian Networks”, Artificial Intelligence, 42(2),
1990, pp. 393-405.
[6] Zhiqiang LI, Junyuan GU, Tingxue xu, Linyu FU, Jin AN, Qi DONG,
Reliability Analysis of Complex System Based on Dynamic Fault Tree
and Dynamic Bayesian Network, The Second International
Conference on Reliability Systems Engineering (ICRSE 2017).
[7] Renyan Jiang, Introduction to Quality and Reliability Engineering,
Beijing Science Press, 1, 2015.
[8] Michael Pecht, C. K. Kailash, Reliability Engineering, Electronic
Industry Press, 2011.
[9] R. N. Allan, R. Billinton, I. Sjarief, et al., “A Reliability Test System
for Education Purposes: Basic Distribution System Data and Results”,
IEEE Transations on Power System, 6(2), 1991, pp. 813-820.
(BBT nhận bài: 26/4/2018, hoàn tất thủ tục phản biện: 10/7/2018)
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- phan_tich_do_tin_cay_luoi_dien_trung_ap_mach_vong_dua_tren_p.pdf