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

Проведено 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.