Разработка математического обеспечения для анализа риска эксплуатации підсистем ЕЕС с атомними электростанциями

Проведен 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.