FD法和故障树法在高压直流输电系统可靠性评估中的比较分析

详细比较了高压直流输电系统可靠性评估中常用的频率和持续时间（FD）法和故障树法,分别给出了各自的优缺点。在子系统划分的基础上分别建立各子系统的状态空间图和故障树图,并加以层层组合,得到整个直流输电系统的状态空间模型和故障树模型。分别采用FD法和故障树法对一单12脉接线高压直流输电系统进行了算例对比分析,计算的可靠性指标包括双极运行、单极停运、双极停运对应的概率、频率、平均持续时间等。     

基于交流等值法的交直流系统可靠性评估

基于双极直流系统的可靠性模型，用两条交流线路来等效一条直流线路，将交直流系统等效为纯交流系统，利用交流线路的故障来模拟直流系统的单极停运和双极停运，然后可基于适合于交流输电网可靠性评估的软件来对交直流系统进行可靠性评估。利用这一方法，采用TPLAN软件对2009年丰大方式下的云南电网交直流系统进行了可靠性评估。     

特高压直流输电系统的简化可靠性模型及其应用

可靠性是直流输电系统的重要性能参数,它主要取决于系统的电路拓扑结构和直流输电设备的可靠性。为提高特高压直流输电系统的可靠性,开展如下研究工作:通过状态合并方法,将特高压直流输电系统的运行状态简化为"运行(包括部分运行)"和"双极停运"两种状态,以简化系统的可靠性模型;基于Monte Carlo方法对特高压直流输电系统的可靠性进行定量评估;基于灵敏度分析方法,找出影响特高压直流输电系统可靠度的主要因素;基于各直流输电子系统可靠性指标提高单位百分点需要付出不同经济代价的假设,定量分配各直流输电子系统的可靠性指标,从而使整个直流输电系统因可靠性提高而付出的额外经济代价最小。经过分析可知,简化系统可靠性模型的计算误差是可接受的,满足工程应用需求。     

并联换流器特高压直流输电系统可靠性研究

特高压直流输电工程输送容量大、送电距离远,其安全、可靠运行具有重要的现实意义。该文建立了并联换流器特高压直流输电系统的"故障树"模型,可以有效计算特高压直流输电系统的强迫能量不可用率和单、双极停运次数等可靠性指标;然后,提出了一种新的反映设备影响系统可靠性的灵敏度指标,可以有效发现钳制系统可靠运行的薄弱环节。最后,基于国家电网公司近10年的直流工程可靠性运行统计数据,对3种并联换流器特高压直流输电系统主接线方案,进行了可靠性指标计算和对比分析,并完成了设备影响系统可靠性指标的灵敏度分析,确定了影响系统强迫能量不可用率和单、双极停运次数的关键环节。结果表明,本研究能够确定可靠性高的并联换流器特高压直流输电系统拓扑结构,可以为提高特高压直流工程的可靠性提供重要的参考信息。     

实用高压直流输电稳态模型及潮流算法解析

交直流混合输电系统的潮流计算是静态安全分析以及暂态稳定、电压稳定、小干扰特征值等分析计算的前提和基础。深入解析和理解电力系统广泛应用的商业计算软件中高压直流输电系统的数学模型、混合系统潮流求解算法,并掌握影响收敛性的相关因素,对提高大电网分析人员的计算效率具有重要意义。首先推导了国内广泛应用的BPA潮流计算软件中,双端高压直流输电系统的准稳态模型;解析了交直流潮流交替求解算法流程;通过对一双端高压直流输电系统的潮流解轨迹的计算和分析,揭示了交直流系统的相互影响特性;总结了决定特高压直流运行状态和交直流潮流收敛特性的影响因素。     

华北-华中-华东交直流输电系统数模混合仿真

将全数字实时仿真与高压直流输电物理仿真装置相结合,建立了三华等值电网的详细电磁暂态实时仿真模型和物理直流系统仿真模型.详细模拟了“三纵三横一环网”特高压网架,主要针对以下内容进行了实时仿真试验研究:直流系统双极紧急停运;直流多落点地区交直流相互影响.试验结果表明:±500 kV和±660 kV直流系统发生双极闭锁故障时...     

计及风机故障相关性的发输电组合系统可靠性评估

随着风电场规模的不断扩大,风电并网对系统可靠性的影响越来越明显。基于非序贯蒙特卡罗模拟法建立了含风电场的发输电系统可靠性评估模型,该模型考虑了风速的随机性和同一风电场内风电机组停运事件的相关性。建立了计及风电上网量的多目标优化切负荷模型,并应用于风电场接入后系统可靠性评估。以IEEE RTS-79系统为例验证了算法和模型的有效性,并分析了风电场接入后系统可靠性的影响因素。     

高压直流输电系统可靠性影响因素分析

为保证直流输电系统安全可靠运行,根据中国电力企业联合会发布的全国直流输电系统运行可靠性指标的统计数据,通过研究直流系统可靠性指标,发现停运次数和停运小时数为影响系统能量可用率的重要因素。并将影响直流输电系统可靠性指标因素按停运部件原因进一步分类分析。在此基础上,初步确定"其他"、交流及其辅助设备和直流线路为可靠性指标三大影响因素。最后提出提高直流输电系统可靠性的措施,为直流输电系统进一步提高运行管理水平提供了信息和依据。     

计及备用元件的柔性直流输电系统可靠性评估方法

为准确实现对柔性直流输电系统的可靠性评估,首先介绍了柔性直流输电系统的结构并对其进行了子系统的划分,然后基于状态空间法与k/n(G)模型依次给出了柔性直流输电系统元件、子系统和系统的可靠性模型及指标算法,所建模型能够充分反映冷备用和热备用元件对系统可靠性所带来的影响,最后通过在Matlab中编写程序实现了对所建模型和算法的仿真。算例结果表明:元件的冷备用能够显著提高系统的能量可用率,而元件的热备用能够显著降低系统的故障率。     

基于多因素的电力系统充裕性评估

为更加全面评估电力系统充裕性,提出了一种考虑多因素的电力系统充裕性评估方法。首先建立了计及元件的可修复失效、老化失效和天气相依三方面因素的元件停运模型,综合考虑了元件停运的计划性和随机性,使得该模型更加准确反映元件的运行状态;通过非序贯蒙特卡洛方法对系统抽样,更加真实地模拟实际电网运行状态;其次以系统失负荷量最小为目标,通过直流最优潮流模型对系统状态进行分析,计算系统失负荷量。以IEEE RTS-79系统为例,对比分析了基于多因素的电力系统可靠性及传统电力系统可靠性的指标结果,对电网规划和实际操作有一定的指导意义。     

华中电网的直流紧急功率支援问题

研究了1 000 kV交流特高压试验示范线建成后,直流输电调制对华北—华中互联电网运行安全稳定的作用。分析了直流紧急功率支援的机制以及实现方法,并对华中电网内直流系统发生双极闭锁故障时,华北—华中互联电网和特高压交流输电通道承受故障冲击的能力及系统的安全稳定水平进行了仿真分析。通过一回直流双极闭锁故障时,华中电网中4回直流输电线路之间紧急功率支援的仿真研究结果表明,采用直流输电系统紧急功率支援对保持互联系统稳定性和供电可靠性具有良好的效果。     

模型组合及其在直流输电系统可靠性评估中的应用

"西电东送"及全国电网互联的趋势加快了对直流输电问题的研究.高压直流输电系统的建模是研究直流输电问题的重点,若模型过于复杂,则不利于问题的研究.文章建立了高压直流输电系统中各子系统的数学模型,通过寻找子系统之间的微弱联系,将各子系统的模型进行层层组合,得到整个高压直流输电系统的等效模型,进而进行可靠性评估.文章还提出了模型组合及化解状态空间"维数灾"的方法,所得结论对高压直流输电、交直流输电及多馈入交直流输电系统的可靠性评估有一定指导意义.     

适用于交直流混联受端电网的机组组合模型及算法

特高压直流双极闭锁后,受端电网可能出现频率降低、功率大范围转移等运行情况,甚至引起低频减载、线路越限等电网事故。针对上述问题,提出一种用于交直流混联受端电网的机组组合模型,考虑了直流闭锁后的一次调频容量约束和二次调频后节点电压、线路功率等电网运行约束条件,保证直流闭锁后电网频率和潮流仍可运行在合理范围内。根据模型特点,采用基于Benders分解的混合整数规划算法进行求解,得到直流最优输送容量、最优机组启停和出力计划,在充分消纳直流输送功率的同时提高了交直流受端电网运行的安全性。最后,通过改进后的10机39节点和江苏电网两个典型的交直流混联电网算例进行仿真计算,结果验证了所述模型和算法的正确性和有效性。     

交直流混联输电系统充裕度评估的最优负荷削减模型

最优负待削减模型是交直流混联输电系统充裕度评估的重要组成部分.文中针对交直流混联系统运行条件复杂、运行约束多的特点和直流系统的运行特性,建立了以直流极功率方向系数为控制变量的最优负荷削减模型.该模型能有效计及互联电网间直流系统功率支援与功率调制功能,以及由运行条件约束导致的直流极投退等工程实际问题.同时,为克服平启动时...     

多馈入直流输电系统换相失败机制及特性

随着多直流接入受端交流系统的规模不断增大,运行人员对多回直流换相失败以及闭锁的关注度日益提升。文中建立了多馈入直流输电系统模型,从换相失败发生的本质出发,分析多种因素对换相失败发生概率的影响。从机制上研究换相失败对交流系统和直流系统的影响,并与直流闭锁对系统的影响进行对比分析。通过对多馈入直流输电系统的机电暂态仿真,验证由交流系统引起的多回直流换相失败与直流闭锁的差异。综合理论和仿真研究可知,在交流系统故障及时清除的情况下,多回直流换相失败并不会导致多回直流同时闭锁,不会对系统造成大的影响。而直流闭锁故障,在不采取控制措施的情况下,会造成系统功率不平衡,严重时导致系统失步,影响系统安全稳定运行。     

多端直流输电系统中的直流功率调制技术

与常规的双端直流输电系统相比，基于直流功率调制技术的多端直流输电系统能更灵活地向所连接的交流系统提供快速的紧急功率支持，改善交流系统的稳定性。文章对其中一端为弱交流系统的4端直流输电系统运用PSCAD/ EMTDC仿真软件研究了多端直流输电系统的功率调制技术，提出了该系统的仿真模型及其复合控制策略。仿真结果表明，所连接交流系统的强度、各换流站的控制策略和直流系统电流平衡原则的选取会极大地影响直流功率调制的性能，多端直流输电系统比常规的双端直流输电系统能更灵活地运用直流功率调制技术，进而有效地提高所连接交流系统的稳定性。     

含有多馈入直流的交直流混合电网高压直流建模研究

讨论了目前研究交、直流混合电网时在直流建模方面存在的模型过度简化及模型选用不恰当问题；分析了稳定性研究中直流建模的一般方法，指出了简单模型、响应模型和详细模型的基本特征；基于NETOMAC环境，以中国南方电网为原型对改进的直流响应模型和直流详细模型进行了建模和仿真对比研究，分析了两种模型的优、缺点和适应性；对含有多馈入直流且直流落点邻近的南方电网，探讨了现有HVDC建模方法在研究大扰动下交直流相互影响及直流换相失败对邻近交直流系统的影响方面存在的明显不足。从基于动态相量法计及电压畸变的新直流相量模型研究和基于机电／电磁暂态模型的交直流混合仿真算法研究两个截然不同的角度提出了可行的直流建模研究思路。研究成果为含有多馈入直流的交直流混合电网的安全稳定分析提供了建模依据和参考，也为仿真分析多直流逆变站的连锁换相失败问题提供了新的解决思路。     

含VSC-HVDC的交直流混合发输电系统可靠性评估

建立了含柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current，VSC-HVDC)的交直流混合发输电系统的可靠性分析模型，该模型既考虑了VSC-HVDC的稳态功率特性，还计及了发输电网络的故障率和输电线路的有功限制，采用非序惯蒙特卡罗仿真实现；在满足系统安全约束的前提条件下，对系统进行模拟调度，重点评价了与发输电网络连接的VSC-HVDC对电网可靠性的影响，给出系统和节点的风险指标，为VSC-HVDC规划和运行提供参考依据，最后算例分析证明了该算法的可行性和合理性。     

混合多馈入直流输电系统连续换相失败抑制策略

随着直流输电工程应用的增多,一旦常规直流发生连续换相失败将会对电力系统的稳定运行产生极大的影响,因此为了抑制混合多馈入直流输电系统中常规直流的连续换相失败,本文从提升常规直流换相电压的角度出发,提出了混合多馈入直流输电系统的协调控制策略。该策略根据常规直流的实时无功缺额动态调节柔性直流输出的无功功率与有功功率,从而改变其暂态稳定运行点。通过该策略的协调控制可以抑制常规直流的连续换相失败以及较大限度提升直流输电系统有功功率的传输能力。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了混合双馈入直流输电系统的仿真模型,验证了该协调控制策略的有效性。