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.     

高压直流输电系统可靠性评估模型和算法探讨

概述了高压直流输电系统可靠性评估的国内外研究现状,给出高压直流输电系统的典型结构和常用可靠性指标,综合分析了高压直流输电系统可靠性评估的常用方法,包括频率和平均持续时间法（FD）,故障树分析方法（FAT）,串并联网络分析法,Monte Carlo-FD混合法,FAT和FD混合法等,并且说明了进一步加强直流输电系统可靠性研究工作的理论探索和实践应用的必要性,同时指出了今后的研究方向。     

混合法在高压直流输电系统可靠性评估中的应用

在高压直流输电系统可靠性评估中,根据设备功能对高压直流输电系统的设备进行划分的方法虽然简单,但分类过于粗糙,对设备的失效模式进行了过多的简化。根据直流系统设备的功能和失效模式对直流系统子系统进行重新划分,在此基础上,提出了以系统状态转移抽样模拟法为基础并结合解析法,对高压直流输电系统进行可靠性评估的混合法。该方法先用解析法将含有备用相关性的设备简化为等效子系统,然后再对简化后的整个直流系统可靠性模型利用模拟法得到系统的可靠性指标。仿真计算了伊尔河直流系统的可靠性指标,验证了该算法的正确性和有效性。     

高压直流输电系统可靠性评估研究

高压直流输电系统可靠性是现代电力系统可靠性研究的重要研究领域之一,介绍了高压直流输电系统主要可靠性指标,根据相关文献对高压直流输电系统可靠性评估方法、安全性与充裕度的综合评估等进行了系统评述,并展望了今后的研究方向.     

高压直流输电可靠性评估的等效模型

在深入研究了Ｍａｒｋｏｖ过程的基本原理和累积状态之间转移频率的性质的基础闻同压直流输电系统的数学模型,提出了等效模型的方法,并利用边界墙的原理求解等效模型中各累积状态之间的等效转移率,等效模型的使用,降低了求解随机转移概率矩阵的阶数,简化了计算,提高了精度,通过一个算例证明了所提出方法的正确性和有效性。     

高压直流输电系统可靠性灵敏度分析模型

为从元件层面刻画高压直流输电系统可靠性影响程度,提出了直流系统元件可靠性灵敏度指标,结合故障树法及频率和持续时间法建立了高压直流输电系统元件可靠性灵敏度分析的组合模型,提出了直流系统可靠性评估概率灵敏度和关键重要度的定义。最后通过2个算例,对单/双12脉高压/特高压直流输电系统进行可靠性评估及灵敏度分析,基于计算结果对各元件或子系统对系统可靠性的影响及元件备用的影响进行了全面探讨。该方法对于识别系统的薄弱环节,对系统的增强措施分析及系统运行维修决策具有参考意义。     

现代高压直流输电技术

现代交流输电电压越来越高,电网不断扩大,发电侧和用户侧的电力设备容量越来越大,因而电力系统保证稳定运行。提高抗扰能力、防止系统瓦解就成为头等大事。 直流输电（包括传统的或现代的方式）在线路上没有无功损耗不存在系统稳定性问题,它的这种长处只有通过高电压大容量的电力电子换流装置才有可能实现。１９５４年,瑞典通过长９６公里的海底电缆输送１５０千伏、３００００千瓦的直流功率,被列为世界上第一条高压直流输电（ＨＶＤＣ）线路。稍后,又有很多直流输电工程投入运行,例如：１９６１年英法海峡线,电压±１００千伏,…     

考虑元件参数不确定性的高压直流输电系统可靠性区间评估

为了评估元件参数不确定性对高压直流(high voltage direct current, HVDC)输电系统可靠性的影响,提出了基于仿射算术(affine arithmetic, AA)的HVDC输电系统可靠性区间评估方法。首先用区间形式刻画元件可靠性参数的不确定性,建立了HVDC输电系统可靠性指标的区间算术表达式模型以及可靠性区间评估模型;然后鉴于区间运算存在过于保守的问题,将仿射算术引入可靠性区间评估;最后通过对一个双12脉波接线的HVDC输电系统进行分析,证明了所提方法可以有效刻画元件参数不确定性对HVDC输电系统可靠性评估的影响,同时还能高效地辨识系统的薄弱元件。     

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。     

基于双层同构贝叶斯网络模型的配电网可靠性评估

提出了一种双层同构贝叶斯网络模型进行配电网的可靠性评估和再评估.在进行馈线分区的基础上,结合区域故障模式影响分析(Failure-Mode-and-Effect Analysis,FMEA)构成贝叶斯网络.通过贝叶斯网络的正向推理评估负荷点及配电网的可靠性,求取可靠性指标.通过网络的反向推理进行假设分析,识别网络中的薄弱环节,采用双层结构分别计算停运概率指标和停运频率指标.该方法可以处理带子馈线的复杂配电网可靠性评估问题,能够考虑自动装置不可靠动作、备用电源、线路计划检修等情况.算例分析结果表明了该方法的有效性.     

双回平行输电线路可靠性模型

双回平行输电线路在大电力系统中使用越来越多。为了便于在大电网可靠性评估中计及这种线路各种停运模式的影响，本文运用马尔可夫随机过程理论导出了一种较现有方法更为完整的双回平行输电线路可靠性评估统一模型。该模型可以计及独立停运、相关停运和共同模式停运，并可考虑各种修复方式对双回平行输电线路运行可靠性的影响。算例分析验证了本文提出的模型及算法良好的适应性和有效性。     

发输电组合系统可靠性评估中的最优负荷削减模型分析

介绍了基于直流潮流的负荷削减线性规划模型和基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型的基本原理,对它们各自的优缺点进行了分析,并使用它们对 RBTS(RoyBillinton Test System)可靠性测试系统进行了评估.计算结果表明,直流潮流的负荷削减线性规划模型由于忽略了节点电压约束的影响,存在较大的模型误差,要得到精确的可靠性指标,应该使用基于交流潮流的负荷削减非线性规划模型.     

基于实时运行状态的电力系统运行可靠性评估

提出了运行可靠性的概念及其评估算法,评估电力系统在实时运行状态下的安全可靠性水平.该算法分析了线路潮流、母线电压、系统频率等实时运行条件对元件停运概率的影响,建立了基于实时运行条件的元件可靠性模型,并考虑了机组的运行方式、负荷的实时变化、网络结构的变化等实时运行条件对故障后果分析的影响.应用该算法对某一简单电力系统在不同运行状态下的可靠性进行了评估,结果表明实时运行条件对系统可靠性水平有显著影响,所提算法能够如实反映系统实时运行的可靠性水平.     

混合法在复杂配电网可靠性评估中的应用

在配电网可靠性评估中，一直以来都采用期望值作为可靠性指标，它代表了系统的整体变化趋势，然而却不能反应各类指标的更具体的分布信息。该文以停电次数、停电时间的概率分布来反应配网可靠性指标，并将这些指标与原有的平均值指标相结合作为配网可靠性指标；提出了以模拟法为基础并结合解析法，对复杂配电网络进行可靠性评估的方法。该方法先将复杂网络按照网络等值简化的解析方法简化成简单的主馈线系统，然后再对简化后的主馈线系统利用模拟法得到各负荷点的可靠性概率分布指标。这些概率分布指标的获得，丰富了系统可靠性水平的信息。文末的实例佐证了这些方法的有效性。     

高压直流输电系统换流站鲁棒自适应输出反馈控制

针对高压直流输电系统,设计了一种鲁棒自适应输出反馈控制器.首先,将高压直流输电系统换流站动态模型转换成用输入输出表示的非线性系统.然后,利用自适应非线性阻尼项来抑制系统的非线性动态不确定性和未知有界扰动,应用Lyapunov稳定性理论构造出控制器和自适应参数的表达式.Lyapunov稳定性分析结果表明,文中所提出的控制器保证了闭环系统的稳定性.最后,将设计的控制器应用到一个3机直流输电系统中,仿真结果表明,与传统的PI控制器相比较,文中控制器可大大提高系统的稳定性和鲁棒性.     

纯数字高压直流输电仿真培训系统的研究

分析了纯数字高压直流输电仿真培训系统的技术可行性,提出了该系统应具有的基本功能,并进行了系统分析和设计,用纯数字高压直流输电系统的模型和换流站仿真系统的异步运行实现仿真系统的实时性。该系统以SUN工作站为硬件平台,以X－Windows,INGRES数据库及PSCAD／EMTDC为软件平台,满足了仿真精度和培训实时性要求。     

计及直流控制特性的直流系统等值模型及其谐波计算

准确的直流系统模型是交直流系统故障分析和谐波计算的基础。文中在换流器开关函数模型的基础上,结合直流控制系统的故障响应特性,建立了可与交流系统直接接口的适用于交直流系统故障分析和谐波计算的直流系统等值模型;结合交流系统等值谐波网络,提出了一种交流电网故障时的高压直流输电系统谐波分析计算方法。将所提方法应用于国际大电网会议高压直流输电(CIGRE HVDC)系统标准模型和贵广Ⅱ回高压直流输电系统详细模型的谐波计算,并与PSCAD/EMTDC软件所得数字仿真结果进行比较,表明所提模型和方法准确、有效,为交直流输电系统的谐波抑制、滤波装置的配置和继电保护的整定配合等提供了定量分析依据。