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。     

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。     

±800 kV直流输电系统可靠性综合分析系统*

高压直流系统可靠性的改善将给整个电力系统的安全、可靠和经济运行带来巨大的效益。介绍了＂±800kV直流输电系统可靠性综合分析系统＂软件,包括软件的功能结构、数据流关系、界面、算例分析等。该软件具有如下功能：超、特高压直流输电系统可靠性评估、灵敏度分析、可靠性跟踪、设备最优选型和可靠性最优分解等。该软件的开发适应了我国高压直流输电系统快速发展的需要。     

高压直流输电系统可靠性分析方法综述

高压直流输电系统因具有输送容量大、能耗低且能实现电力系统非同步互联等优势而得到广泛应用,其可靠性分析可为系统提供重要的运维及决策依据。因此,围绕现阶段国内外高压直流输电系统可靠性分析方法进行了归纳总结。首先阐述了传统直流输电、柔性直流输电系统的组成差异,并对输电系统常用的可靠性指标作了相应归纳。其次,从统计法、手册法、状态空间法及其他方法等层面出发,分别对高压直流输电系统可靠性建模的基本原理及研究现状进行了分析,对各类方法的优缺点进行了对比,并探讨了柔性直流输电系统在可靠性分析方面存在的新挑战。最后,针对当前研究中存在的不足,对高压直流输电系统可靠性分析方法进行讨论与展望。     

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。     

±800kV特高压直流输电工程共用接地极的可靠性评价

根据向家坝-上海±800 kV特高压直流输电系统采用双换流器串联的主回路结构特点,以及国内已投运的远距离直流输电系统的可靠性、可用率统计数据,建立了向家坝-上海±800 kV直流系统可靠性评价模型,对每极双换流器串联的直流系统的可靠性进行了计算,提出了±800 kV直流系统可靠性指标。利用该模型,对2个直流系统同时发生同极性单极故障的故障率进行了计算,评估了向家坝-上海±800 kV特高压直流输电工程共用接地极的可靠性和影响。     

直流系统可靠性故障树评估模型及应用

直流系统可靠性评估已变得日益重要。利用故障树分析的相关理论,根据直流输电的基本原理,从引起直流系统故障的原因入手,建立了高压直流输电系统的故障树结构,所建立的故障树结构,考虑了引起系统失效的所有事件和换流站内元件存在备用的情况,是一种有效的可靠性评估算法。     

序贯重要抽样法在高压直流输电系统可靠性评估中的应用研究

随着电网的日益发展及电力负荷压力的不断增大,准确评估高压直流输电系统可靠性对电力系统安全稳定运行具有重大意义。本文将重要抽样法与序贯蒙特卡洛模拟法相结合,提出了一种应用于高压直流输电系统可靠性评估的序贯重要抽样法。该方法结合序贯蒙特卡洛模拟法与重要抽样法的优点,既充分利用了系统原始参数,得到系统真实运行的时序信息,又有效地降低了抽样方差,加快了收敛速度。应用该方法对典型单、双十二脉高压直流输电系统进行了可靠性评估,并与采用传统序贯蒙特卡洛模拟法、序贯交叉熵法的评估结果进行对比。结果表明:序贯重要抽样法在确保计算精度的基础上显著缩短了仿真时间,具有较高的计算效率。     

基于二分法的高压直流输电系统可靠性最优分解

直流输电系统可靠性最优分解有助于规划、设计人员优化选择元件的可靠性,以满足系统可靠性的要求,是直流输电工程设备招标、规划和设计等的重要辅助决策手段。论文给出直流输电系统可靠性最优分解的非线性规划模型,基于系统可靠性随元件可靠性参数单调递增的变化规律,提出高压直流输电系统可靠性最优分解的二分法求解算法。该方法把给定系统可靠性指标作为约束条件,应用二分法逐渐收敛到最优分解目标值,进而求出满足条件的元件可靠性参数值。用一单12脉接线高压直流输电系统进行了算例分析,在给定系统强迫能量不可用率、单极强迫停运率等指标下,算法均能快速地收敛得到最优分解结果。     

直流输电系统可靠性指标和提高可靠性的措施

±800kV直流输电工程的电压等级高、输送容量大,出现故障时对交流系统的影响较大,在电力系统中的地位非常重要,对可靠性要求很高。因此,分析影响直流系统可靠性的关键环节和关键设备,研究提高直流输电系统可靠性及可用率的措施,在即将建设的±800kV直流输电工程中加以应用就显得十分必要。在总结以往直流工程经验的基础上,结合±800kV特高压直流输电工程实际情况,提出提高特高压直流输电系统可靠性及可用率的措施。     

交直流系统可靠性评估

直流系统传输容量大、元件多、故障率高,对电力系统的可靠性影响较大.随着实际系统中直流输电工程的陆续投运,迫切需要研究如何定量考虑直流系统对系统可靠性的影响.文章根据双极直流系统的结构和特点,采用故障树分析法,将直流故障结果分为单极停运、双极停运和容量降低;然后应用频率和持续时间法计算得出直流系统的多状态模型嵌入发输电系统可靠性评估软件中;并在系统状态分析中考虑了直流控制措施的影响.建立了交直流混合系统可靠性评估的模型、算法及指标体系,并开发了相应软件.对南方电网2005年规划方案的500kV交直流系统的评估结果验证了所提出的算法和软件的可行性和有效性.     

Incorporating aging failure mode and multiple capacity state model of HVDC system in power system reliability assessment

The paper presents an approach to incorporating the aging failure mode and multiple capacity states of a HVDC system in power system reliability assessment. Subcomponents in HVDC converter stations have a much shorter mean life compared to an ac line or cable. When their age approaches the mean life, the failure rate due to aging increases greatly and it is necessary to include their aging failure mode in the assessment. The modeling method presented for multiple capacity states includes three reliability block networks. Probabilities of a HVDC system being at the full, derated and zero capacities can be easily calculated using the three reliability networks. Once the state probabilities are obtained, the HVDC system can be represented using a three-state model in overall power system reliability evaluation. An actual example in a utility is given to demonstrate the application of the presented approach in a power supply system with an aged HVDC link.     

一种新的直流输电系统可靠性指标探讨

直流输电系统可靠性指标的定义、评估、考核和管理日益受到电力部门的重视,现有的可靠性指标及评估方法在考核过程中暴露出一些问题.文中在直流输电系统能量可用率和能量利用率定义的基础上,提出了通道运行利用率的概念.通道运行利用率是根据能量可用率加权后的能量利用率,可以用来衡量通道在运行期间的负载强度和利用程度.通过算例分析了国...     

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.     

国家电网公司直流输电系统可靠性统计与分析

直流输电系统的可靠性水平已成为影响整个电力系统可靠性的重要因素。文章从强迫停运次数、强迫能量不可用率、计划能量不可用率、能量利用率这4个方面,分析了2003年以来国家电网公司直流输电系统的可靠性。直流输电系统的各个可靠性指标相互影响,建立科学合理的可靠性评价体系,可实现电网资产效益最大化。对比国内外直流输电系统的可靠性指标,分析得出国家电网公司直流输电系统可靠性水平位居世界前列。     

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。