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《重庆大学》 2007年
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高压直流输电系统可靠性评估模型及算法研究

陈炜骏  
【摘要】: 随着高压直流输电技术的不断发展,实际工程的日益增多,以及交直流联合电力系统的出现,高压直流输电系统的可靠性已成为影响整个电力系统可靠性的重要因素,因此,迫切需要评估高压直流输电系统的可靠性以及分析各种影响因素。 论文结合中国南方电网公司项目——“云广特高压±800kV直流输电系统可靠性指标研究”,对高压直流输电系统可靠性评估、元件可靠性灵敏度分析、特高压系统指标分析以及交直流系统可靠性评估建模等问题进行了较深入的研究。直流系统元件数目庞大,系统结构复杂,论文依据实际运行条件,运用故障树(FTA)法和马尔可夫基本原理,研究直流输电系统可靠性方法及其在实际工程中的应用。论文所做主要工作如下: ①在深入研究直流输电系统典型接线方式与运行方式的基础上,分析系统故障原因建立各级故障树图,并分层建立了高压及特高压直流输电子系统及系统故障树模型,结合频率和持续时间(FD)法处理元件备用,应用故障树定性及定量方法,结合经典故障树理论,计算直流系统可靠性指标。经单双12脉实际系统的算例验证,该方法正确、有效,根据其提供的故障树图,可快速判断系统失效原因及补救措施。 ②运用FD法评估特高压直流输电系统可靠性。根据系统功能、备用模式及运行条件的影响,将直流系统划分为若干子系统。根据马尔可夫原理,研究子系统间的转移变换关系,确定状态间转移率,据此建立特高压直流输电系统的状态转移图。结合具体工程,采用FTA法对元件原始参数进行预处理,显著降低计算复杂度。应用容量归并,简化状态转移,最终应用FD法理论组合各子系统计算系统可靠性指标。通过实际系统的计算分析,验证了方法的正确性。 ③提出直流系统元件可靠性灵敏度指标,结合FTA法和平均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,为从元件层面刻画高压直流输电系统可靠性影响程度提供有效的解决方案。 ④根据本文对FTA法和FD法的基本理论、算法实现等方面的研究成果,基于两种方法分别编制了可靠性评估程序,结合工程项目对云广±800kV双12脉特高压直流输电系统进行了可靠性指标分析,包括参数灵敏度分析、系统薄弱环节分析及元件备用影响分析等,同时探讨了单双12脉不同接线方式对系统可靠性的影响,得到若干有价值的结论。最终为改进系统可靠性提出了增强性措施。 ⑤在完成直流系统可靠性评估的前提下,结合Monte Carlo模拟法,在交直流混合输电系统的可靠性评估模型建立方面进行了拓展研究。通过对IEEE-RTS 96测试系统的算例分析,确定了该模型的正确性。与此同时,如何在该模型基础上进一步考虑交直流系统暂态稳定性问题及电压水平约束,并完善该模型,将成为日后研究的方向。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM721.1;TM732

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