發(fā)輸電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性建模與仿真.pdf

1、我國電網(wǎng)正處于高速發(fā)展時期，電網(wǎng)不斷向遠(yuǎn)距離、超高壓、大容量和區(qū)域互聯(lián)方向發(fā)展，新技術(shù)新設(shè)備投入應(yīng)用，以及電力市場機(jī)制的逐步確立，這些都給系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來巨大的隱患，導(dǎo)致電網(wǎng)大停電事故頻發(fā)，電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險和可靠性評估也愈發(fā)受到重視。
　　負(fù)荷的實(shí)際需求無法精準(zhǔn)預(yù)測，輸電系統(tǒng)運(yùn)行中設(shè)備，如變壓器和輸電線路的偶發(fā)故障，以及惡劣天氣環(huán)境的影響，這些因素導(dǎo)致了電力系統(tǒng)的運(yùn)行具有較強(qiáng)的隨機(jī)特性。另外，電網(wǎng)規(guī)?？焖贁U(kuò)張使得輸電方式發(fā)生了巨

2、大的變革，基于先進(jìn)電力電子技術(shù)的柔性直流輸電(VSC-HVDC)由于其諸多優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中得到了一定范圍的使用，新設(shè)備的投入勢必會給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響。針對運(yùn)行規(guī)劃可靠性評估本文主要做了以下工作:
　　(1)研究了系統(tǒng)需求率、機(jī)組的啟動延時、啟動失敗概率和延時停運(yùn)等運(yùn)行因素對機(jī)組可靠性模型的影響，建立了不同運(yùn)行方式下機(jī)組的狀態(tài)空間轉(zhuǎn)移圖。定義了條件強(qiáng)迫停運(yùn)率(Condition Forced Outage Ra

3、te CFOR)，該參數(shù)用于描述機(jī)組當(dāng)系統(tǒng)需要其投入運(yùn)行時，其發(fā)生強(qiáng)迫停運(yùn)的概率，忽略不需要該機(jī)組運(yùn)行時發(fā)生的故障停運(yùn);給出了不同模型下機(jī)組CFOR的計(jì)算方法，揭示了機(jī)組運(yùn)行可靠性與系統(tǒng)需求率之間的相依關(guān)系。分析了不同運(yùn)行因素對機(jī)組可靠性的影響;建立了包含不同模型的發(fā)電機(jī)組投運(yùn)模型，討論了分段調(diào)度和負(fù)荷模型對機(jī)組可靠性的影響。
　　(2)針對運(yùn)行規(guī)劃可靠性評估中負(fù)荷模型的不足，提出了一種以K均值聚類為基礎(chǔ)的綜合聚類負(fù)荷模型。該模型

4、在對負(fù)荷聚類過程中，考慮節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷類型、停電成本等特征信息，得到的分類結(jié)果精度明顯提高。采用多維正態(tài)分布抽樣技術(shù)，考慮節(jié)點(diǎn)負(fù)荷相關(guān)性和負(fù)荷預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)差確定評估期間各節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷值。推導(dǎo)了考慮負(fù)荷轉(zhuǎn)移的停電頻率指標(biāo)的計(jì)算公式，解決了基于狀態(tài)抽樣的可靠性計(jì)算模型中未考慮負(fù)荷轉(zhuǎn)移的問題。
　　(3)研究了惡劣的天氣狀態(tài)對輸電線路運(yùn)行的影響，采用了多狀態(tài)模型來描述不同天氣情況下（正常天氣和惡劣天氣）線路的故障率，建立雙回線路系統(tǒng)的三狀態(tài)天氣馬

5、爾科夫狀態(tài)空間圖，并計(jì)算可靠性參數(shù)。
　　引入?yún)^(qū)間概率用于描述由于受天氣狀態(tài)影響導(dǎo)致的元件故障率的不確定性。在元件區(qū)間故障概率模型基礎(chǔ)上，基于區(qū)間數(shù)學(xué)，采用狀態(tài)枚舉法對發(fā)輸電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評估。引入仿射運(yùn)算，解決了區(qū)間運(yùn)算過于保守的問題，縮減了計(jì)算結(jié)果的區(qū)間范圍。
　　(4)討論了VSC-HVDC系統(tǒng)的可靠性建模問題，按照其各模塊的不同功能和可靠性研究的需要對VSC-HVDC各子系統(tǒng)進(jìn)行合理的劃分，采用狀態(tài)空間法研究了VSC