)可靠性原始参数如表2所示。 考虑到线路计划检修时间较长,断路器、隔离开关和母线计划检修可以安排在线路计划检修期间进行,因此不再单独考虑这些元件的计划检修。
高压直流输电系统可靠性原始参数参考国内外已建成的±500kV高压直流输电系统[2],其确定值如表3所示。
对交直流网络进行可靠性评估,选取以下可靠性指标,即可表征交直流网络系统的可靠性程度:
(1)基本指标 概率P、频率F和持续时间D。这包括线路故障停运以及变电站失负荷的概率、频率和持续时间。 (2)专用指标 故障总等值停运时间TEOT、可用率A、不可用率U、年电量不足期望值EENS、能量可用率EA和能量不可用率EU。
4.4 可靠性评估及综合分析
4.4.1 可靠性计算 按Monte Carlo-FD混合法的计算流程进行可靠性评估。交直流网络系统可靠性指标的计算结果列于表4,各变电站的可靠性指标计算结果列于表5及表6。
4.4.2 可靠性综合分析 根据以上结果分析,该500kV交直流网络系统发生故障的概率(0.0 2 3 0 3)较低,可用率(99.95885382%)和能量可用率(99.95882184%)都非常高,说明该500kV交直流网络系统可靠性很高。这主要是因为在这个主网中,500kV线路不长,潮流轻,并形成环网,系统结构紧凑,同时电源的分布和构成较为合理。 在各变电站中,变电站9和5的不可用率(0.47121543%和0.41188744%)较高。它们都只接有一条500kV线路,且又是主网中最长的线路,其等效元件的故障率(1.147a-1和1.095a-1)较高,因此这两个站可靠性较低。变电站3和4的不可用率相对较高,分别为0.04163108%和0.03804626%。由于这两个变电站位于主网的单环结构部分,系统联系较薄弱,因此它们的可靠性指标相对偏低。变电站7的出线共有5条,这对改善其可靠性指标是有益的,故其不可用率(0.02580964%)较低。变电站6夹在发电厂4和5之间(发电厂4与变电站6之间有400kV联络线),即使发电厂5到变电站6的500kV线路发生故障,变电站6仍可得到发电厂4有力的支持,其不可用率(0.02291537%)也较低。变电站2、1和8的不可用率都非常低,分别为0.00730372%、0.00705210%和0.00689293%。因为这3个站位于主网中网络结构最强的位置,它们的500kV出线有5到6条。变电站2和1与主网的500kV电源直接相连,交直流输电系统的直流线路与变电站1连接,交流线路与变电站8连接。因此任意两条500kV线路故障都不会对它们造成重大影响。 4.4.3 最弱环计算和增强性措施 通过最弱环计算,即分别假定各可靠性等效元件的故障率为零,计算可靠性指标,并寻找使可靠性指标得到最大改善的可靠性等效元件,则可发现图9中元件16和19是整个500kV交直流网络系统中的最弱环节。
表6 各变电站可靠性专用指标
根据以上结果分析,变电站9和5的可靠性为最差,因此应加强本地电源建设,以减少电力缺额;在考虑电网建设规划时,应优先考虑这两个地区,以增强本地网络的结构,使其更加紧凑,并加强与其它地区网络之间的联系。应充分发挥调度的作用,使网络的潮流更加合理,并全面考虑系统故障的对策,以尽量减少故障时损失的负荷。同时提高运行和检修人员的素质,加强维护检查,减少设备发生故障的概率和缩短检修时间。
5 结论
(1)鉴于交直流网络系统本身的复杂性,单一的模拟法和解析法在速度和精度方面各有优势,本文提出的Monte Carlo-FD混合法兼顾了这两方面的要求,在建立交直流网络可靠性模型时分别使用Monte Carlo法和FD法,用FD法以确定直流系统和主接线元件的等效模型,然后将其并入交流网络进行模拟。
(2)在用Monte Carlo法随机模拟系统状态转移过程中,为提高模拟效率,解析地确定状态的平均持续时间。这样,既充分考虑了FD法在建模及算法上的优点,又使得Monte Carlo模拟的收敛速度得到提高。
(3)本文对500kV交直流网络系统可靠性评估的实际应用表明,Monte Car lo-FD混合法综合了FD法和Monte Carlo法的优点,能有效地增加模拟的状态,方便计入计划检修等实际运行条件。用该方法进行交直流网络系统可靠性评估是切实可行的。
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