CN105244903A - 一种背靠背异步联网混合直流输电***的可靠性评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种背靠背异步联网混合直流输电***的可靠性评估方法，其包括如下步骤：A、将***划分为若干个子***；B、分别建立子***的可靠性评估模型，对子***进行可靠性评估；C、组合得到***的可靠性评估模型，对***进行可靠性评估。

Description

一种背靠背异步联网混合直流输电***的可靠性评估方法

技术领域

本发明属于直流输电***可靠性评估方法技术领域，具体涉及背靠背异步联网混合直流输电***的可靠性评估方法。

背景技术

传统背靠背异步联网直流输电***是输电线路长度为零的直流输电***。这种类型的直流输电主要用于两个非同步运行(不同频率或相同频率但非同步)的交流电力***之间的联网或送电，也称为非同步联络站。背靠背直流输电的整流站设备和逆变站设备通常装设在一个换流站内，也称为背靠背换流站。在背靠背换流站内，整流器和逆变器的直流侧通过平波电抗器相连，构成直流侧的闭环回路；而其交流侧则分别与两端交流***相连，从而形成两个电力***的非同步联网。被联交流***之间交换功率的大小和方向均由控制***快速方便地进行控制。

本发明研究的对象为背靠背异步联网混合直流输电***，其组成结构与传统背靠背直流输电***不同。背靠背异步联网混合直流输电***由并联的两回直流构成，如图1所示，一回为常规单12脉波单极接线，一回为柔性单换流器接线。各回共用两侧的交流场。各回线路间可以相互独立运行，其中一回线路故障不会影响其他回线路，运行方式较传统双极接线直流输电***更加灵活。

背靠背异步联网混合直流输电***主要包括以下几种运行方式：

1、2回运行，一回传统直流与柔性直流完全运行。输电功率为100％容量

2、1回运行，一回传统直流运行而柔性直流停运，或者，单回的传统直流停运，而柔性直流运行。输电功率为50％容量

3、0回运行，传统直流和柔性直流均停运，输送功率为0％容量

4、其他降额运行形式

背靠背异步联网混合直流输电***同时采用了传统直流输电和柔性直流输电两种技术，因此，背靠背异步联网混合直流输电***的可靠性评估方法将参考传统高压直流输电***和柔性直流输电***的评估方法。

(1)传统高压直流输电***的可靠性研究现状

高压直流***可靠性的研究始于本世纪六十年代末期，加拿大的R.Billinton教授在1968年发表有关这方面的第一篇论文，同年，国际大电网会议(CIGRE)也成立了专门工作组，开始对高压直流输电工程进行可靠性统计和分析，经过多年的努力，国外学者在高压直流输电***可靠性评估方面取得的成就主要有：基于Markov过程原理的频率和持续时间法(FD法)，其将Markov理论和状态空间法应用于直流***，建立了高压直流输电***可靠性评估的等效模型，同时对直流***的容量模型进行探索，而且用于***可靠性指标的计算及***的经济性比较；为模拟元件、环境等随机特性的高压直流输电可靠性评估MonteCarlo模拟法；采用结合确定性和概率性的混合方法进行高压直流输电***可靠性评估以及从核物理领域引进一种新的可靠性分析方法——GO法(GOmethodology)，GO法是一种以成功为导向的***概率分析技术。同时，通过实际运行的工程获得了大量对评估高压直流输电***可靠性方面的重要统计资料，且从实践中提出了一套比较完整的可靠性指标。这些工作为从理论上对高压直流输电***可靠性评估进行更深入的研究创造了条件。

国外高压直流输电***可靠性评估在实际工程中的应用方面，美国GE公司在加拿大的伊尔河工程(EelRiverHVDCSystem)实现了可靠性技术在高压直流输电工程中的早期应用。

当时可靠性技术是被用来确定***设计中所应考虑的冗余结构、备品备件管理、故障监视报警以及在线检修手段等问题如何得到妥善的解决。它所使用的可靠性技术包括：①***可靠性预测(评估)，②可靠性指标的目标分解；⑧故障模式及后果分析(FMEA)：④冗余技术等。

我国对高压直流输电***可靠性的研究开始于80年代初，研究工作针对葛洲坝可靠性指标、计算参数以及可靠性综合分析和决策等开展了较***的理论研究。虽然我国在这方面的研究起步较晚，但经过科研人员的努力，已取得***的成果，现在：根据Markov过程的基本原理，提出了累积状态之间转移频率和等效转移率等概念以及有关的性质，丰富了可靠性理论，发展了高压直流输电***可靠性评估的FD法；针对高压直流输电***可靠性计算参数的不精确性，提出了可靠性评估中参数灵敏度分析的概念和方法；针对直流输电***在模型组合中存在维数灾难问题，建立了直流***可靠性评估的多状态容量模型，并推导了容量模型的串并联组合公式；在电力***运算条件日趋复杂，***规模日趋庞大的条件下，提出了将MonteCarlo模拟法和解析法相结合的高压直流输电***可靠性评估新方法；由于直流设备众多，用已有的方法很难考虑到所有的设备，为了克服这个缺点提出了故障树分析方法，进行高压直流输电***的可靠性评估；此外，还对高压直流输电***的备用策略、同塔双回直流线路的共同模式故障等问题进行了一定的研究。这些研究成果比国外同一领域的研究前进了一步，对全面评估高压直流输电***的可靠性水平以及提出有效的增强措施等都具有重要的意义。

(2)柔性直流输电***简介及其可靠性研究现状

伴随着电力电子器件的发展，基于可关断器件和脉冲宽度调制(PWM)技术的电压源换流器(VSC)开始应用于直流输电，标志着柔性直流输电技术(VSC-HVDC)的诞生。1990年，加拿大McGill大学的Boon-TeckOoi等人首先提出用脉冲宽度调制(PWM)控制的电压源换流器(VSC)进行直流输电。1997年3月，ABB公司进行了首次VSC-HVDC的工业试验，即瑞典中部的Hellsjon工程(10kV、150A、3MW、10km)。1999年，ABB公司在Gotland岛投入了世界上第一个商业化的柔性直流输电工程(80kV、350A、50MW、70km)。2001年，德国慕尼黑联邦国防大学的RainerMarquardt提出了模块化多电平电压源换流器(MMC)的概念。2010年11月，世界上第一个基于模块化多电平电压源换流器的柔性直流输电(MMC-HVDC)工程——TransBayCable工程(±200kV、1000A、400MW、86km)在美国旧金山市投入运行，西门子公司是该工程的换流站设备供应商。

2008年8月，国家电网公司开始开展柔性直流关键技术研究及示范工程实施，并于2011年3月成功试运行了上海南汇风电场柔性直流输电示范工程。该工程是我国首个采用MMC换流器直流输电技术并实现风电并网的工程。2013年，世界上第一个多端VSC-HVDC示范工程——广东南澳±160kV多端VSC-HVDC示范工程正式投入运行；2014年6月，浙江舟山±200kV五端VSC-HVDC示范工程也正式投入运行。这些示范工程标志着我国VSC-HVDC***已发展到一个崭新的阶段，VSC-HVDC***将成为电力***中不可缺少的部分，

鉴于柔性直流输电技术及示范工程的快速发展，开展柔性直流输电工程可靠性评估显得尤为重要。当前，针对VSC-HVDC***可靠性模型的研究主要基于已有的传统HVDC***可靠性模型的建立方法，包括：状态枚举法、Markov法等，其主要根据VSC-HVDC***的功能结构，将其划分为若干个子***(如换流阀子***)，对各子***分别建立两状态(正常或故障状态)模型，然后进行状态合并，进而得到整个VSC-HVDC***可靠性模型。

上述方法虽然实现简单，且在传统HVDC建模中使用广泛，但VSC-HVDC作为一种柔性输电技术，其运行控制等方面有别于传统HVDC***，在对其进行可靠性建模时还需考虑以下因素：

1、目前实际工程的VSC-HVDC虽然为双极接线结构，但大部分不能单极运行，任一极的元件故障都会导致该换流站停运，这一点与传统HVDC的运行方式不同。

2、相比传统HVDC，VSC-HVDC更适合构成多端输电***，并已经应用于多个实际工程。多端VSC-HVDC比两端VSC-HVDC具有更高的经济性和灵活性，但是输电***的控制和运行方式更为复杂。网架拓扑上，可能出现环网式结构。因此，复杂多端VSC-HVDC的可靠性模型的研究需要考虑这些因素。

3、VSC-HVDC作为一种灵活快捷的输电方式，在风电场并网上有明显的优势，已广泛应用于海上风电场并网。作为风电场接入方式时，需考虑风电场出力间歇性因素，以及风电场出力与VSC-HVDC***的元件故障具有时序相关性等特点的影响。

发明内容

本发明的目的是，针对目前还没有完善的背靠背异步联网混合直流输电***的可靠性评估模型，结合传统高压直流输电和柔性高压直流输电的可靠性评估方法，提供一种背靠背异步联网混合直流输电***的可靠性评估计算。

实现本发明的技术方案是：一种背靠背异步联网混合直流输电***的可靠性评估方法，首先根据***的结构特点，对其进行子***划分；然后根据各个子***的特点，选用相应的可靠性评估模型对子***进行可靠性评估；最后根据各个子***的可靠性评估结果以及子***间的逻辑连接关系，即可实现背靠背混合直流输电***的可靠性评估。具体方法步骤如下：

步骤A、子***划分

对直流输电***可靠性评估而言，子***分析方法是一种简化且精度更高的方法，具有以下优点：1)应用子***方法更易简单、清晰地表达直流输电***各部分的逻辑关系，为不同运行状态的分析提供方便，结合适当的可靠性评估方法即可进行***可靠性计算；2)由于直流输电***元件众多，其高阶事件的概率比重较大，应用子***方法可有效计及高阶事件；3)子***方法可以通过各类中间计算结果，分析各子***对***可靠性的影响程度，辨识***薄弱环节。

对于背靠背异步联网混合直流输电***，子***的划分可参考传统高压直流输电***和柔性高压直流输电***的子***划分方法，结合背靠背异步联网混合直流输电***本身运行特点，并按照一次设备与二次设备分开、整流侧与逆变侧分开、正极与负极分开、考虑备用与无备用分开的原则，其子***可以划分为以下几个子***：1)传统换流变压器子***；2)交流滤波器子***；3)传统阀组子***；4)平波电抗器子***；5)柔性单侧子***。

步骤B、子***可靠性评估

在对整个***进行可靠性评估时，各子***的可靠性计算，是整个***可靠性评估的基础。首先将***划分为若干个子***，分别建立其子***的可靠性评估模型，然后组合得到***可靠性评估模型。由于各子***的结构和运行方式不同，针对各子***的可靠性计算模型也不同，下面分别介绍各子***的可靠性计算模型。

1、交流滤波子***

该子***包括直流输电***单侧所有型号交流滤波器、交流滤波器断路器和母线等，图2为整流侧交流滤波器结构示意图。对单侧交流滤波器而言，故障交流滤波器的数量和类型会对传统直流传输的容量产生不同的影响，通过实际高压直流输电工程的交流滤波器容量状态表来刻画。交流滤波器容量状态表，是指当故障后的实际运行的交流滤波器类型和数目不同时，与交流滤波器对于整个高压直流输电***的输送容量的影响相对应的列表。这里采用依次枚举不同数量不同类型交流滤波器的故障，算出每种故障对应的概率和频率指标然后叠加得到整个***指标。交流滤波器计算方法简介：

1)枚举事件容量状态的确定

由于容量状态只与滤波器的类型和数量有关，同时母线的故障后果都可以由交流滤波器的故障后果等效，故可根据滤波器的类型和数量确定***的容量状态。

2)交流滤波器断路器隔离过程与修复过程的等效

将断路器故障的隔离过程与修复过程分开考虑，其隔离过程的故障后果与其所连接的母线相同，其修复后果与其所联的滤波器相同(交流主母线所连断路器故障后果与其所连交流滤波器母线相同)。故可考虑分别将断路器的隔离过程与修复过程等效。

假设两个元件的故障率和修复率是分别为λ₁、λ₂和μ₁、μ₂，串联等效元件的故障率和修复时间分别为λ_se和μ_se，则串联等效网络的计算公式为：

$\begin{array}{cc}{\mathrm{\λ}}_{se}={\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\λ}}_2& {\mathrm{\μ}}_{se}=\frac{{\mathrm{\λ}}_1{\mathrm{\μ}}_1+{\mathrm{\λ}}_2{\mathrm{\μ}}_2+{\mathrm{\λ}}_3{\mathrm{\μ}}_3}{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\λ}}_2}\end{array}$

3)断路器隔离过程的等效及其故障后果的确定

在断路器隔离过程中，主母线与交流滤波器小母线的断路器，交流滤波器小母线与母线是串联的关系，可将其用串联等效公式合并。那么***中只存在大母线、小母线、滤波器三种类型的元件。

在进行多阶故障枚举时，只存在两种情况，一是元件的故障影响容量相加，一是元件故障后果容量“取大”(取大包括到相等中的任一个)。

只有两种情况下对其进行取大处理，一是小母线与同其下连接的滤波器故障，一是状态中存在大母线故障。

在处理多阶故障状态时，先进行同一母线下的取大处理，然后将各容量相加，可得多阶故障状态的后果。

4)断路器修复过程的等效及其故障后果的确定

在断路器修复过程，交流滤波器和与其连接的交流滤波器断路器、交流滤波器小母线和与其相连的交流滤波器断路器是串联的关系。同理，可将它们分别进行串联等效。那么***中只存在大母线、小母线、滤波器三种类型的元件。可同上处理。

5)重复状态的处理

分开计算断路器故障的隔离过程与修复过程的概率和频率，会重复计算不包含断路器故障的状态。须减去不包含断路器故障的状态的概率与频率。

6)交流滤波子***可靠性计算流程图

交流滤波子***可靠性计算流程图如图3所示。

2、传统换流变压器子***

该子***包括传统直流输电***单侧所有换流变压器、换流变压器断路器及备用换流变压器等。由于传统换流变压器子***按照12脉波换流阀分组接线单侧整体备用，所以在计算单个换流单元对应换流变压器组可靠性时要以站为单位进行整体状态枚举，然后对换流变压器组、换流变压器断路器和换流阀组等构成的***运用串联模型即可得到单侧单极单个换流单元的可靠性指标。

1)枚举换流变压器故障事件

枚举故障事件，并得到该故障事件的枚障元件集。对换流变压器的故障事件枚举到四阶事件。对整流侧和逆变侧的故障事件分别考虑。

2)从故障元件集中找出故障可替换元件集

比较故障元件集与备用元件集中元件的型号和连接方式，若是备用元件的型号和连接方式与故障元件一致，则此故障元件属于可替换元件，找出所有可替换的元件，形成故障可替换元件集。若一个阀组发生故障的换流变压器台数多于一台，且其故障换流变中多于一台找不到型号和连接方式一致的备用换流变，则这些元件不是全部可替换，此元件集不属于可替换元件集，则无需考虑备用情况。

3)形成可替换元件集的备用启用最优序列

形成备用启用最优序列时首先考虑(各阀组对应)换流变压器需要替换的变压器台数。属于可替换元件集中各变压器组的元件个数从小到大排序，即阀组对应换流变压器中包含的可替换元件集的个数越少，其中元件的替换优先级越高。如果可替换元件集中变压器组中元件个数相等，即可替换元件个数的优先级一样，则取其容量优先级，各变压器组相对应的阀组容量越大的优先级越高。如果个数和容量优先级都相等，则取其等效修复时间优先级，即故障换流变压器的修复时间越大，其备用启用的优先级越高。如果它们优先级相等，则备用随机启用。

4)按备用启用最优序列的顺序进行变压器替换

对枚举故障事件，按备用启用最优序列的顺序进行换流变压器的替换，即在进行故障元件的可用率和不可用率时，按备用启用最优序列的顺序将故障元件的修复时间用备用安装时间来替换。

5)计算故障事件的概率、频率及***对应的容量状态

故障事件的概率由下式给出：

$P\left(s\right)={\Π}_{i=1}^{N_f}{U}_i{\Π}_{i=1}^{N-N_f}{A}_i$

式中，U_i和A_i分别是第i个元件工作和失效的概率，N_f和N-N_f分别是状态s中失效和未失效的元件数量。

故障事件的频率由下式给出：

$f\left(s\right)=P\left(s\right)\underset{k=1}{\overset{N}{\Σ}}{\mathrm{\λ}}_k$

式中，是λ_k第k个元件从状态s离开的转移率。如果第k个元件在工作，则λ_k是失效率；如果第k个元件处于停运且无备用，则λ_k是修复率，如果第k个元件处于停运但是有备用投入，则λ_k是备用安装率。故障事件对应的容量状态由换流变压器故障引起(的对应的阀)的停运容量来确定。

6)完成所有枚举并计算可靠性指标

完成所有故障事件的枚举。所有枚举的故障事件互斥，因此***的累计失效概率是所有失效状态概率的直接相加之和。将故障事件的频率相加则得到此***的频率。

对换流变压器子***，将属于同一阀组的故障事件的概率和频率相加，即可得到各个阀组的可靠性指标。

将状态容量相同的故障事件的概率和频率相加，即可得到子***各停运容量百分比的概率和频率，从而得到换流变压器子***的可靠性指标。

3、平波电抗器子***

该子***包括整个换流站内两极的平波电抗器，一共有四种状态：双极正常运行，正极正常负极故障，正极故障负极正常，双极故障。这里考虑了两种备用情况：高压端、中性线处整体备用，指备用的平波电抗器可以为整个站内(包括正极和负极高压端、中性线处)平波电抗器提供备用；高压端、中性线处分别备用，指高压端和中性线处平波电抗器分别备用。不管是采用何种备用类型，都要考虑备用切换规则，现在以平波电抗器高压端、中性线处分别备用时高压端单侧平波电抗器计算为例简单备用切换规则：

当负极的故障程度小于正极，或者正极正常负极故障，或者两极的故障程度相同但负极的修复时间长，备用应当先切换到负极；

当正极的故障程度小于负极的故障程度，或者正极故障负极正常，或者两极的故障程度相同但正极的修复时间长，备用应先切换到正极。

其中故障程度指该极的故障元件数与该极总元件数的比值，即

当计算三种故障状态的概率时，各种状态的概率为该状态中所有情况的概率之和。当计算三种故障状态的频率时，各状态的频率为该状态中各种情况的概率与其对应的向外转移率的乘积之和。正常状态(双极正常运行)的概率为三种故障状态的概率之和与1的差值。正常状态(双极正常运行)的频率为三种故障状态的频率之和。

在计算时，被备用替换掉的故障元件的无效度换为U'，

其中 $U^{\′}=\frac{\mathrm{\λ}}{\mathrm{\λ}+{\mathrm{\μ}}^{\′}}$

μ'——备用元件的安装率。

正极正常负极故障的频率：

$f2=\underset{i=1}{\overset{i=n}{\Σ}}{p}_{2i}{\mathrm{\λ}}_{2i}$

P_2i——该状态中第i种情况的概率

λ_2i——该状态中第i种情况的向外转移率

其余两种状态的频率f₃、f₄的计算方法同上。

双极正常概率P₁＝1-(P₂+P₃+P₄)

双极正常运行的频率f₁＝f₂+f₃+f₄

4、柔性单侧子***

该子***主要是包含整流侧(或逆变侧)中所有能够引起该侧强迫停运的元件，主要包括整流侧(或逆变侧)中的设备，设备数目较多，例如联接变压器、换流器、断路器、阻波电抗器、相电抗器和接地电阻等。

1)子***模型

单换流侧的联接变压器、换流器、断路器、阻波电抗器、相电抗器、接地电阻等元件故障故障均会造成整个换流侧工作中断，因此在对该子***可靠性评估时，运用串联模型建立整流单元的可靠性模型，如图4所示。

2)评估方法

设柔性单侧子***中有n个元件，并且元件的故障率和修复时间分别为λ₁、λ₂、λ₃…λ_n和μ₁、μ₂、μ₃…μ_n，该子***的串联等效元件的故障率和修复时间分别为λ_se和μ_se，则串联等效网络的计算公式为：

λ_se＝λ₁+λ₂+λ₃+…+λ_n(4.77)

${\mathrm{\μ}}_{se}=\frac{{\mathrm{\λ}}_1{\mathrm{\μ}}_1+{\mathrm{\λ}}_2{\mathrm{\μ}}_2+{\mathrm{\λ}}_3{\mathrm{\μ}}_3+...+{\mathrm{\λ}}_n{\mathrm{\μ}}_n}{{\mathrm{\λ}}_1+{\mathrm{\λ}}_2+{\mathrm{\λ}}_3+...+{\mathrm{\λ}}_n}$ (4.78)

步骤C、背靠背异步联网混合直流输电***可靠性评估模型

由子***可靠性评估的模型和算法可得到各个子***的多状态容量运行表，根据子***间的逻辑连接关系，即可实现背靠背混合直流输电***的可靠性评估。背靠背异步联网混合直流输电***可靠性框图如图5所示。

图5中前缀为HVDC代表传统直流，前缀为VSC是柔性直流。HVDC-BP2指单侧双极元件，包括站控、交流场和交流滤波器子***，其故障会导致传统直流停运但不会影响到柔性直流。HVDC-VG指传统直流单侧单个换流单元，它是单个12脉波阀组对应的换流变压器、换流阀和换流变压器断路器；VSC-VG指柔性直流单侧子***，其中包括VSC换流器、换流变压器、断路器、相电抗器、断路器、接地电阻和平波电抗器。HVDC-BP1指传统直流单极元件，包括单侧单极平波电抗器、极控、辅助电源，VSC-BP1指的是柔性直流控制***，其故障会造成该回柔性直流停运，例如柔性***级控制和换流器级控制。当分别计算出各子***的可靠性指标后，然后按照图5可靠性模型进行串并联组合即可得到整个背靠背混合直流输电***可靠性指标。

***单个枚举事件对应的容量状态由图6确定。

结合图5、图6即可得到各元件或子***对***可靠性的影响逻辑。如两侧交流滤波器子***中交流滤波器故障主要引起降额容量状态、单个12脉波换流阀故障主要引起传统直流一极停运等。

附图说明：

图1为背靠背异步联网混合输电***接线图；

图2为整流侧交流滤波器结构示意图；

图3为交流滤波子***可靠性计算流程图；

图4为整流单元可靠性模型图；

图5为背靠背异步联网混合直流输电***可靠性框图；

图6为***单个枚举事件容量状态的确定示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例涉及一传统高压直流和柔性直流各一回的背靠背异步联网混合直流输电***(如图1所示)。

本实施例中可靠性分析使用的可靠性数据主要参考目前国内外直流***有关元件、***的可靠性参数，所采用的原始参数主要来源于：

1、中国南方电网公司电力科学研究院历年直流输电***可靠性统计数据；

2、SiemensStudyReport-AvailabilityandReliability(Guizhou-Guangdong+/-500kVTransmissionProject)；

3、CIGRE-Reports。

通过上述的可靠性数据搜集，收集到的可靠性数据，用于实施例的可靠性元件可靠性参数如表1和表2所示：

表1背靠背混合输电***可靠性评估中传统直流元件采用的可靠性参数

元件或子***	故障率(次/年)	修复时间(小时)
			换流变压器	0.0212	65.7841
阀组	0.1456	32.0725
			母线	0.0123	10.2
断路器	2.78E-03	4.80E+01
			平波电抗器	0.05463	4.92
极控	0.07743	2.96
			站控	0.000054	1.5
辅助电源	2.63E-07	12
			交流滤波器可用率(A型)	0.9272	10.4
交流滤波器可用率(B型)	0.7877	10.5

表2背靠背混合直流输电***可靠性评估中柔性直流元件采用的可靠性参数

元件或子***	故障率(次/年)	修复时间(小时)
			联接变压器	0.0212	65.7841

阀组	0.0168	27.54
			断路器	0.0010	24.00
相电抗器	0.0150	7.02
			平波电抗器	0.0106	5.13
极控	0.00053	3.12
			站控	0.000061	2.00
母线	0.0123	10.2

本实施例，***的子***划分为：

(1)交流滤波器子***

使用发明内容中交流滤波器子***的可靠性评估方法可以评估出整流侧和逆变侧交流滤波子***的可靠性，结果如表3和表4.

表3整流侧交流滤波器子***可靠性计算结果

容量	概率	频率(次/年)
			0	1.43223E-05	0.0124487
0.75	1.82864E-07	0.000245681
			0.95	5.89219E-05	0.0305212
1	0.999927	10.3536

表4逆变侧交流滤波器子***可靠性计算结果

容量	概率	频率(次/年)
			0	1.43215e-005	0.0124482
0.7	2.60397e-009	2.67079e-006
			0.9	3.65718e-007	0.000491354
1	0.999985	10.4141

(2)传统换流变压器子***

使用发明内容中传统环流变压器子***的可靠性评估方法可以评估出整流侧和逆变侧传统换流变压器子***的可靠性，由于整流侧和逆变侧传统换流变压器子***采用的元件和可靠性参数相同，所以两侧传统换流变压器的计算结果相同，结果如表5所示。

表5传统换流变压器子***可靠性计算结果：

(3)平波电抗器子***

使用发明内容中的平波电抗器子***的可靠性评估方法可以评估出传统高压输电部分中的平波电抗器子***的可靠性，结果如表6所示。

表6平波电抗器子***可靠性计算结果：

容量	概率	频率(次/年)
			0	6.13624e-05	0.109253
1	0.999939	0.109253

(4)柔性单侧子***

使用发明内容中的柔性单侧子***的可靠性评估方法可以评估出柔性单侧子***的可靠性。由于柔性整流侧和逆变侧采用的结构和相应元件的可靠性参数相同，所以柔性整流侧和逆变侧子***的可靠性计算结果相同，结果如表7所示。

表7柔性单侧子***可靠性计算结果：

容量	概率	频率(次/年)
			0	0.000675731	0.211257
1	0.999324	0.211257

由子***可靠性评估的模型和算法可得到各个子***的多状态容量运行表，根据子***间的逻辑连接关系，即可实现背靠背混合直流输电***的可靠性评估，评估结果如表8-表10所示。

表8***相关能量可用率指标

***能量可用率	0.99831
		柔性直流能量可用率	0.99862
传统直流能量可用率	0.998

表9***容量概率表

注：容量基准为2000MW。

表10***相关强迫停运率指标

名称	指标(次/年)
		柔性直流强迫停运率	0.435217
传统直流强迫停运率	0.647368

以上是对本发明做的示例性描述，凡在不脱离本发明核心的情况下做出的简单变形或修改均落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种背靠背异步联网混合直流输电***的可靠性评估方法，其包括如下步骤：

A、将***划分为若干个子***；

B、分别建立子***的可靠性评估模型，对子***进行可靠性评估；

C、组合得到***的可靠性评估模型，对***进行可靠性评估。

2.如权利要求1所述的可靠性评估方法，其特征在于，步骤A中，划分子***时，一次设备与二次设备分开、整流侧与逆变侧分开、正极与负极分开、考虑备用与无备用分开。

3.如权利要求1所述的可靠性评估方法，其特征在于，步骤A中，将***划分为以下几个子***：传统换流变压器子***、交流滤波器子***、传统阀组子***、平波电抗器子***、柔性单侧子***。

4.如权利要求3所述的可靠性评估方法，其特征在于，步骤B中，对传统换流变压器子***进行可靠性评估的过程中，在计算单个换流单元对应换流变压器组可靠性时，以站为单位进行整体状态枚举，然后对换流变压器组、换流变压器断路器和换流阀组构成的***运用串联模型，最终得到单侧单极单个换流单元的可靠性指标。

5.如权利要求3所述的可靠性评估方法，其特征在于，步骤B中，对交流滤波子***进行可靠性评估的过程中，依次枚举不同数量不同类型交流滤波器的故障，算出每种故障对应的概率和频率指标，然后叠加得到整个交流滤波子***的指标。

6.如权利要求3所述的可靠性评估方法，其特征在于，步骤B中，对平波电抗器子***进行可靠性评估的过程中，采用备用切换规则：

当负极的故障程度小于正极，或者正极正常负极故障，或者两极的故障程度相同但负极的修复时间长，备用先切换到负极；

当正极的故障程度小于负极的故障程度，或者正极故障负极正常，或者两极的故障程度相同但正极的修复时间长，备用先切换到正极。

7.如权利要求3所述的可靠性评估方法，其特征在于，步骤B中，对柔性单侧子***进行可靠性评估的过程中，运用串联模型建立整流单元的可靠性模型。

8.如权利要求1所述的可靠性评估方法，其特征在于，步骤C中，分别计算出各子***的可靠性指标后，按照可靠性模型进行串并联组合，得到整个背靠背混合直流输电***的可靠性指标。