[发明专利]含多端直流系统的交直流电力系统节点可靠性检测方法

说明书

本发明公开了一种含多端直流系统的交直流电力系统节点可靠性检测方法。根据含多端直流系统的交直流电力系统的特点，建立了含多端直流输电的交直流电力系统的状态‑概率模型以及故障状态再调度模型，进而形成了含多端直流系统的交直流电力系统节点可靠性分析模型，通过故障状态再调度模型形成各状态下各交直流电力系统节点的最优负荷切除量，计算出各个节点的可靠性参数，从而对交直流电力系统的节点可靠性进行有效检测。本发明为调度机构及时发现交直流电力系统中的可靠性薄弱环节提供有效帮助，具有切实的价值与意义。

技术领域

本发明针对交直流电力系统领域的一种可靠性检测方法，特别是涉及了一种针对含多端直流系统的交直流电力系统的节点可靠性检测方法。

背景技术

基于电压源转换器的直流系统的应用使得传统电力系统发生了许多变化。直流系统在处理长距离大容量电力传输方面具有很大优势，并且在管理有功和无功潮流方面提供了灵活性和可控性。与两端直流系统相比，多端直流系统可以在更大的区域内影响直流电网的功率流，从而提供更多的潮流可控性。近年来，多端直流系统已成为大型海上风电场和陆上交流电网互联的理想解决方案。运用最新的电压源换流器结构，即模块化多电平换流器，自世界第一个多端直流系统示范工程——±160千伏多端直流系统示范工程已于2013年在广东省南澳岛投入使用以来，我国已规划建设了大量的多端直流系统工程，使得我国电网逐步形成了由传统交流电网与多端直流系统网络构成的交直流电力系统结构。

多端直流系统主要用于长距离和跨区域的电力传输。因此，多端直流系统的故障可能对交直流电力系统的容量充裕性产生重大影响。多端直流输电系统中大量电力电子设备的应用增加了系统组件的数量并使系统的操作和控制模式复杂化。此外，由于缺乏能有效清除直流故障电流的能力，多端直流输电系统的换流器极易发生故障，由此产生的换相失败等连锁故障会严重影响到交直流电力系统的正常运行。

随着我国投运多端直流系统工程数量的增加，如何考虑多端直流系统与交流电力系统的耦合特性，现有技术中缺少能对含多端直流系统的交直流电力系统的节点可靠性进行检测的有效方法，缺少了为调度机构及时发现交直流电力系统中的可靠性薄弱环节提供有效帮助，提高系统稳定性的方法。

发明内容

为了解决上述背景技术中的问题，本发明目的在于提供一种含多端直流输电的交直流电力系统节点可靠性检测方法。

本发明具体包括以下步骤：

1)基于含多端直流输电的交直流电力系统各元件计及老化的故障率函数与各元件的连接关系逻辑，建立含多端直流系统的交直流电力系统的状态-概率模型；设定交直流电力系统当前运行时刻t，具体是利用多端直流系统的状态-概率模型，输入所有元件在时刻t的故障率函数和修复率，进而计算获得多端直流系统中耦合元件的各子系统的故障率函数和修复率函数；结合利用交流电力系统的状态-概率模型中的交流电力系统的状态和状态概率，获得时刻t交直流电力系统的状态集合Z_v,t与对应的概率集合P_v,t；

2)基于以停电损失与再调度损失最低为目标的交直流电力系统最优潮流模型，建立含多端直流系统的交直流电力系统故障状态的再调度模型，从而计算含多端直流系统的交直流电力系统中各节点在故障状态下的最优负荷切除量与机组最优出力再调度量，具体为负荷节点在故障状态下的最优负荷切除量和发电节点在故障状态下的机组调度量；具体是利用时刻t交直流电力系统的状态集合Z_v,t输入到的再调度模型中，对状态集合Z_v,t中所有的故障状态进行再调度优化，得到时刻t交直流电力系统各负荷节点的最优负荷切除量；

3)基于各节点在故障状态下的最优负荷切除量，通过建立含多端直流系统的交直流电力系统的节点可靠性分析模型，计算各节点的可靠性参数，从而对各节点的可靠性进行检测；具体是利用最优负荷切除量和时刻t概率集合P_v,t输入到节点可靠性分析模型处理获得可靠性参数，最后利用可靠性参数对含多端直流系统的交直流电力系统节点进行可靠操作处理。