导　　师： 任震

学科专业： H0802

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 直流输电技术的高速发展和广泛应用，导致电力系统的失效行为更为复杂，多重故障或共同模式失效的风险增大。复杂交直流混和输电系统的安全稳定和可靠性问题已经成为当前电力工业规划、运行和控制的关键技术问题和技术难点之一。以系统失效的机理分析为基础，研究实用的可靠性评估模型、算法、指标体系，为系统的规划和运行人员提供有效的技术参考和可靠性对策，是保证大型交直流混合电网可靠运行的前提和基础。 目前，对于大型交直流混合输电系统，国内外的理论研究和运行经验仍有不足。可靠性模型是可靠性研究的基础。本文对直流输电系统的相关失效模式、可靠性模型以及复杂交直流混合输电系统的可靠性评估模型进行了系统而深入的研究，提出了一系列实用的模型和相应的分析方法，主要的研究内容包括： 1．本文对高压直流输电系统传统的子系统划分方法存在的不足进行分析，提出了基于失效模式的子系统划分方法，并应用一种改进的容量模型组合法对直流系统进行建模和求解。所建立的模型能更真实地反映直流系统的运行状况和失效模式，并且可以方便地计及备用相关性等复杂的计算条件。 2．相关失效是普遍存在于所有的复杂系统中的。本文对高压直流输电系统 的相关失效模式进行了分析和研究，建立了换流阀的多载荷相关失效模型。多载荷相关模型能够计及载荷差异性和冲击载荷所导致的共因失效事件。算例计算表明，相关失效在换流阀的失效过程中占据着重要的地 位，是不可忽视的。 3．计算量庞大是困扰复杂交直流混合输电系统可靠性评估的主要问题之一。本文针对含电磁环网的交直流混合输电系统进行可靠性模型的研究，用rei网络等值法，将下层子网进行等值处理，在建立了各种交直流元件和负荷的等效状态转移模型的基础上形成整个电网的等效可靠性模型，进而达到简化系统分析模型的目的。对实际系统的计算结果表 明，该模型在牺牲少量精度的基础上能大幅地缩短计算时间，有效提高大型复杂电网可靠性评估的计算效率。 4．健康度指标将传统的充裕度指标细分为健康和亚健康两类。对交直流混合互联系统进行健康度评估，可以对系统潜在不充裕或不安全的状态进行预警，给系统规划和调度人员的操作提供丰富的市场信号和技术指标，有助于在保证互联网络运行可靠性的前提下取得最大的市场效益。 本文建立了计及多级负荷水平、负荷相关性以及水电机组出力限制的交直流混合互联电网的健康度评估模型，提出了基于故障转移模拟的分解算法及其计算机实现过程。本文所提出的模型和方法经过不同的算例分析验证，是实用和有效的。本文的研究成果对交直流混合输电系统可靠性技术的发展具有重要的理论和实践意义。

关 键 词： 电力系统 交直流混合输电 可靠性模型 相关失效 健康度

分 类 号： [TM732]

领　　域： [电气工程]