[发明专利]一种MMC-UPFC可靠性建模方法

说明书

本发明公开了一种MMC‑UPFC可靠性建模方法，是从MMC‑UPFC的结构特点出发，将UPFC组件划分为五个子系统，利用马尔可夫状态空间法建立各个子系统的状态空间模型，并运用FD法进行等值化简，考虑各子系统逻辑关系，并利用状态枚举法建立MMC‑UPFC的可靠性模型，计算可靠性参数。本发明可用于组件复杂的电力设备的可靠性评估，对其实际工程运用具有指导意义。

技术领域

本发明涉及电力设备可靠性建模方法，更具体说是一种基于模块化多电平(modular multi-level converter，MMC)的统一潮流控制器(unified power flowcontroller，UPFC)的可靠性建模方法，即MMC-UPFC可靠性建模方法。

背景技术

统一潮流控制器(unified power flow controller，UPFC)综合了数种FACTS设备的控制手段，可以有效补充旧电网缺乏的潮流控制方式，优化潮流分布，实现电压、有功和无功的动态补偿。基于模块化多电平(modular multi-level converter，MMC)的UPFC(简称MMC-UPFC)，适用于高压大容量领域，对安全可靠运行的需求更高，因此UPFC可靠性是实际工程中需要考量的重要因素。

传统UPFC可靠性模型主要有两状态、三状态和四状态模型，但存在以下几点不足：一是没有考虑UPFC应用于高压大容量系统的双回结构；二是只考虑了MMC内部子模块换流阀的冗余结构和换流桥并联结构，没有考虑MMC本身互为备用的情形；三是只考虑了UPFC实现各种运行状态的能力，没有全面分析导致不同工作状态的原因，影响了状态转移率计算的准确性。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种针对适用于高压大容量输电领域的MMC-UPFC可靠性建模方法。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明MMC-UPFC可靠性建模方法的特点是：所述MMC-UPFC具有双回结构，所述建模方法包含以下步骤：

步骤1、根据MMC-UPFC的双回结构特点，将所述MMC-UPFC的组件划分为五个子系统，所述五个子系统分别是：换流器系统S1，并联侧变压器系统S2，串联侧变压器系统S3，直流母线及控制系统S4和站外交流系统S5；

步骤2、采用马尔可夫状态空间法分别对各子系统进行可靠性建模，建立各子系统状态空间模型；

步骤3、分别将各子系统状态空间模型进行等值化简，得到各子系统的等值化简后状态概率P′和等值化简后状态转移率a′_IJ，所述等值化简后状态转移率a′_IJ是指在等值化简后的状态I和状态J之间的转移率；

步骤4、根据各子系统间的逻辑关系，并利用状态枚举法枚举出UPFC的七个运行状态；

步骤5、利用所述等值化简后状态概率P′和等值化简后状态转移率a′_IJ，以及各子系统间的逻辑关系，获得所述UPFC的七个运行状态的可靠性参数，依据所述可靠性参数建立MMC-UPFC可靠性模型。

本发明MMC-UPFC可靠性建模方法的特点也在于：所述MMC-UPFC的双回结构特点是指：其三台MMC采用互为备用的形式连接在直流母线上，在所述MMC-UPFC的串联侧独立运行时，实现静止同步串联补偿器的功能，在所述MMC-UPFC的并联侧独立运行时，实现静止同步补偿器的功能。