[发明专利]特高压直流输电系统中换流单元的可靠性及灵敏度分析方法

说明书

本发明公开了一种特高压直流输电系统中换流单元的可靠性及灵敏度分析方法，应用于特高压直流输电系统的换流站换流单元中，其步骤包括：1获得所述换流阀水冷系统CVWC的七状态等值模型；2分析所述换流阀水冷系统CVWC的可靠性及灵敏度；3分析所述换流桥子系统CB、换流变子系统CT、控制保护子系统CP的可靠性及所述换流桥子系统CB的灵敏度；4分析所述换流单元CU的可靠性及灵敏度。本发明能对特高压直流输电系统中的换流单元进行可靠性及灵敏度分析，并建立换流阀水冷系统的状态空间模型，分析换流阀水冷系统和特高压直流输电系统中换流单元其他内部元件的结构关系，有利于提高特高压直流输电系统中换流单元可靠性。

技术领域

本发明涉及特高压直流输电系统可靠性评估和灵敏度计算领域，具体涉及一种含换流阀水冷设备的特高压直流输电系统中换流单元的可靠性及灵敏度分析方法。

背景技术

特高压直流输电相较于高压直流输电，具有输送容量大、输送距离长、输电效率高、调节灵活等优点。根据国家电网规划，将建成±800kV内蒙古锡林浩特——江苏泰州、±1100kV内蒙古呼伦贝尔——安徽皖南两回特高压直流输电工程。近年来，我国特高压直流输电工程应用取得重大突破。随着特高压直流输电技术的发展，特高压直流输电系统即UHVDC系统中换流单元的可靠性评估和灵敏度分析对整个电力系统的可靠性及其灵敏度影响很大。

换流阀是整个UHVDC系统中换流单元的核心设备，换流阀运行时，阀体内通过大电流产生大量热量，致使换流阀温度急剧增加，进而发生故障，利用水冷设备对换流阀进行保护对提高UHVDC系统中换流单元的可靠性至关重要。因此，需要对含换流阀水冷设备的UHVDC系统中换流单元的可靠性及灵敏度进行分析研究。

目前的UHVDC系统中换流单元可靠性及灵敏度分析方法中，常常利用FD法和状态空间法对各子系统的等值模型进行层层等值化简，分析过程中仅考虑了底层元件换流阀，但在实际应用中，换流阀常常配置水冷设备加以保护，这种方法在分析含水冷设备的UHVDC系统中换流单元的可靠性和灵敏度时就缺乏准确性和适用性。

发明内容

本发明的目的是克服上述技术的不足之处，提出一种特高压直流输电系统中换流单元的可靠性及灵敏度分析方法，以期能够对含水冷设备的UHVDC系统中换流单元进行可靠性评估和灵敏度分析，从而有利于提高UHVDC系统中换流单元的可靠性。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种特高压直流输电系统中换流单元的可靠性及灵敏度分析方法，所述换流单元CU中包括：换流桥子系统CB、换流变子系统CT、控制保护子系统CP；所述换流桥子系统CB中包括：换流阀水冷系统CVWC；所述换流阀水冷系统CVWC包括：换流阀CV、内冷水系统IC和外冷水系统EC；其特点是，所述可靠性及灵敏度分析方法是按照如下步骤进行：

步骤1：获得所述换流阀水冷系统CVWC的七状态等值模型：

采用状态空间法对换流阀CV的两状态等值模型、内冷水系统IC的两状态等值模型和外冷水系统EC的两状态等值模型进行组合与化简，获得所述换流阀水冷系统CVWC的七状态等值模型；

所述换流阀水冷系统CVWC的七状态等值模型分别表示所述换流阀水冷系统CVWC的七个状态，包括：第一个状态第二个状态第三个状态第四个状态第五个状态第六个状态和第七个状态

所述第一个状态表示所述换流阀水冷系统CVWC正常工作；

所述第二个状态表示所述换流阀水冷系统CVWC中换流阀CV故障，内冷水系统IC受累停运，外冷水系统EC受累停运；

所述第三个状态表示所述换流阀水冷系统CVWC中换流阀CV故障，内冷水系统IC故障，外冷水系统EC受累停运；

所述第四个状态表示所述换流阀水冷系统CVWC中换流阀CV故障，内冷水系统IC故障，外冷水系统EC故障；