[发明专利]新型电力设备接入电网可靠性评估及其优化方法和系统

说明书

本发明涉及一种新型电力设备接入电网可靠性评估及其优化方法和系统，其包括：根据预先建立的新型电力设备可靠性模型，以及新型电力设备的接入位置计算新型电力设备接入电网后的可靠性；对比新型电力设备接入电网前后的可靠性水平变化，确定电网系统可靠性优化目标和新型电力设备可靠性优化目标；通过对新型电力设备的可靠度进行灵敏度分析，确定新型电力设备中的薄弱模块；通过摄动法分析薄弱模块构成部件的灵敏度，并结合经济性分析，比较提升相同可靠性水平时，不同子模块的经济性成本大小，以确定提升子模块可靠性应改进的构成部件和改进量；将改造后的新型电力设备接入电网，重新进行系统可靠性评估，判断设备优化提升效果。本发明能提升可靠性水平。

技术领域

本发明涉及一种电力系统可靠性评估与电网规划领域，特别是关于一种新型电力设备接入电网可靠性评估及其优化方法和系统。

背景技术

由于能源分布与经济发展的不平衡，往往需要将电力能源远距离传输至负荷中心。直流输电在大容量、远距离输电方面具有明显优势，在我国“西电东送，全国联网”战略中发挥了重要作用，交直流联网成为未来电网的一个重要发展趋势。与此同时，伴随着电力需求的持续增长，电力传输线路的负载越来越大，加之电源与负荷中心分布不均衡，需要配合远距离、特高压输电。由此产生的电压波动、“功率倒流”、“功率绕送”等问题影响到电网的安全稳定运行。如何保证大电网的安全稳定运行以及相关的电气装置研究成为电力行业的研究重点。

在此背景下，大量新型电力设备不断接入电网，在解决电网现有问题的同时，也增加了电网的复杂性，为电网的详细评估工作带来新的挑战。例如，统一潮流控制器(UnifiedPower Flow Controller，UPFC)作为潮流调节能力最强的一种混合型柔性交流输电系统(Flexible Alternative Current Transmission Systems，FACTS)装置，得到广泛关注。UPFC利用电力电子开关原理实现串联在线路中的电压源，起到线路参数补偿、独立无功补偿和线路潮流控制的作用，具有优越的潮流控制性能，能对潮流的变化进行快速的动态响应。再如，集成式隔离断路器是新一代智能变电站关键设备之一，其综合了隔离开关，传统断路器，电子式电流互感器等设备的功能，断口具备较高的绝缘水平，在无需隔离开关的条件下就可以实现不同电网的隔离。集成式隔离断路器集控制、保护、隔离、测量、状态监测等功能于一身，对于提高变电站运行可靠性、降低运行费用、简化接线、提高建设效率、节约土地资源、方便运行维护等方面具有重要意义。

然而，相比于传统的设备，这些新型电力设备的结构要相对复杂很多，并且其功能也更为丰富。然而，伴随着设备结构的复杂程度以及工作条件和环境约束的增高，设备的可靠性问题就需要特别得到关注。同时为了满足可靠性指标的要求，对于元件的可靠度指标或者设备的冗余也就有了相应的要求，这些要求伴随着成本的提升。因此，就需要利用有限可靠性水平的元件，通过可靠性设计，以尽量低的成本满足设备整体的可靠性要求，从而达到可靠性与经济性相协调的目标。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种新型电力设备接入电网可靠性评估及其优化方法和系统，其能确定新型电力设备的可靠性模型及其接入对电网可靠性影响，通过灵敏度分析，进而指导电网后期的升级改造。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种新型电力设备接入电网可靠性评估及其优化方法，其包括以下步骤：1)根据预先建立的新型电力设备可靠性模型，以及新型电力设备的接入位置计算新型电力设备接入电网后的可靠性；2)对比新型电力设备接入电网前后的可靠性水平变化，确定电网的系统可靠性优化目标和新型电力设备可靠性优化目标；3)通过对新型电力设备的可靠度进行灵敏度分析，确定新型电力设备中的薄弱模块，薄弱模块是对电力设备可靠度影响最大的模块；4)通过摄动法分析薄弱模块构成部件的灵敏度，并结合经济性分析，比较提升相同可靠性水平时，不同子模块的经济性成本大小，以确定提升子模块可靠性应改进的构成部件和改进量；5)将改造后的新型电力设备接入电网，重新进行电网的系统可靠性评估，判断设备优化提升效果。