[發(fā)明專(zhuān)利]一種海上換流站可靠性的評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710077537.1
• 申請(qǐng)日: 2017-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106786559A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周季;許韋華;陽(yáng)岳希;王曉宇;涂莉;別曉玉;李泓志
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院;國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)山東省電力公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及換流站可靠性評(píng)估領(lǐng)域，具體講涉及一種海上換流站可靠性的評(píng)估方法。

背景技術(shù)

海上風(fēng)能資源的能量效益比陸地風(fēng)電場(chǎng)高20％至40％，具有電量大、運(yùn)行穩(wěn)定以及機(jī)組壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)風(fēng)電發(fā)展的主要方向。隨著海上風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，海上換流站成為工程中必不可少的一部分，近年來(lái)海上換流站的建設(shè)在世界范圍內(nèi)正經(jīng)歷著前所未有的增長(zhǎng)。

模塊化多電平柔性直流輸電技術(shù)憑借其靈活、可控的技術(shù)特點(diǎn)，以及環(huán)保、占用空間較小、供電可靠性高的優(yōu)勢(shì)，特別適合應(yīng)用于為海上平臺(tái)系統(tǒng)供電。由于海上換流平臺(tái)的維護(hù)特性以及工作環(huán)境，使得設(shè)備及整體的可靠性極大程度的影響工程的技術(shù)性能和資金投入。然而雖然基于柔性直流輸電技術(shù)的海上換流站工程數(shù)量不斷增加，但對(duì)于其工程整體的可靠性研究目前尚屬空白。

為填補(bǔ)海上換流站工程可靠性的評(píng)估的空白，需要提供一種換流站可靠性評(píng)估的方法，為工程實(shí)施提供技術(shù)支撐。

發(fā)明內(nèi)容

為滿足現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展的需要，本發(fā)明提供了一種海上換流站可靠性的計(jì)算方法。

本發(fā)明提供的海上換流站可靠性計(jì)算方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括：

根據(jù)海上換流站內(nèi)部電氣設(shè)備的可利用率計(jì)算換流站子系統(tǒng)的可利用率；

根據(jù)換流站子系統(tǒng)的可利用率計(jì)算換流站總體可利用率；

根據(jù)換流站總體可利用率，評(píng)估換流站可靠性。

進(jìn)一步的，所述換流站子系統(tǒng)的可利用率A_subsystem-i按下式計(jì)算：

其中，N：表示子系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備的數(shù)量；A_i：表示換流站內(nèi)部電氣設(shè)備的可利用率，按下式計(jì)算：

MTBF：表示平均故障間隔時(shí)間；MTTR：表示平均修復(fù)時(shí)間。

進(jìn)一步的，所述根據(jù)換流站子系統(tǒng)的可利用率計(jì)算換流站總體可利用率，如下式所示：

其中，M：表示換流站內(nèi)子系統(tǒng)的數(shù)量。

一種劃分子系統(tǒng)的換流站可靠性評(píng)估方法，計(jì)算換流站子系統(tǒng)的可利用率前，將換流站劃分為如下各換流站子系統(tǒng)：

GIS、變壓器、換流閥橋臂、換流閥、平波電抗、控制保護(hù)系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述換流站總體可利用率A_換流站按下式計(jì)算：

A_GIS：表示GIS子系統(tǒng)的可利用率；A_變壓器：表示變壓器的子系統(tǒng)的可利用率：表示包括6個(gè)換流閥橋臂的閥電抗器子系統(tǒng)的可利用率；A_換流閥、A_{控制保護(hù)}、A_{輔助系統(tǒng)}和分別表示換流閥子系統(tǒng)、控制保護(hù)子系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和包括2個(gè)平波電抗的平波電抗子系統(tǒng)的可利用率。

一種海上換流站可靠性的評(píng)估方法，所述換流站為雙極柔性直流輸電系統(tǒng)換流站，所述方法包括：

根據(jù)單極線路內(nèi)部子系統(tǒng)中電氣設(shè)備的可利用率計(jì)算單極線路內(nèi)部子系統(tǒng)的可利用率；

根據(jù)單極線路內(nèi)部子系統(tǒng)的可利用率計(jì)算雙極柔性直流輸電系統(tǒng)換流站的可利用率；

根據(jù)換流站總體可利用率，評(píng)估換流站可靠性。

進(jìn)一步的，通過(guò)下式計(jì)算單極線路的可利用率A_single：

式中，M’：表示單極線路內(nèi)部子系統(tǒng)的數(shù)量；A_s-i'：表示單極線路內(nèi)部子系統(tǒng)的可利用率，通過(guò)下式求得：

式中，N’：表示單極線路內(nèi)部子系統(tǒng)中的設(shè)備數(shù)量；A_i'：表示單極線路內(nèi)部子系統(tǒng)中設(shè)備的可利用率，通過(guò)下式求得：

進(jìn)一步的，按下式計(jì)算雙極柔性直流輸電系統(tǒng)換流站的可利用率A_double：

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下有益效果：

1、本發(fā)明提供的技術(shù)方案將海上換流站劃分為電氣設(shè)備、子系統(tǒng)和系統(tǒng)的三等級(jí)，逐級(jí)計(jì)算可利用率，并用系統(tǒng)的總可利用率評(píng)估海上換流站的可靠性，該評(píng)估方法依靠子系統(tǒng)劃分的評(píng)估方法評(píng)估海上換流站，即可有效評(píng)估海上換流站的可靠性，又可根據(jù)不同子系統(tǒng)和設(shè)備的可利用率評(píng)估換流站內(nèi)部設(shè)備可靠性，保證換流站持續(xù)且高效工作。