[發明專利]統一潮流控制器可靠性建模及其接入電網可靠性評估方法

有效

• 申請號: 201710131644.8
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN106875127B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 王哲;趙宏大;史靜;程林;劉滿君;江軼;談健;葛毅;楊俊義;李琥;牛文娟;胡曉燕;朱磊
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力公司經濟技術研究院;南京電力工程設計有限公司;清華大學;國家電網公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

一種統一潮流控制器可靠性建模及其接入電網可靠性評估方法，該方法從UPFC物理結構出發，分析了構成元件的功能特點及其邏輯關系，通過將UPFC分解為5個子系統，并建立各子系統的可靠性模型，最終采用串并聯分析方法得到UPFC裝置的可靠性模型及可靠性參數。在此基礎之上，分析了UPFC接入后對電網母線電壓及線路潮流影響，計算消除電壓越限切負荷及線路潮流越限切負荷大小，提出了考慮UPFC的電網可靠性評估方法。本發明可應用于電網規劃及運行階段，對分析新型設備對電網可靠性的影響，繼而指導電網的后期升級改造，具有重要意義。

技術領域

本發明涉及電力系統中統一潮流控制器可靠性建模及其接入電網可靠性評估方法，屬電力系統可靠性評估領域。

背景技術

伴隨著電力需求的持續增長，電力傳輸線路的負載越來越大，加之電源與負荷中心分布不均衡，需要配合遠距離、特高壓輸電。由此產生的電壓波動、“功率倒流”、“功率繞送”等問題影響到電網的安全穩定運行。如何保證大電網的安全穩定運行以及相關的電氣裝置研究成為電力行業的研究重點。

統一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)作為潮流調節能力最強的一種混合型柔性交流輸電系統(Flexible Alternative Current TransmissionSystems，FACTS)裝置，得到廣泛關注。UPFC利用電力電子開關原理實現串聯在線路中的電壓源，起到線路參數補償、獨立無功補償和線路潮流控制的作用，具有優越的潮流控制性能，能對潮流的變化進行快速的動態響應。是眾多潮流控制方法中最有效的一種，可通過改變和補償電壓幅值、功角和線路阻抗等參數來進行控制。然而，UPFC結構復雜，包含了串、并聯變壓器，電壓源換流器(Voltage Sourced Converter，VSC)或模塊化多電平換流器(Modular Multilevel Converter，MMC)，直流線路，直流電容器等極設備，以及控制、保護系統等環節，針對UPFC的可靠性詳細建模工作尚未開展，因此，目前對于包含UPFC的電網可靠性影響研究較少。

因此，為更有效地評估UPFC對電網可靠性的影響，繼而指導后續的電網升級改造，需要對UPFC工作機理進行深入分析，通過構成元件及元件間的邏輯關系分析建立適應電網評估需要的UPFC精細化可靠性模型；并在此基礎之上，分析UPFC接入后對電網電壓、線路潮流的調節能力，研究符合其控制特點的切負荷策略，評估UPFC接入對電網可靠性的影響至關重要。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種統一潮流控制器可靠性建模方法，并在此基礎之上，提供包含UPFC的電網可靠性評估方法，從而定性、定量評估UPFC接入對電網可靠性的影響，進而指導電網后期的升級改造。

本發明的技術方案如下：

一種統一潮流控制器可靠性建模方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

1)根據統一潮流控制器構成元件的功能特點，將統一潮流控制器劃分為五個子系統，即變壓器子系統、換流橋子系統、極設備子系統、直流線路子系統和控制及保護子系統；

2)在各子系統內，根據其實現的既定功能，確定各子系統內構成元件間的邏輯關系，并建立各子系統的可靠性故障模型；

3)根據各子系統間的邏輯關系及元件的串聯關系，用串聯等值公式求得統一潮流控制器的兩狀態模型和對應的可靠性參數：