[發明專利]新型電力設備接入電網可靠性評估及其優化方法和系統

在審

• 申請號: 201910019206.1
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109711637A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 宋璇坤;韓柳;程林;肖智宏;蔡勇;谷松林;張籍;劉滿君;楊東俊;李勁彬;夏天;江軼;吳聰穎;馮騰;劉文軒;張銳;申洪明;齊寧
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網經濟技術研究院有限公司;國網湖北省電力公司;清華大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

本發明涉及一種新型電力設備接入電網可靠性評估及其優化方法和系統，其包括：根據預先建立的新型電力設備可靠性模型，以及新型電力設備的接入位置計算新型電力設備接入電網后的可靠性；對比新型電力設備接入電網前后的可靠性水平變化，確定電網系統可靠性優化目標和新型電力設備可靠性優化目標；通過對新型電力設備的可靠度進行靈敏度分析，確定新型電力設備中的薄弱模塊；通過攝動法分析薄弱模塊構成部件的靈敏度，并結合經濟性分析，比較提升相同可靠性水平時，不同子模塊的經濟性成本大小，以確定提升子模塊可靠性應改進的構成部件和改進量；將改造后的新型電力設備接入電網，重新進行系統可靠性評估，判斷設備優化提升效果。本發明能提升可靠性水平。

技術領域

本發明涉及一種電力系統可靠性評估與電網規劃領域，特別是關于一種新型電力設備接入電網可靠性評估及其優化方法和系統。

背景技術

由于能源分布與經濟發展的不平衡，往往需要將電力能源遠距離傳輸至負荷中心。直流輸電在大容量、遠距離輸電方面具有明顯優勢，在我國“西電東送，全國聯網”戰略中發揮了重要作用，交直流聯網成為未來電網的一個重要發展趨勢。與此同時，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。

在此背景下，大量新型電力設備不斷接入電網，在解決電網現有問題的同時，也增加了電網的復雜性，為電網的詳細評估工作帶來新的挑戰。例如，統一潮流控制器(UnifiedPower 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 Transmission Systems，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。再如，集成式隔離斷路器是新一代智能變電站關鍵設備之一，其綜合了隔離開關，傳統斷路器，電子式電流互感器等設備的功能，斷口具備較高的絕緣水平，在無需隔離開關的條件下就可以實現不同電網的隔離。集成式隔離斷路器集控制、保護、隔離、測量、狀態監測等功能于一身，對于提高變電站運行可靠性、降低運行費用、簡化接線、提高建設效率、節約土地資源、方便運行維護等方面具有重要意義。

然而，相比于傳統的設備，這些新型電力設備的結構要相對復雜很多，并且其功能也更為豐富。然而，伴隨著設備結構的復雜程度以及工作條件和環境約束的增高，設備的可靠性問題就需要特別得到關注。同時為了滿足可靠性指標的要求，對于元件的可靠度指標或者設備的冗余也就有了相應的要求，這些要求伴隨著成本的提升。因此，就需要利用有限可靠性水平的元件，通過可靠性設計，以盡量低的成本滿足設備整體的可靠性要求，從而達到可靠性與經濟性相協調的目標。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種新型電力設備接入電網可靠性評估及其優化方法和系統，其能確定新型電力設備的可靠性模型及其接入對電網可靠性影響，通過靈敏度分析，進而指導電網后期的升級改造。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種新型電力設備接入電網可靠性評估及其優化方法，其包括以下步驟：1)根據預先建立的新型電力設備可靠性模型，以及新型電力設備的接入位置計算新型電力設備接入電網后的可靠性；2)對比新型電力設備接入電網前后的可靠性水平變化，確定電網的系統可靠性優化目標和新型電力設備可靠性優化目標；3)通過對新型電力設備的可靠度進行靈敏度分析，確定新型電力設備中的薄弱模塊，薄弱模塊是對電力設備可靠度影響最大的模塊；4)通過攝動法分析薄弱模塊構成部件的靈敏度，并結合經濟性分析，比較提升相同可靠性水平時，不同子模塊的經濟性成本大小，以確定提升子模塊可靠性應改進的構成部件和改進量；5)將改造后的新型電力設備接入電網，重新進行電網的系統可靠性評估，判斷設備優化提升效果。