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为实现电能资源的优化配置和供给,我国正在逐步实施西电东送、全国联网的能源战略。高压直流输电系统在远距离大容量输电和电力系统联网方面具有明显的优势,因此,高压直流输电系统在我国电网的发展建设中占有越来越重要的地位。这就对高压直流输电系统的可靠性要求越来越高,又由于其设备价格昂贵,因此有必要对高压直流输电系统进行设备最优选型,以提高资金的利用率;以及对其进行可靠性灵敏度分析,以辨认系统的薄弱环节。
论文结合“十一五”国家科技支撑计划重大项目的子项目“±800kV直流输电系统可靠性计算软件的开发”的研究,对高压直流输电系统可靠性评估、最优设备选型以及可靠性灵敏度分析等问题进行了较深入的研究。论文所做的主要工作如下:
1)阐述了高压直流输电系统典型的接线方式和运行方式,按子系统划分原则对其进行了子系统的划分。介绍了高压直流输电系统的元件可靠性参数以及主要的系统可靠性指标。根据各个子系统之间的逻辑关系,建立了高压直流输电系统的可靠性评估模型,为高压直流输电系统的最优设备选型和可靠性灵敏度分析奠定了前提基础。
2)基于成本效益分析原理,综合计及直流输电系统的可靠性和经济性,给出了高压直流输电系统设备最优选型模型及算法。该模型属于离散非线性优化模型,基于遗传算法给出了模型的求解算法,其中采用了整数编码、自适应交叉率和变异率以及保留最优个体等措施,并结合直流输电工程实际提出子系统可靠性保留技术,改善了算法收敛性和计算速度。分别对单、双12脉接线的高压直流输电系统进行了设备最优选型的算例分析。结果表明,该模型和算法可行,对高压直流输电系统的规划、设计中设备选型有重要的指导作用。
3)提出了一种分析高压直流输电系统可靠性灵敏度的方法:用最小二乘法拟合高压直流输电系统可靠性指标随元件可靠性参数变化的曲线,并根据拟合曲线即可得到元件对系统可靠性的灵敏度。当高压直流输电系统元件的可靠性参数发生变化后,为了快速估算出该参数对应的灵敏度,提出灵敏度曲线的概念,并推导了其解析表达式。对一单12脉接线高压直流输电系统进行灵敏度分析,证实了该方法的可行性和有效性,对高压直流输电系统的规划与运行都有重要的指导意义。