facts元件下的發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性討論

1、<p>　　FACTS元件下的發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性討論</p><p>　　【摘要】本文首先從美國(guó)東部大停電引出電力系統(tǒng)可靠性的重要性，然后介紹了發(fā)輸電系統(tǒng)的評(píng)估方法和可靠性評(píng)估指標(biāo)，并考慮FACTS元件對(duì)發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性的影響,通過研究計(jì)及FACTS元件的交流潮流算法以及求解以FACTS參數(shù)作為控制變量的最優(yōu)負(fù)荷削減問題。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】可靠性；FACTS；交流潮

2、流算法 </p><p>　　中圖分類號(hào)：F407.61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　0引言 </b></p><p>　　隨著FACTS技術(shù)的不斷發(fā)展和實(shí)際工程的日益增多，F(xiàn)ACTS元件的可靠性指標(biāo)也已經(jīng)成為影響整個(gè)柔性輸電系統(tǒng)可靠性的主要因素。FACTS主要是將電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)應(yīng)用于電力系

3、統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的可靠性、可控性，改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行性能和電能質(zhì)量。因此，在工程實(shí)際過程中，對(duì)FACTS元件的可靠性提出了很高的要求，而其可靠性的改善將會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來巨大的效益。 </p><p>　　1系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)簡(jiǎn)介 </p><p>　　系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)可分為確定性指標(biāo)和概率性指標(biāo)兩類，由于本文將使用概率性指標(biāo)對(duì)計(jì)及FACTS的電力系統(tǒng)進(jìn)行可靠性評(píng)估研究

4、，以下著重介紹3種概率性指標(biāo)： </p><p>　　電力系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)可用一個(gè)統(tǒng)一的公式表達(dá)如下： </p><p><b>　　(1) </b></p><p>　　下面列出3種最基本的可靠性指標(biāo)計(jì)算公式，其它的可靠性指標(biāo)計(jì)算公式可由這3種基本可靠性指標(biāo)導(dǎo)出。 </p><p>　　1）失負(fù)荷概率LOLP(Loss

5、-of-Load Probability)： </p><p>　　表示由于系統(tǒng)元件容量不足導(dǎo)致失負(fù)荷的可能性的大小，其表達(dá)式為 </p><p><b>　　(2) </b></p><p>　　2）失負(fù)荷頻率LOLF（Loss-Of-Load Frequency）： </p><p>　　表示平均每年停電次數(shù)，單位為

6、次/年，其表達(dá)式為 </p><p><b>　　(3) </b></p><p>　　3）電力不足期望EDNS（Expected Demand Not Supplied）：表示平均每年缺電力的多少，單位為兆瓦/年，其表達(dá)式為 </p><p><b>　　(4) </b></p><p>　　2

7、計(jì)及FACTS元件后系統(tǒng)可靠性評(píng)估 </p><p>　　靈活交流輸電(FACTS)技術(shù)的利用能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)可靠性產(chǎn)生重要影響。靈活交流輸電系統(tǒng)的出現(xiàn),使得除了發(fā)電機(jī)組的重新調(diào)度和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓淖兺?提供了進(jìn)行潮流控制的一種新手段,為現(xiàn)有輸電系統(tǒng)容量得到充分利用提供了新的機(jī)會(huì).FACTS技術(shù)的特點(diǎn)在于通過改變高壓輸電網(wǎng)的參數(shù)實(shí)現(xiàn)線路潮流和無功電壓控制. 本文主要介紹兩種：晶閘管控制的TCSC、晶閘管控制的TCPST。

8、 </p><p>　　發(fā)輸電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估包括三個(gè)方面：系統(tǒng)狀態(tài)選取；系統(tǒng)狀態(tài)的潮流計(jì)算和最優(yōu)負(fù)荷削減；可靠性指標(biāo)的累計(jì)。 </p><p>　　其中最優(yōu)負(fù)荷削減是最重要最復(fù)雜的部分，在大多數(shù)文獻(xiàn)中，采用的是基于直流潮流的線性規(guī)劃模型，該模型計(jì)算時(shí)間較短，但完全排除了電壓無功的影響，并且很難精確地將FACTS元件納入模型。 </p><p>　　本文采用基于交流

9、潮流的最優(yōu)負(fù)荷削減模型，控制變量包括發(fā)電機(jī)母線的有功和無功出力調(diào)整、負(fù)荷母線上的有功和無功負(fù)荷削減、移相器的角度調(diào)整、靜止無功補(bǔ)償器的無功出力調(diào)整。 </p><p>　　此最優(yōu)負(fù)荷削減模型如下所示： </p><p>　　優(yōu)化目標(biāo)：min LC </p><p><b>　　(5) </b></p><p><b

10、>　　3 算例分析 </b></p><p>　　作者用Matlab7編寫了基于時(shí)序Monte-Carlo仿真的發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評(píng)估程序,并對(duì)RBTS系統(tǒng) (6節(jié)點(diǎn))進(jìn)行了計(jì)算. </p><p>　　對(duì)其進(jìn)行可靠性評(píng)估時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行歷史的模擬仿真時(shí)間為300年,計(jì)算結(jié)果見表1, </p><p>　　表一 RBTS的系統(tǒng)年度化指標(biāo) </p>

11、;<p>　　LOLP、LOLF和EENS分別表示失負(fù)荷概率、失負(fù)荷頻率和電量不足期望。 </p><p>　　由表可見，RBTS系統(tǒng)的可靠性較差,部分年份的EENS指標(biāo)超過了6000MW&#8226;h/a. RBTS可靠性測(cè)試系統(tǒng)對(duì)節(jié)點(diǎn)電壓質(zhì)量要求比較嚴(yán)格，其范圍為0.97~1.05，系統(tǒng)故障時(shí)往往導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)電壓發(fā)生變化，特別是遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)常常因?yàn)闊o功不足導(dǎo)致電壓過度降低而超出電壓

12、下限，考慮到節(jié)點(diǎn)4位于系統(tǒng)的中樞點(diǎn)位置,因此可在節(jié)點(diǎn)4上安裝SVC進(jìn)行無功補(bǔ)償,這對(duì)于故障情況下提高節(jié)點(diǎn)4的電壓，從而將遠(yuǎn)方負(fù)荷節(jié)點(diǎn)5、 6保持在允許電壓范圍可以起到重要作用。另外為了緩解故障時(shí)的輸電阻塞，可在線路3安裝TCPST，在線路6安裝TCSC。 </p><p>　　表2 增強(qiáng)型RBTS系統(tǒng)的系統(tǒng)年度化指標(biāo) </p><p>　　比較表1、表2可見，增強(qiáng)型系統(tǒng)的可靠性大大高于原始

13、系統(tǒng)，這種改善主要體現(xiàn)在對(duì)輸電網(wǎng)絡(luò)的增強(qiáng)上，由此使得輸電系統(tǒng)故障和組合故障時(shí)的LOLP、LOLF、EENS和系統(tǒng)分等指標(biāo)都大幅度減小，特別是輸電系統(tǒng)故障和發(fā)輸電組合故障時(shí)的各項(xiàng)可靠性指標(biāo)都有顯著改善，這說明FACTS元件對(duì)于提高輸電系統(tǒng)的輸電能力起到了重要作用。 </p><p><b>　　4 總結(jié) </b></p><p>　　靜止無功補(bǔ)償器和移相器作為重要的FA

14、CTS元件，對(duì)系統(tǒng)可靠性有重大影響，本文從提高系統(tǒng)可靠性的角度，通過對(duì)原始系統(tǒng)的可靠性評(píng)估，并充分利用最優(yōu)負(fù)荷削減中不等式約束的拉格朗日乘子的物理意義，提出靜止無功補(bǔ)償器和移相器的最優(yōu)配置方式，通過對(duì)原始系統(tǒng)和增強(qiáng)型系統(tǒng)的分析比較，充分顯示出靜止無功補(bǔ)償器和移相器對(duì)改善系統(tǒng)可靠性的作用 </p><p><b>　　作者簡(jiǎn)介： </b></p><p>　　遇柄旭（1