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)的評估方法和可靠性評估指標，并考慮FACTS元件對發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性的影響,通過研究計及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)負荷削減問題。 </p><p>　　【關鍵詞】可靠性；FACTS；交流潮

2、流算法 </p><p>　　中圖分類號：F407.61 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　0引言 </b></p><p>　　隨著FACTS技術的不斷發(fā)展和實際工程的日益增多，F(xiàn)ACTS元件的可靠性指標也已經(jīng)成為影響整個柔性輸電系統(tǒng)可靠性的主要因素。FACTS主要是將電力電子技術、計算機技術和現(xiàn)代控制技術應用于電力系

3、統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的可靠性、可控性，改善電力系統(tǒng)的運行性能和電能質量。因此，在工程實際過程中，對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對整個電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟運行帶來巨大的效益。 </p><p>　　1系統(tǒng)的可靠性指標簡介 </p><p>　　系統(tǒng)的可靠性指標可分為確定性指標和概率性指標兩類，由于本文將使用概率性指標對計及FACTS的電力系統(tǒng)進行可靠性評估研究

4、，以下著重介紹3種概率性指標： </p><p>　　電力系統(tǒng)的可靠性指標可用一個統(tǒng)一的公式表達如下： </p><p><b>　　(1) </b></p><p>　　下面列出3種最基本的可靠性指標計算公式，其它的可靠性指標計算公式可由這3種基本可靠性指標導出。 </p><p>　　1）失負荷概率LOLP(Loss

5、-of-Load Probability)： </p><p>　　表示由于系統(tǒng)元件容量不足導致失負荷的可能性的大小，其表達式為 </p><p><b>　　(2) </b></p><p>　　2）失負荷頻率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，其表達式為 </p><p><b>　　(4) </b></p><p>　　2

7、計及FACTS元件后系統(tǒng)可靠性評估 </p><p>　　靈活交流輸電(FACTS)技術的利用能夠對電力系統(tǒng)可靠性產生重要影響。靈活交流輸電系統(tǒng)的出現(xiàn),使得除了發(fā)電機組的重新調度和網(wǎng)絡拓撲改變外,提供了進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會.FACTS技術的特點在于通過改變高壓輸電網(wǎng)的參數(shù)實現(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)的可靠性評估包括三個方面：系統(tǒng)狀態(tài)選?。幌到y(tǒng)狀態(tài)的潮流計算和最優(yōu)負荷削減；可靠性指標的累計。 </p><p>　　其中最優(yōu)負荷削減是最重要最復雜的部分，在大多數(shù)文獻中，采用的是基于直流潮流的線性規(guī)劃模型，該模型計算時間較短，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)負荷削減模型，控制變量包括發(fā)電機母線的有功和無功出力調整、負荷母線上的有功和無功負荷削減、移相器的角度調整、靜止無功補償器的無功出力調整。 </p><p>　　此最優(yōu)負荷削減模型如下所示： </p><p>　　優(yōu)化目標：min LC </p><p><b>　　(5) </b></p><p><b

10、>　　3 算例分析 </b></p><p>　　作者用Matlab7編寫了基于時序Monte-Carlo仿真的發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評估程序,并對RBTS系統(tǒng) (6節(jié)點)進行了計算. </p><p>　　對其進行可靠性評估時系統(tǒng)運行歷史的模擬仿真時間為300年,計算結果見表1, </p><p>　　表一 RBTS的系統(tǒng)年度化指標 </p>

11、;<p>　　LOLP、LOLF和EENS分別表示失負荷概率、失負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指標超過了6000MW&#8226;h/a. RBTS可靠性測試系統(tǒng)對節(jié)點電壓質量要求比較嚴格，其范圍為0.97~1.05，系統(tǒng)故障時往往導致節(jié)點電壓發(fā)生變化，特別是遠離發(fā)電機的負荷節(jié)點常常因為無功不足導致電壓過度降低而超出電壓

12、下限，考慮到節(jié)點4位于系統(tǒng)的中樞點位置,因此可在節(jié)點4上安裝SVC進行無功補償,這對于故障情況下提高節(jié)點4的電壓，從而將遠方負荷節(jié)點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 增強型RBTS系統(tǒng)的系統(tǒng)年度化指標 </p><p>　　比較表1、表2可見，增強型系統(tǒng)的可靠性大大高于原始

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

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