试析特高压直流输电工程可靠性与提高措施

摘要：目前，特高压直流输电系统在世界范围内的直流输电系统中是电压等级最高的，同时兼具远距离输送电流、大容量以及联网的重要任务，那么特高压直流输电系统的可靠性成为系统整体得以安全、正常运转的重要指标，本文通过对现有特高压直流输电系统可靠性数据的整合，从中分析出特高压直流输电系统的安全可靠性，通过建立马尔可夫原理下的特高压直流输电系统可靠性模型，经过精准的软件数据分析，明确特高压直流输电系统可靠安全的设计指标，最后一并提出了提高特高压直流输电系统可靠性的运转措施。
关键词：特高压直流输电工程；可靠性；措施；提高
前言
本文对常规特高压直流输电系统、基于马尔可夫原理建立的特高压直流输电系统可靠性模型进行分析，在提出其可靠性指标的同时也给出具体能够改善提高其可靠性的相对措施。

一、特高压直流系统的可靠性

(一)特高压直流系统可靠性模型

与常规的直流输电系统相对比，特高压直流输电系统的单极结构是两个串联存在的12脉动换流器，特高压直流输电系统运转方式非常灵活，如果二者其中一个换流器故障停止运转，是不会致使同级另一个换流器停止运转的，这样来看，可靠性模型中单极结构的两个换流器可以看成是并联存在的关系。
通过特高压直流输电系统可靠性模型能够准确的计算出，特高压直流输电系统的可靠性指标是由输电系统设备的故障频率决定的。也就是说采用不同故障频率的设备进行计算，所得出的可靠性指标数值是截然不同的，一般特高压直流输电系统的可靠性指标数值较高的计算结果是基于故障频率较低的设备上。那么，为进一步提高特高压直流输电系统的可靠性，首要的工作就是要尽最大可能减少特高压直流输电系统设备的故障率。

(二)特高压直流输电系统的可靠性指标

上文中提到特高压直流输电系统中，一旦其中一个换流去发生故障，并不会致使整个单极结构出现停止运转的状况，所以相对于常规的直流输电系统来看，特高压直流输电系统工程中单极出现停运的机率是非常低的，由此可以看出双击出现故障的频率也会相对降低，随之减少的是特高压直流输电系统工程中的强迫能量的不可用率，特高压直流输电系统工程属于大容量的输电工程，那么系统工程中强迫能量的不可用率是和常规直流输电系统工程中的不可用率数值相当的，由此可以推断出特高压直流输电系统工程中可靠性指标以及强迫能量的具体数值：

1、强迫能量不可用率不大于0.5 %

2、计划能量不可用率不大于1%

3、换流器强迫停运率不大于3次/a

4、单极强迫停运率不大于2次/a

5、双极强迫停运率不大于0.05次/a

二、提高特高压直流输电系统可靠性的措施

(一)采取措施的必要性

基于国家电网公司对建设电网的坚强度要求，如果按照设计故障频率的指标进行计算的话，那么每年单极故障频率指数是五次，全国范围内特高压直流输电系统工程一年当中就会发生7080次单极故障，也有可能更多，那么这样的故障频率就会给电网带来频繁且巨大的冲击，所以在实际的运转当中一定要采取措施用以提高特高压直流输电系统工程的可靠性。

(二)降低元部件故障率

1、合理的结构设计与系统研究

优化特高压直流系统中采用的一次设备结构设计参数、考验系统中设备的抗震性以及设计风速；特高压直流输电系统工程中的二次设备系统需要采用模块化，其开放式的结构以及分层分布的形式，能够优化阀组制约层、站控层信息以及制约保护的拓扑结构信息，从而起到元部件故障频率降低的作用。
对性能要求、系统条件以及现场条件和功能要求等等一些方面需要进行更加深入的研究，以便研发出更加安全合理的特高压输电系统工程的规范要求。同时需要将系统、主接线、设备额定值、无功补偿和平衡、交直流滤波等一些方面做深入探究，做出相对合理的系统设备设计。

2、合理维修周期

影响能量可用率的提高，主要理由是常规直流输电中存在一次设备、二次设备故障频率高的现象，经常会出现单极停运等一些设备故障。
特高压直流输电系统工程相较于常规直流输电系统增加了一次设备、二次设备的用量，同时也提高了相关设备的绝缘水平，由此看来想要降低特高压直流输电系统工程中的故障率，需要制定合理的故障维修措施，同时也能够使特高压直流输电系统工程中元件使用寿命延长。

3、应用成熟新技术

想要在实际运转中降低元部件的故障频率，就要将新型技术投放在系统中。所以晶闸管换流时期代替了汞弧阀时期，根本理由是汞弧阀自身的制造技术非常复杂，而且其造价是非常昂贵的，最主要的是其系统的故障率较高且可靠性非常低，而晶闸阀换流本身是不发生逆弧理由的，在运转维护、养护、试验以及制造方面，相对汞弧阀都要方便一些，所以在特高压直流输电系统工程中使用晶闸阀，使其系统自身的运转性能以及可靠性得到了有效的提高。
三、结论
结论得出，系统安全运转是保证特高压直流输电系统可靠性的重要指标，以下是总结得出提高特高压直流输电系统可靠性的具体措施：
（一）特高压直流输电系统工程中换流变压器采用2个12脉动换流器串联，就提高换流器协调运转角度来考虑的话，首先应该制约保护的可靠性，以便有效阻止制约保护力方面产生的单双极停运的故障现象。
（二）要高度重视站用电的可靠性，尽量避开由站用电引起的特高压直流输电系统的可靠性降低现象。
（三）特高压直流输电系统工程中影响其可靠性最大的因素就是元部件的故障机率，所以制造厂商应该对元部件的质量进行严格把关，有效的提高元部件产品的质量，使故障率数值降低到最小。建设特高压直流输电系统工程时，要从以往的电力工程中总结经验，实际建设中换流站配备的换流变压器相对常规直流输电系统是要多的，那么一旦出现设备故障的话，中间更换备用换流器产生搬运的时间特高压直流输电工程的可靠性及提高措施相关论文由www.udooo.com收集就会很长，所以有效的降低换流变压器故障频率，也是对特高压直流输电系统工程可靠性运转的保障。
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