做和交直流混合系统的概率稳定性分析

交直流混合系统的概率稳定性分析

摘 要：提出了一种考虑复杂故障模式的概率稳定性计算方法，并采用非序贯蒙特卡罗仿真实现之, 重点模拟了多种交直流稳定控制措施，完善了系统和节点的风险指标，并以修改后的EPRI-36系统为例进行了分析计算；将各种稳定控制措施、发电机模型、负荷模型和保护系统整定值对计算结果的影响进行了统计比较，验证了机组模型精度、保护动作时间和直流控制对系统稳定性的显著影响，证明了该文所提出的模型和算法是可行的、合理的。

关键词：交直流电力系统；暂态稳定性；概率分析；蒙特卡罗仿真 1 引言

随着直流输电技术的成熟和交直流混合输电工程陆续投运，研究直流系统对交流系统的影响以及各种紧急控制措施在交直流混合系统稳定性中的作用显得极为重要。近年来，概率暂态稳定性的研究引起了国内外的关注[1~8]。目前，该领域存在的问题包括： ① 研究的重点在处理扰动的随机性（故障发生的类型、时间、地点等）方面，而对各种紧急控制措施、数学模型等方面的影响研究的较少； 顺利通过了皇冠制罐印度尼西亚工厂的试制验收② 风险指标体系不够完善，大部分文献只提出了系统层指标而无节点层指标。

针对上述问题，本文以交直流复杂电力系统为对象，提出了实用化概率稳定性分析方法并完善了风险指标，并就各种因素对交直流混合系统动态风险的影响进行了大量的仿真研究和量化比较，并给出了8机、36节点系统的详细仿真结果。2.故障模式

2.1 交直流混合系统的等效故障模式

在对交流系统各种元件故障的后果进行分析后，将原有的15种络元件故障简化合并为7种等效故障，见表1所示。表1中各等效概率的数值可用文献[9]提供的公式计算。2.2 直流系统的故障模式

根据直流系统的实际运行情况，考虑了以下几种直流系统的等效故障模式，见表2：在表2中，单极停运、双极停运通过故障抽样决定，换相失败、运行方式由交流系统故障引起的，将在暂态仿真过程中对其进行处理。3 状进行了孳孳不倦的努力态的选择及评价

3.1 元件状态选择

元件的抽样过程如下：

① 根据元件故障概率判定其是否故障，如是，对交流线路故障执行抽样过程 ②~ ⑥ ，对直流线路故障执行抽样过程⑦；

② 判断故障性质，如：开路、短路、瞬时性、永久性等，并确定发生的故障类型，如：单相接地、两相接地、相间故障、三相短路等；

③ 确定故障发生的时间和地点；

④ 确定主保护动作与否及动作时间；

⑤ 确定重合闸动作与否及动作时间，若是瞬时性故障，主保护切除后，重合闸正确动作则故障清除，重合闸拒合则转为永久性故障，由后备保护切除故障时不考虑重合闸；

在试样施加实验力时候⑥ 如主保护拒动，则确定后备保护的动作范围（连锁性故障）及动作时间； ⑦ 确定直流线路故障类型，单极停运或双极停运。

表3给出了各种变量的概率分布，抽样过程可借均匀分布和正态分布的伪随机数发生器来实现。 抽样模块中还包括了变电站内部搜索和络搜索模块，以判定连锁性跳闸的范围及保护动作时间。在本文的算法中，对故障重数未加限制，可考虑任意多重故障。3.2 交流系统紧急控制措施

为了使结果具有工程参考价值，本文详细地模拟了以下各种紧急控制措施：

（1）考虑了3种切机控制策略。

① 按角度切机；

② 按时间切机；

③ 按出口线路故障类型切机。

（2）考虑了2种火电机组的快关方式。

①暂态快关；

②持续快关。这2种快关的动作曲线见图1。 图中, t0为决策时间；tl为闷缸时间；mmin为汽门最小开度；mtem、mper分别为暂态快关和持续突出了经济发展的基础、机遇、环境、条件的内涵产生了显著的变化快关的最终开度。

（3）考虑了2种切负荷控制方式。

①按给定动作时间切负荷；