直流输电网络可靠性评估方法研究

杨涛,,张恒禹

西安西电电力系统有限公司

摘要：本文研究了一种直流输电系统可靠性评估方法及系统，方法包括搭建输电网络;定时获取输电端及耗能端的工作参数，根据所述工作参数确定输电网络中各输电段的异常概率，基于所述异常概率安装电参获取表;实时获取电参获取表的采集数据，对所述采集数据进行识别，判定各输电段之间的相关性；根据相关性对输电段进行统计，根据统计的采集数据计算各输电段的稳定值;基于输电网络统计所有输电段的稳定值，生成评估报告。本文根据耗能端工作参数安装电表，对电表采集到的数据进行相关性分析及稳定性分析，结合相关性分析结果及稳定性分析结果共同生成评价报告，智能程度高，适配性极强。

关键词：直流输电，可靠性，评估

引言

直流输电系统作为一种新兴的电力传输技术，相较于传统交流输电系统，具有更高的经济性、更低的线路损耗和更强的适应性，因此在现代电力传输中得到广泛应用。然而，随着电力网络规模不断扩大，电力负荷和复杂性的增加，直流输电网络的可靠性评估变得愈发重要。确保直流输电网络的稳定运行，提高其可靠性和安全性，对于保障电力供应的稳定与可持续发展至关重要。

本论文旨在研究一种直流输电系统可靠性评估方法及系统，通过搭建输电网络，定时获取输电端和耗能端的工作参数，确定输电网络中各输电段的异常概率，基于异常概率安装电参获取表，实时获取电参获取表的采集数据，并对数据进行识别，判定各输电段之间的相关性。进一步，根据相关性对输电段进行统计，计算各输电段的稳定值，并基于输电网络统计所有输电段的稳定值，生成全面的评估报告。所提出的方法具有智能化和适配性强的特点，可为直流输电网络的可靠性评估提供有效的指导和决策依据。

1直流输电系统概述

直流输电系统是一种通过直流电流传输能量的电力传输系统。相较于交流输电系统，直流输电系统具有较低的传输损耗、更高的输电能力、更少的电气设备以及更高的系统可控性等优势。直流输电技术的广泛应用使得大规模的可再生能源接入和能量交换成为可能，推动了电力系统的升级和转型。

直流输电系统的特点和优势：

降低线路损耗：由于直流传输系统不会出现交流输电中的感应损耗和电容损耗，线路损耗显著降低，提高了输电效率。

提高输电能力：直流输电系统克服了交流输电中的电压跌落问题，具有较高的输电能力和距离远传的能力，尤其适用于远距离大容量输电。

系统可控性强：直流输电系统可实现精确的电压和功率控制，提高系统的可靠性和稳定性。

适应性强：直流输电系统可灵活调整输电容量和方向，适应不同地区和用电需求的变化。

2评估方法的流程

图1为直流输电系统可靠性评估方法的流程框图，直流输电系统可靠性评估方法包括：

（一）：获取输电端和耗能端的位置信息及其连接信息，根据所述位置信息及其连接信息搭建输电网络；直流输电系统比较简单，输电端与耗能端的电流方向是固定的，其连接信息非常明确；由输电端及耗能端的连接信息及位置信息可以搭建一个输电网络;所述输电网络指的是虚拟层面的模型。值得一提的是，直流输电系统一般应用于短距离电力传输领域，这使得输电网络的搭建过程更加容易。

（二）：定时获取输电端及耗能端的工作参数，根据所述工作参数确定输电网络中各输电段的异常概率，基于所述异常概率安装电参获取表；获取输电端及耗能端的工作参数，由输电端及耗能端的工作参数可以判断各输电段的异常概率;所述工作参数指的是历史工作参数，工作参数的类型可以是输电端或耗能端的电力参数（电流和电压），也可以是自身的模块或传感器的运行数据。通俗地说，由输电端及耗能端的工作情况确定输电网络中各段的异常概率，由异常概率进行设备安装，安装的电参获取表可以是电流表也可以是电压表。

（三）：实时获取电参获取表的采集数据，对所述采集数据进行识别，判定各输电段之间的相关性；在直流输电系统中，存在串关联两种方式，这两种方式使得输电端及耗能端之间存在影响关系，称之为相关性;根据电参获取表获取到的数据，可以判断出哪些输电段是相关的。

（四）：根据相关性对输电段进行统计，根据统计的采集数据计算各输电段的稳定值；将相关的输电段统计起来，进而根据同类输电段的采集数据，可以判断出输电段的稳定值。

（五）：基于输电网络统计所有输电段的稳定值，生成评估报告。根据每个输电段的稳定值可以判断整个输电网络是否处于稳定状态，由判断结果在预设的报告存储库中查询评估报告即可。当然，将判断结果向人工检测端发送，接收人工检测端反馈的评估报告也是可行的技术方案。

图1直流输电系统可靠性评估方法的流程

3 评估报告生成过程

3.1. 数据整合与分析

在直流输电系统可靠性评估中，数据的整合与分析是至关重要的一步。首先，我们需要定时获取输电端和耗能端的工作参数，这些参数包括电压、电流、功率等，可以通过实时监测设备和传感器来采集。获取到的数据将被存储在数据库中，以便后续的分析处理。数据整合是将来自不同设备和传感器的数据进行汇总和整合，确保数据的准确性和完整性。这个过程中需要解决不同设备数据格式不统一的问题，并进行数据清洗和去噪处理，以排除可能的异常数据干扰。

随后，对整合后的数据进行详细分析。通过数据分析，我们可以了解输电网络中各输电段的工作状态、电气特性以及存在的潜在问题。此外，数据分析还可以帮助发现异常事件、设备故障或其他不稳定因素，为后续的可靠性评估提供关键信息。

3.2 相关性分析结果

在直流输电系统中，不同输电段之间的相互影响和关联性是影响系统可靠性的重要因素之一。相关性分析是评估这种相互关系的有效方法。通过对整合后的数据进行相关性分析，我们可以得到输电段之间的相关性系数。相关性系数反映了两个变量之间的线性关系强度，其取值范围在-1到1之间，分别表示负相关、无相关和正相关。通过统计计算，可以确定哪些输电段之间具有较强的相关性，这些相关性可能是由于系统运行状态、负荷分布或其他因素引起的。

相关性分析结果有助于识别可能的传输路径间相互影响，为系统脆弱性评估提供依据，从而有针对性地制定改进措施，提高系统的可靠性。

3.3 稳定性分析结果

直流输电系统的稳定性是指系统在受到外部扰动或内部变化时，恢复到稳态运行的能力。稳定性分析是直流输电系统可靠性评估中另一个重要的步骤。

稳定性分析过程中，我们利用获取到的电参数据和相关性分析结果，对每个输电段的稳定性进行评估。通过建立数学模型和仿真计算，考虑不同运行工况下的系统稳定性表现，预测可能存在的系统不稳定性问题。稳定性分析结果有助于确定系统中可能存在的薄弱环节，评估系统的可靠性水平，从而采取相应措施来提高系统的稳定性和抵御外部干扰。

3.4综合评估报告生成

在数据整合、相关性分析和稳定性分析的基础上，我们综合考虑各项评估指标，生成全面的评估报告。该报告包括但不限于以下内容：

输电网络的整体可靠性评估：根据相关性和稳定性分析结果，对直流输电系统的整体可靠性进行综合评价，确定系统的可靠性水平和潜在风险。输电段的可靠性评估：对每个输电段的可靠性进行分析和评估，识别存在问题的输电段，并提出改进建议。系统优化建议：根据评估结果，提供系统优化和改进的建议，以提高直流输电网络的稳定性和可靠性。事件分析和应对策略：分析过去的事件和故障，并提出相应的应对策略，以避免类似问题再次发生。预测和预防措施：结合评估结果，对未来可能发生的问题进行预测，并制定相应的预防措施，以保障系统的安全稳定运行。

综合评估报告是整个评估过程的重要产出，是决策者制定可靠性改进计划和运营管理决策的重要依据。通过该报告，相关部门可以全面了解直流输电系统的运行状态和可靠性水平，及时发现潜在问题，采取有效措施，确保系统的安全稳定运行。

结束语

与现有技术相比，本文的有益效果是：根据输电端的数据计算耗能端的理论运行数据，将理论运行数据与实际运行数据进行比对，得到耗能端的工作状态;根据耗能端的工作状态判断输电段的异常概率，基于此，安装电表;对电表采集到的数据进行相关性分析及稳定性分析，结合相关性分析结果及稳定性分析结果共同生成评价报告，智能程度高，适配性极强。

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