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包含六相传输线的混合系统可靠性评估摘要 包含六相传输线的混合系统可靠性研究介绍如下：用负荷点和系统指数来检测对单母线和包含六相传输线的总系统可靠性的影响。为了研究负荷点在六相传输线上的位置和系统可靠性指数，进行了比较研究，使用六相传输线是值得的，并且依据降低用户断电成本来表示。结论用一个小测试系统进行阐明。1、 绪论 受有限土地的限制，计划允许高压传输线更新时，关注提高有架线权地带的电能传送能力的技术水平。六相传输线提出了解决增加传输线传输能力的需要，同时，反映了与电磁场的相互联系1。六相传输线的主要优点之一是在有相同架线权的地带的传输中六相传输线可以承载的电能比双回路三相传输线高73%。NYSEG高相序传输论证工程提供了对建设进行研究的实验系统，并且运行了这样的一个六相系统36。在这项工程中，一条从Goudey到Oakdale的短距离传输线，由一个115KV双回三相传输线重新组成一个93KV六相传输线。Venkata et al.7依据负荷潮流考虑了一个六相传输系统可靠性的问题。三个部分被认为是独立的问题，并且不能被组合，随机可靠性程序利用最小割集方法叙述了一个适用于两条138KV线路负荷点的可靠性指数。最小割集技术不能用于复合发电和传输系统，其中线路和发电机组是有限的和比功率。Venkata et al.7不包括任何发电机组。在例举的分析中考虑，用常规的两个状态模型的六相线路描述。在8中有所报道。六相传输线的保护方案可由两个常规三相位级距离继电组成，一组监控相a、c、e和另一组监控相b、d、f。这些继电器控制跳闸和关合每个端子上的六单相回路断路器。这种保护 方案理解为六相线路由两组三相系统独立开关，因此六相传输线要求至少用三态代表。它认可了出力降低的状态与三相条件相结合。这种情况下最小割集方法不可用。合并六相传输线电力系统的可靠性研究已经被做出了。负荷点和系统指数已被计算出并且用于检验对单母线的影响，再用偶然误差计算法来计算合并了六相传输线的全系统可靠性。比较研究被引导证明了负荷点冲击和六相传输线位置的系统可靠性指数。使用六相传输线的价值是它依靠减少用户断电费用来表达的。2、 三相到六相转换通过使用两对相同的连接在线路两侧的Y变压器将三相双回路传输线可以很容易地转换成六相传输线，如图1所示。在每对变压器的高压侧都能进行逆向极性转换，为了得到要得到的60度相转换。这种安排的优点是可以断开零序网。六相传输线转换可以由下列三种不同模型来实现增加了复杂性和特性被看作为系统稳定性8。1、 六相同时断开。2、 六相线路被认为断开成独立两个三相系统。3、 仅切除故障相。在一篇论文中不可能包含所有的三个模型。第二转换模型用于限流的现有分析。六相传输系统的可用性和可靠性依靠每个元件的特性。一个六相系统由两个并联支路组成的系统。在每个系统中，每个支路有两台变压器、三个元件和一条传输线。两个支路假定是独立的。当一个分支进入故障区域时，还假设成，例如，在第一个元件故障后，在支路返回到它的操作区之前，没有元件接着发生故障。等效衰减e和修正率e分别与各支路有关。可以用（1）式进行分别计算。其中，i是衰减率， I是元件的修正时间9。e = 六相传输线系统的三状态Markovian模型如图2所示。在状态1（S1）中，在两个支路中的所有元件都在工作状态，基于一个三相传输线载流能（LCC）为23 pu。在状态2（S2）中，其中一个支路不工作，传输系统工作于三相系统，其中LCC为1 pu。在如图2所示的三状态Markovian模型，假设每组三相传输线用单塔架支撑，因此不会产生共模故障，共模故障研究可以很容易的引入到其他线路结构中。3、 运行特性指数对复合发电和传输系统适当的评价，涉及到评价发电和传输系统向大系统负荷点提供充足的和适合的电能的能力的全部问题。几个主要指数可以用来说明一个合并了六相传输线的负荷系统的可靠性冲击。计算指数被分成负荷点和系统指数两种。当全系统的第二次反映全部完成时，首先考虑的是供应点的单机容量必须是足够的。两组指数对于得到大电力系统的完整的概况是足够的。尤其是这些指数是可以得到赞扬的而不是能够相互代替的。单独的负荷点指数是可以用来识别，当全系统指数提供了全球大系统充分性识别时系统中的薄弱点，并且被计划者和管理者用来比较不同系统的相对的充分性。选择的负荷点指数的简短描述如下给出：PLC 负荷减少的可能性；母线K的负荷超过最大负荷的可能性能够被提供。ENLC 期望的负荷减少的数量（每年发生的事件）；考虑在母线K上减少可能发生意外事故的需求负荷的数量或者时间周期内母线K绝缘。ENDS 不满足期望的要求（MW）；在一年中，由于母线K上负荷减少或由于母线K的绝缘使母线K上总负荷减少。EENS不满足期望的能量（MWh/y），在一年中由于母线K上负荷减少或由于母线K的绝缘，在母线K上提供的总能量减少。EDLC负荷减少的期望的持续工作时间（h/y）；在一年中，当母线K上负荷减少或母线K绝缘的总时间。以下系统指数可以用来评估包括了六相传输的大系统收到冲击时的稳定性。BPII 大系统扰动指数（mw/mwy）；系统的总负荷减少/系统峰值负荷。EENC不满足期望的能量（mwh/y）BPECI大功率/能量衰减指数（mwh/mwy）；系统中不满足的总能量/系统峰值负荷。EDNS不满足期望的要求（mw）；系统中不满足的总能量/一年中的小时数（8736） BPACI大供电平均mv减小指数（mw/扰动）；系统中的总负荷减少/扰动总数。SI硬度指数（系统时间）；一年中为提供的总容量（mw）/一年中系统峰值负荷（mw）。 MBECI改进后的容量/能量衰减指数；大系统/能量衰减/年小时数（8736）。 各种指数的全面的解释可以从10，11中找出。许多上述系统指数以被加拿大电力协会（CEA）所利用。12上述指数用可能发生意外事故的计算方法进行计算。可能发生的意外事故被定义为一个发电中断单元和一个传输线或两者的合并。刚度与事故中断增长相联系作为偶然性增加的深度。4、 研究结论图3所示的电力系统模型用来研究对负荷发电和合并六相传输线的传输系统稳定性的冲击。它由两条发电母线，三条负荷母线和八条传输线组成。传输线L1a 、L1b 、L2a 、L2b以两个双回路线路的形式，标志为DC1和DC2它们可以转换成六相线路。系统总装机容量为1650MW，由12个发电机组供给。峰值负荷假设为1350MW，系统的发电和输电数据在附录中给出。指数的计算考虑到四级发电机中断，三级线路中断和发电机中断。这种假设是系统固有的，但是考虑直到这些可能性被接受，甚至对于大系统的可靠性与更高等级的可能发生的意外事故被忽略了，对于考虑的测试系统，分析函概了总样本空间的99.998%4.1年指数表14给出了年负荷点和系统指数。这些指数为系统峰值负荷为1350MW时的计算值。在基本情况分析中，两个双回路DC1和DC2被认为按照三相线路运行。为了研究负荷点在六相传输线上的位置和系统可靠性指数，进行了比较研究。在DC1和DC2的分析中合并了六相传输线。六相传输线与基本情况相比较，它的百分值有所不同。比率差值由（2）计算，其中修正指数是六相传输线的考虑计算值：Diff，%=表13中的结果表明负荷点指数衰减的有效值。在系统中，因为传统容量的总增长，提高负荷点的可靠性合并一个六相传输线是值得考虑的。六相传输线的位置对负荷点指数有不同的影响。当六相传输线工作在DC1时，相对于工作在DC2时，对母线3的指数有影响。通过在DC2合并六相传输线，母线4的负荷指数减小是相当大的。另外，当六相传输线实现在DC1相对于实现在DC2时，对母线5影响更大。它的原因是线路L1a和L1b（DC1）连接于母线1，与连接到母线2的DC2相比母线1有高发电容量。表格4中给出的系统指数显示，与基本相比，使用六相传输线，系统稳定性提高相当大。与DC2相比，在DC1实现六相传输线后全系统稳定性提高很大。 结合了系统峰值负荷为1350MW时的结论列在表格14中。灵敏性的研究指导确定了在负荷点合并六相传输线和在各种系统峰值负荷时系统指数的影响。表4、表5指出了当在DC1和DC2分别利用六相传输线时，在母线3、4和5上负荷点指数ENLC、EENS和EDNS的衰减用公式（2）进行计算。把图4中的结论与图5中的结论相比，可以得出，在DC1中使用六相传输线。尽管如此，会在与母线4的结合中得到更大区别。从图5中仍然可以看出，在DC2实现六相传输线后，仍然不能向在母线4的指数中那样在母线3和母线5的指数中得到更大的变化值。图4和图5中都指出当系统峰值负荷增长时负荷点指数百分数减小。原因是较高的负荷水平容量缺乏支配性的问题，而不是线路载流容量，因此，实现六相传输线的影响是减少了低发电容量的备用。图6所示为全系统指数的变化，特别是，不同情况时系统峰值负荷的EENS和系统角度的划分。可以