计及运行工况的MMC换流阀可靠性建模与分析

作者：李辉; 邓吉利; 姚然; 赖伟; 康升扬; 江泽申; 李金元; 李尧圣

来源：电力自动化设备, 2018, 38(10): 108-114.

DOI：10.16081/j.issn.1006-6047.2018.10.017

• 高压直流输电
• MMC换流阀
• 运行工况
• 故障树
• 可靠性模型
• 薄弱环节

模块化多电平换流器(MMC)换流阀作为高压直流输电系统的核心设备,其可靠性关系到整个输电系统的安全稳定运行。以典型高压直流输电MMC换流阀为例,考虑换流阀运行工况,建立基于故障树分析方法的MMC换流阀的可靠性模型,并对其薄弱环节进行分析。首先,建立融入换流阀运行工况IGBT、二极管等元件的故障率模型;其次,考虑MMC换流阀功率模块和外围控制保护系统等,运用故障树分析方法,建立MMC换流阀故障树模型,得到相应可靠性指标的表达式;最后,根据可靠性指标公式计算各元件的故障率,采用概率灵敏度和关键灵敏度指标,辨识MMC换流阀的薄弱环节。结果表明:在整流和逆变工况下,MMC换流阀和元件的故障率最大,而在纯无功工况下故障率最小; IGBT模块和电源供给是MMC换流阀的薄弱环节,MMC子模块性能对换流阀可靠性的影响最为显著。

• 单位
  重庆大学; 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室; 全球能源互联网研究院