基于发输电系统可靠性的输变电设备增容研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于发输电系统可靠性的输变电设备增容研究学科专业机械工程学号201521080142作者姓名王博指导教师左明健教授分类号密级注1UDC学位论文基于发输电系统可靠性的输变电设备增容研究王博指导教师左明健教授电子科技大学成都张培培讲师电子科技大学成都申请学位级别硕士学科专业机械工程提交论文日期2018.04论文答辩日期2018.05学位授予单位和日期电子科技大学2018.06答辩委员会主席评阅人注1：

2、注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchonCapacityIncreaseofPowerTransmissionandTransformationEquipmentBasedonReliabilityofCompositeGenerationandTransmissionSystemAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaDiscipline:MechanicalEngineeringAuthor:WANGBoSupervisor

3、:Prof.ZUOMingjianandDr.ZHANGPeipeiSchool:SchoolofMechanicalandElectricalEngineering摘要摘要近年来，中国全社会用电量呈稳定增长趋势，现有的电力系统面临着输变电能力不足的问题，而建设新的输变电设备一方面属于长期规划，另一方面需要大量资金与土地资源支撑。所以，利用输变电设备客观存在的隐形容量对其增容，成为缓解此问题的优选方案。同时，输变电设备的增容使其在用电高峰及电网N-1故障时拥有更强的电力输送能力，减少对用户的断电量，从而提升了发输电系统可靠性。因此，本文立足于提升发

4、输电系统可靠性这一根本需求，对发输电系统中的关键输变电设备——输电线路与变压器的增容展开研究，其主要内容与创新点如下：（1）提出了基于时变约束的输变电设备静态增容方法。根据传热学理论分析了输电线路与变压器的热传递特点，建立了它们的热传递代理模型，随后将该模型运用到所提出的增容方法中。该方法不需要增添新的监控设备或对现有设备改造，能够在短时间内实现输变电设备的增容。结果表明，在系统发生不太严重的故障时，此增容方法可以减少针对用户的负荷削减量，从而提升了发输电系统的可靠性。（2）为了研究输变电设备动态增容决策，提出了一种新的时间序列平稳化方法，该方法对

5、方差同序列发展不成比例的观测序列同样适用；建立了影响输变电设备容量的主要气象状态（环境温度、风速和日照强度）模型。气象模型由两种子模型组成：确定性的季节、昼夜趋势模型，以及随机性的一天内的变化模型。使用该气象模型对气象状态进行模拟，结果表明，所建立的气象模型能较好地反映了真实气象状态的特征。（3）以提升发输电系统可靠性作为出发点，对输变电设备动态增容的决策进行了研究。基于研究点（1）所分析的输变电设备热传递特点，推导了输变电设备动态增容的数学模型；结合在研究点（2）所建立的气象模型，分别选取发输电系统中平均负载功率最大的两条输电线路与两个变压器，对

6、其模拟动态增容过程，最后用时序蒙特卡洛方法评估发输电系统的可靠性。结果表明，针对平均负载功率大的设备增容可以显著提高整个发输电系统的可靠性，而对平均负载功率小的输变电设备增容则可能完全不能提高发输电系统的可靠性；另外，不同地点的气象模型对输变电设备动态增容的大小影响明显。综上所述，本文以提升发输电系统可靠性为出发点，从热传递特点的角度对输变电设备增容展开了研究。由此获得的研究结果为输变电设备静态增容方法提I摘要供了理论依据，为动态增容的决策提供了可靠的方法。关键词：输变电设备，发输电系统，增容，可靠性，平稳化IIABSTRACTABSTRACTIn

7、recentyears,thetotalelectricityconsumptioninChinahasshownasteadygrowthtrend.Existingpowersystemsarefacedwiththeproblemofinsufficienttransmissionandtransformationcapacity.Theconstructionofnewpowertransmissionandtransformationequipment,ontheonehand,islong-termplanningandontheoth

8、erhandrequiresalargeamountoffundsandlandresourcessupport.Ther