一种计及运维周期的换流阀可靠性评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种计及运维周期的换流阀可靠性评估方法及装置，其中方法包括如下步骤：获取换流阀中若干个晶闸管级或子模块的初始失效率；依据初始失效率，计算若干个次运维后的子模块的等效失效率；依据换流阀类型，结合子模块的等效失效率，计算换流阀的可靠性数值。通过充分考虑每次运维对换流阀可靠性的影响，在换流阀可靠性建模时按照折算系统等效为晶闸管级或子模块的折算系数，适用于现有的柔性直流换流阀及常规直流换流阀的可靠性评估，充分反映了运维对晶闸管级或子模块的等效失效率的影响。效率的影响。效率的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种计及运维周期的换流阀可靠性评估方法及装置


[0001]本专利技术涉及高压直流输电
，特别涉及一种计及运维周期的换流阀可靠性评估方法及装置。

技术介绍

[0002]自我国第一个超高压直流工程——葛洲坝
‑
上海南桥直流输电工程于1989年9月极Ⅰ投入运行、1990年8月全部投运以来，我国在常规直流输电领域已有30余年的应用经验，并于2022年迎来送受端换流阀整体升级改造。自2011年7月，亚洲首条柔性直流输电工程——上海南汇柔性直流工程投运以来，我国柔性直流工程已有10余年应用经验。随着我国常规直流和柔性直流快速建设，对换流阀本体的可靠性研究也正在同步进行，但目前主要集中在基于关键元件在不同电气应力下的失效分析，并基于此开展换流阀设备的可靠性研究。然而，实际工程中，换流阀运行过程中均按照一定周期进行检修运维，而现有的研究成果在运维对可靠性的影响和分析方面考虑尚有欠缺，对于分析柔性直流换流阀的可靠性存在着明显的不足。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例的目的是提供一种计及运维周期的换流阀可靠性评估方法及装置，通过充分考虑每次运维对换流阀可靠性的影响，在换流阀可靠性建模时按照折算系统等效为晶闸管级或子模块的折算系数，适用于现有的柔性直流换流阀及常规直流换流阀的可靠性评估，充分反映了运维对晶闸管级或子模块的等效失效率的影响。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术实施例的第一方面提供了一种计及运维周期的换流阀可靠性评估方法，包括如下步骤：
[0005]获取换流阀中若干个晶闸管级或子模块的初始失效率；
[0006]依据所述初始失效率，计算若干个次运维后的所述子模块的等效失效率；
[0007]依据所述换流阀类型，结合所述子模块的所述等效失效率，计算所述换流阀的可靠性数值。
[0008]进一步地，所述等效失效率λ
′
的计算公式为：
[0009][0010]其中，T0为所述换流阀的检修周期，k0为折算系数，t为运行时间，floor为向下取整函数，λ0为初始失效率。
[0011]进一步地，所述计算所述换流阀的可靠性数值，包括：
[0012]依据所述子模块的可靠性模型，计算所述换流阀单个桥臂的可靠性数值；
[0013]依据所述单个桥臂的可靠性数值，计算所述换流阀的可靠性数值。
[0014]进一步地，所述单个桥臂的可靠性数值R
arm
的计算公式为：
[0015][0016]R
sm
＝e
‑
λ
′
，
[0017]其中，R
sm
为所述晶闸管级或所述子模块的可靠性函数，N为所述晶闸管级或所述子模块的数量，为N个元素中每次取i个的组合数。
[0018]进一步地，所述换流阀的可靠性数值R
valve
的计算公式为：
[0019][0020]其中，为P0个元素中每次取1个的组合数，为P个元素中每次取1个的组合数，为包含6个桥臂的单阀可靠性。
[0021]进一步地，所述依据所述换流阀类型之前，还包括：
[0022]获取所述换流阀类型，得到与所述换流阀类型相对应的P值和P0值；
[0023]其中，P值表示单极换流阀中阀组数量；P0值与高压直流输电系统主接线方式有关，表示单端换流器中阀组套数。
[0024]相应地，本专利技术实施例的第二方面提供了一种计及运维周期的换流阀可靠性评估装置，包括：
[0025]数据获取模块，其用于获取换流阀中若干个晶闸管级或子模块的初始失效率；
[0026]第一计算模块，其用于依据所述初始失效率，计算若干个次运维后的所述子模块的等效失效率；
[0027]第二计算模块，其用于依据所述换流阀类型，结合所述子模块的所述等效失效率，计算所述换流阀的可靠性数值。
[0028]进一步地，所述等效失效率λ
′
的计算公式为：
[0029][0030]其中，T0为所述换流阀的检修周期，k0为折算系数，t为运行时间，floor为向下取整函数，λ0为初始失效率。
[0031]进一步地，所述第二计算模块包括：
[0032]第一计算单元，其用于依据所述子模块的可靠性模型，计算所述换流阀单个桥臂的可靠性数值；
[0033]第二计算单元，其用于依据所述单个桥臂的可靠性数值，计算所述换流阀的可靠性数值。
[0034]进一步地，所述单个桥臂的可靠性数值R
arm
的计算公式为：
[0035][0036]R
sm
＝e
‑
λ
′
，
[0037]其中，R
sm
为所述晶闸管级或所述子模块的可靠性函数，N为所述晶闸管级或所述子模块的数量，为N个元素中每次取i个的组合数。
[0038]进一步地，所述换流阀的可靠性数值R
valve
的计算公式为：
[0039][0040]其中，为P0个元素中每次取1个的组合数，为P个元素中每次取1个的组合数，为包含6个桥臂的单阀可靠性。
[0041]进一步地，所述第二计算模块还包括：
[0042]数据获取单元，其用于获取所述换流阀类型，得到与所述换流阀类型相对应的P值和P0值；
[0043]其中，P值表示单极换流阀中阀组数量；P0值与高压直流输电系统主接线方式有关，表示单端换流器中阀组套数。
[0044]本专利技术实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0045]通过充分考虑每次运维对换流阀可靠性的影响，在换流阀可靠性建模时按照折算系统等效为晶闸管级或子模块的折算系数，适用于现有的柔性直流换流阀及常规直流换流阀的可靠性评估，充分反映了运维对晶闸管级或子模块的等效失效率的影响。
附图说明
[0046]图1是本专利技术实施例提供的计及运维周期的换流阀可靠性评估方法流程图；
[0047]图2是本专利技术实施例提供的计及运维周期的换流阀可靠性评估方法逻辑图；
[0048]图3是本专利技术实施例提供的典型高低阀组配置的柔性直流换流器接线图；
[0049]图4是本专利技术实施例提供的典型MMC拓扑柔性直流换流阀与子模块原理图；
[0050]图5是本专利技术实施例提供的典型单十二脉动单极常规直流换流器接线图；
[0051]图6是本专利技术实施例提供的晶闸管级原理图；
[0052]图7是本专利技术实施例提供的考虑运维影响的换流阀全寿命周期内可靠度分析示意图；
[0053]图8是本专利技术实施例提供的计及运维周期的换流阀可靠性评估装置模块框图；
[0054]图9是本专利技术实施例提供的第二计算模块框图。
[0055]附图标记：
[0056]1、数据获取模块，2、第一计算模块，3、第二计算模块，31、第一计算单元，32、第二计算单元，33、数据获取单元。
具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及运维周期的换流阀可靠性评估方法，其特征在于，包括如下步骤：获取换流阀中若干个晶闸管级或子模块的初始失效率；依据所述初始失效率，计算若干个次运维后的所述子模块的等效失效率；依据所述换流阀类型，结合所述子模块的所述等效失效率，计算所述换流阀的可靠性数值。2.根据权利要求1所述的计及运维周期的换流阀可靠性评估方法，其特征在于，所述等效失效率λ
′
的计算公式为：其中，T0为所述换流阀的检修周期，k0为折算系数，t为运行时间，floor为向下取整函数，λ0为初始失效率。3.根据权利要求1所述的计及运维周期的换流阀可靠性评估方法，其特征在于，所述计算所述换流阀的可靠性数值，包括：依据所述子模块的可靠性模型，计算所述换流阀单个桥臂的可靠性数值；依据所述单个桥臂的可靠性数值，计算所述换流阀的可靠性数值。4.根据权利要求3所述的计及运维周期的换流阀可靠性评估方法，其特征在于，所述单个桥臂的可靠性数值R
arm
的计算公式为：R
sm
＝e
‑
λ
′
，其中，R
sm
为所述晶闸管级或所述子模块的可靠性函数，N为所述晶闸管级或所述子模块的数量，为N个元素中每次取i个的组合数。5.根据权利要求3所述的计及运维周期的换流阀可靠性评估方法，其特征在于，所述换流阀的可靠性数值R
valve
的计算公式为：其中，为P0个元素中每次取1个的组合数，为P个元素中每次取1个的组合数，为包含6个桥臂的单阀可靠性。6.根据权利要求5所述的计及运维周期的换流阀可靠性评估方法，其特征在于，所述依据所述换流阀类型之前，还包括：获取所述换流阀类型，得到与所述换流阀类型相对应的P值和P0值；其中，P值表示单极换流阀中阀组数量；P0值与高压直流输电系统主接线方式有关，表示单端换流器中阀组套数。7.一种计及运维周期的换流阀可靠性评估装置，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王帅卿，韩坤，刘堃，刘路路，司志磊，田颀，户永杰，张磊，胡学彬，胡秋玲，袁洪涛，王宇丁，邵珠柯，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，
类型：发明
国别省市：