CN103178512B - 直流输电系统可靠性评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及直流输电系统相关技术领域，特别是涉及直流输电系统可靠性评估方法。所述方法包括：获取预先设定的统计期间内直流输电系统的通道等效停运小时；计算通道等效停运小时占统计期间的百分比作为通道运行不可用率；计算通道运行可用率=1-通道运行不可用率；采用通道运行可用率对所述直流输电系统可靠性进行评估。上述直流输电系统可靠性评估方法更加科学，所采用的通道运行可用率在计算统计期间内直流输电系统可用时间比例时，以加权形式增加考虑了每次直流输电系统不可用运行状态对整个电网运行造成的影响程度，从而很大程度上克服了原有能量可用率指标的不足。

Description

直流输电系统可靠性评估方法

技术领域

本发明涉及直流输电系统相关技术领域，特别是涉及直流输电系统可靠性评估方法。 

背景技术

过去对直流输电系统可靠性评估时一般选取能量可用率作为主要考量指标，能量可用率不仅反映直流输电系统的可用状态，也能体现设备管理部门对直流输电系统的运营管理和维护的工作水平。能量可用率在很大程度上影响着我国直流运行维护单位的工作重心和侧重点，然而长期以能量可用率指标作为对直流输电系统运行工作的考核标准，在实际工作中也发现能量可用率与直流输电系统实际运行情况存在不相适应的地方，体现以下几点： 

1）在直流输电系统运行的某些时段，直流实际运行负荷本身很低，适时安排直流单极停运消缺，而另一极正常运行并不会对系统运行方式造成实际影响。但在能量不可用率（即1-能量可用率）指标计算中该停运时间却与直流重载情况下的双极停运完全相等的考虑，是不合理的。 

2）在夜间等直流轻载时段有计划安排的直流停运消缺对电网的可靠性实际影响较小。而在直流重负荷时段突然发生的直流强迫停运则对电网的可靠性影响重大。但两者的停电时间在能量不可用率统计中没有体现出差异。 

3）直流输电系统长时间连续运行是提高能量可用率的保证，运行的时间就计为能量可用率的可用时间。而在实际运行中，长时间连续运行必然导致设备的健康程度下降，容易导致不正常停运事件，然而能量可用率指标不考虑这一部分影响，以单纯的时间长短来考核，不利于系统的长远发展。 

因此，现有的直流输电系统采用的可靠性评估方法不准确，导致以下三个的问题： 

1）能量可用率的考核容易导致设备的故障升级。一味追求高地能量可用率会导致设备管理部门在直流输电系统运行期间往往为了系统的可用状态对不严 重的故障隐患不会及时申请停电消缺，有可能导致故障升级。从而恶化直流通道的可靠性，放大了后续故障危害以及故障处理工作难度。 

2）能量可用率并没有科学考核计划停运的工作。一方面目前计划停运而检修、维护设备的时间是构成能量不可用率的主体时间，占了很大比例，因此追求高的能量可用率就必然主要从削减计划停运的时间上着手，这在维修水平一定的程度上必然减少计划停运的工作量，不利于计划检修工作的安排；另一方面，计划停运事件中多为单极停运消缺，另一极正常运行。在满足传输功率需求情况下，计划停运并没对系统实际运行造成影响，这一部分的可用状态被完全忽略，缺乏对计划停运工作的科学考量。 

3）能量可用率没有正确评估强迫停运事件对直流通道不可用的影响。同一强迫停运事件发生在对电网可靠性影响大的情况下，其强迫不可用时间与发生在对电网可靠性影响小的情况下一样。因此一些强迫停运危害大的事件在指标中体现的影响比实际情况减小，反之亦然，从而强迫停运事件对不可用率的贡献有偏实际。 

发明内容

基于此，有必要针对现有的直流输电系统可靠性评估方法不准确的技术问题，提供一种直流输电系统可靠性评估方法。 

一种直流输电系统可靠性评估方法，所述方法包括： 

获取预先设定的统计期间内直流输电系统的通道等效停运小时； 

计算通道等效停运小时占统计期间的百分比作为通道运行不可用率； 

计算通道运行可用率=1-通道运行不可用率； 

采用通道运行可用率对所述直流输电系统可靠性进行评估。 

进一步的所述通道等效停运小时为所有的非正常状态等效停运小时之和，所述非正常状态包括：计划停运状态、强迫停运状态和降额运行状态；所述非正常状态等效停运小时包括：通道计划等效停运小时、通道强迫等效停运小时和通道降额等效停运小时。 

进一步的： 

所述非正常状态等效停运小时T采用如下方式计算： 

统计在统计期间内每次处于非正常状态的持续小时； 

计算其中i＝1,2,...，n，n为在统计期间内处于非正常状态的次数，OH_i为第i次处于非正常状态的持续小时，为第i次处于非正常状态的折算系数，且其中为第i次处于非正常运行状态时，所述直流输电系统中仍然在传输的最大功率，为如果没有发生第i次非正常运行状态，则在对应的OH_i期间内，所述直流输电系统预期输送的最大功率。 

进一步的，所述的计算方法为： 

步骤41，确定第i次非正常运行状态的起始时间和结束时间，把起始时间分为起始时间的日期部分D₁和起始时间的时钟部分H₁，把结束时间分为结束时间的日期部分D₂和结束时间的时钟部分H_2，，执行步骤42； 

步骤42，计算D₁和D₂的差值作为不正常运行事件持续时间日期值D_inter，执行步骤43； 

步骤43，计算D₁减少D_inter+1天对应的日期作为预计功率时段起始日期，将预计功率时段起始日期和H₁结合得到预计功率时段起始时间，计算D₁减少一天对应的日期作为预计功率时段结束日期，将预计功率时段结束日期和H₂结合得到预计功率时段结束时间，执行步骤44； 

步骤44，以所述预计功率时间段起始时间和所述预计功率时间段结束时间之间的时间段作为预计功率时间段，则执行步骤45； 

步骤45，获取所述预计功率时段内的直流输电系统中的最大功率作为如果没有发生第i次非正常运行状态，则在对应的OH_i期间内，所述直流输电系统预期输送的最大功率

进一步的，所述步骤44还包括： 

步骤51，如果所述预计功率时间段内包含有非正常运行状态，则执行步骤52，否则执行步骤45； 

步骤52，预计功率时段起始日期减少一天，且预计功率时间段结束日期减 少一天，采用更新后的预计功率时段起始日期和H₁结合得到预计功率时段起始时间，采用更新后的预计功率时段结束日期和H₂结合得到预计功率时段结束时间，执行步骤53； 

步骤53，以更新后的预计功率时间段起始时间和更新后的预计功率时间段结束时间之间的时间段作为预计功率时间段，执行步骤51。 

进一步的，所述方法还包括： 

获取所述直流输电系统的通道计划等效停运小时； 

计算通道计划等效停运小时占统计期间的百分比作为计划通道运行不可用率； 

采用计划通道运行可用率对所述直流输电系统可靠性进行评估。 

进一步的，所述方法还包括： 

获取所述直流输电系统的通道强迫等效停运小时和通道降额等效停运小时； 

计算通道强迫等效停运小时和通道降额等效停运小时的总和占统计期间的百分比作为强迫通道运行不可用率； 

采用强迫通道运行不可用率对所述直流输电系统可靠性进行评估。 

上述直流输电系统可靠性评估方法更加科学，所采用的通道运行可用率在计算统计期间内直流输电系统可用时间比例时，以加权形式增加考虑了每次直流输电系统不可用运行状态对整个电网运行造成的影响程度，原有的能量可用率指标的加权方法没有放映实际停运的功率影响，本发明的方法更加符合评估需求，从而很大程度上克服了原有能量可用率指标的不足。 

附图说明

图1为本发明一种直流输电系统可靠性评估方法的流程图； 

图2为本发明一种直流输电系统预期输送的最大功率计算方法的流程图； 

图3为本例子通道等效停运小时与能量等效停运小时对比图； 

图4为两种指标计划不可用率对比图； 

图5为计划等效停运小时变化占总变化比重图； 

图6为楚穗直流2011年计划停运时间变化情况图； 

图7为高肇直流2011年计划停运小时变化情况图； 

图8为兴安直流2011年计划停运小时变化情况图； 

图9为天广直流2011年计划停运小时变化情况图； 

图10为楚穗直流2011年计划停运原因贡献不可用率比例分析图； 

图11为高肇直流2011年计划停运原因比例分析图； 

图12为兴安直流2011年计划停运原因比例分析图； 

图13为天广直流2011年计划停运原因比例分析图； 

图14为两种指标强迫不可用率对比图； 

图15为计划等效停运小时变化占总变化比重图； 

图16为楚穗直流2011强迫停运小时和降额等效停运小时在变化情况图； 

图17为高肇直流2011强迫停运小时和降额等效停运小时在变化情况图； 

图18为兴安直流2011强迫停运小时变化情况图； 

图19为兴安直流2011强迫停运小时变化情况图; 

图20为楚穗直流2011年强迫停运原因贡献不可用率比例分析图; 

图21为高肇直流2011年强迫停运原因贡献不可用率比例分析图; 

图22为兴安直流2011年强迫停运原因贡献不可用率比例分析图; 

图23为天广直流2011年强迫停运原因贡献不可用率比例分析图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。 

现有技术采用能量可用率（EA）对直流输电系统可靠性进行评估。然而该指标EA存在不足，以下根据EA的定义来分析指标存在的不足： 

$\mathrm{EA}=\frac{\mathrm{AH}-\mathrm{EOH}}{\mathrm{PH}}\×100\%=1-\frac{\mathrm{FOH}+\mathrm{SOH}+\mathrm{EOH}}{\mathrm{PH}}\×100\%$

式中： 

AH为可用小时，单位h； 

EOH为降额运行等效停运小时，单位h； 

FOH为强迫停运小时，单位h； 

SOH为计划停运小时，单位h。 

PH为统计期间小时，单位h。 

其中，降额等效停运时间（EOH）按下式计算： 

$\mathrm{EOH}=\mathrm{\Σ}\frac{p_{\mathrm{Oi}}}{P_m}\×{\mathrm{DCSH}}_i,i=\mathrm{1,2},...,n$

式中： 

EOH为降额运行等效停运小时，单位h； 

DCSH_i为直流输电系统第i次处于降额停运状态下的降额运行小时，单位h。 

P_m为直流输电系统额定功率，单位MW。 

p_Oi为P_m-P_i，即直流输电系统第i次处于降额停运状态下时的降额功率（额定功率减去实际输电功率），单位MW。其中，P_i是直流输电系统的是处于降额运行状态下的运行功率，P_m为直流输电系统的额定容量。 

通过EA的定义，还可以推导出能量不可用率（EU）的定义为： 

$\mathrm{EU}=\frac{\mathrm{FOH}+\mathrm{SOH}+\mathrm{EOH}}{\mathrm{PH}}\×100\%.$

从以上定义可以看出，能量不可用率指标表征了直流输电系统的不可用时间所占比例。这个不可用时间包括了强迫停运小时、计划停运小时和降额运行的等效停运小时三部分组成。 

数学上可以将这三项停运时间都视为实际停运（降额运行）事件持续时间乘以某个功率加权系数后的等效时间，如下公式1： 

$\mathrm{EA}=1-\frac{\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{k}_i{\mathrm{OH}}_i}{\mathrm{PH}},$ 其中: $k_i=\frac{p_m-p_i}{p_m}$

在能量可用率指标和能量不可用率的定义中，对于所有强迫停运和检修时间，均取P_i=0。仅对正常降额运行状态取P_i为降额运行功率。 

公式1的权系数k_i的定义中存在以下不合理之处： 

1）对于计划停运，有时只是安排单极停运检修，另一极仍正常运行。此时k_i定义中p_i也应取单极输送的功率，而不是统一取一半，相当于单极满功率运行。 

2）k_i定义中分子项应该评价直流停运（降额运行）事件对电网运行造成的影响。因此，其被减数项不应恒定取额定功率P_m。例如，第A次直流检修4小时，安排在半夜直流轻载时期，第B次直流检修4小时却安排在输电高峰时间。显然两者等同纳入指标计算并不合理，也不利于引导直流检修的合理安排。 

本发明提供了一种新的直流输电系统可靠性评估方法，如图1所示为本发明一种直流输电系统可靠性评估方法的流程图。具体包括： 

步骤S101，获取预先设定的统计期间内直流输电系统的通道等效停运小时（Transmission Outage Equivalent Hours，TEOH）； 

步骤S102，计算通道等效停运小时占统计期间的百分比作为通道运行不可用率（Transmission Unavailability，TU），其中，PH为统计期间小时，单位：h； 

步骤S103，计算通道运行可用率（Transmission Availability，TA），  $\mathrm{TA}=1-\mathrm{TU}=(1-\frac{\mathrm{TEOH}}{\mathrm{PH}})\×100\%;$

步骤S104，采用通道运行可用率TA对所述直流输电系统可靠性进行评估。 

通道运行可用率在计算统计期间内直流输电系统可用时间比例时，以加权形式增加考虑了每次直流输电系统不可用运行状态对整个电网运行造成的影响程度，从而很大程度上克服了原有能量可用率指标的不足。 

要评估直流输电系统不可用运行状态对电网运行造成的实际影响，并将之融入新的通道运行可用率指标的统计中，关键是如何考虑直流非正常运行状态对其功率传输安排的影响，并以此设计权系数k_i来修正非正常状态的持续时间。 

通道运行不可用率根据停运的不同类型分为强迫通道运行不可用率（Transmission Forced Unavailability，TFU）和计划通道运行不可用率（Transmission Scheduled Unavailability，TSU），即： 

TU=TSU+TFU。 

计划通道运行不可用率和强迫通道运行不可用率的计算公式分别如下： 

$\mathrm{TSU}=\frac{\mathrm{TSEOH}}{\mathrm{PH}}\×100\%,$

$\mathrm{TFU}=\frac{\mathrm{TFEOH}+\mathrm{TDECH}}{\mathrm{PH}}\×100\%,$

式中： 

TSEOH为通道计划等效停运小时（Transmission Scheduled Equivalent OutageHours），单位：h； 

TFEOH为通道强迫等效停运小时（Transmission Forced Equivalent OutageHours），单位：h； 

TDECH为通道降额等效停运小时（Transmission Derated Equivalent CapacityHours），单位：h。 

从上式可知，通道等效停运小时为所有的非正常状态等效停运小时之和，非正常状态包括：计划停运状态、强迫停运状态和降额运行状态；非正常状态等效停运小时包括：通道计划等效停运小时、通道强迫等效停运小时和通道降额等效停运小时，即： 

TEOH=TSEOH+TFEOH+TDECH 

非正常状态等效停运小时T（包括TESOH、TFEOH和TDECH）采用如下方式计算： 

统计在统计期间内每次处于非正常状态的持续小时； 

计算 $T=\mathrm{\Σ}{\stackrel{\‾}{k}}_i\×{\mathrm{OH}}_i;$

式中， 

i＝1,2,...，n，n为在统计期间内处于非正常状态的次数； 

OH_i为第i次处于非正常状态的持续小时，单位：h； 

为第i次处于非正常状态的折算系数。 

的计算如下： 

${\stackrel{\‾}{k}}_i=\frac{{\stackrel{\‾}{p}}_{\mathrm{im}}-{\stackrel{\‾}{p}}_i}{P_m};$

式中， 

为第i次处于非正常运行状态时，所述直流输电系统中仍然在传输的最大功率，，单位：MW，如额定容量为3000MW的直流输电系统发生单极计划停运期间，另一极正常传输功率最大值若为1200MW，则取值1200MW； 

为如果没有发生第i次非正常运行状态，则在对应的OH_i期间内，所述直流输电系统预期输送的最大功率，单位：MW； 

P_m为直流输电系统额定功率，单位：MW 

可以看出，在上述定义中，最易引发歧义的是的赋值。本发明推荐采取以下赋值方法，如图2所示为本发明一种直流输电系统预期输送的最大功率计算方法的流程图： 

步骤S210，确定第i次非正常运行状态的起始时间和结束时间，把起始时间分为起始时间的日期部分D₁和起始时间的时钟部分H₁，把结束时间分为结束时间的日期部分D₂和结束时间的时钟部分H_2，，执行步骤S220； 

步骤S220，计算D₁和D₂的差值作为不正常运行事件持续时间日期值D_inter，执行步骤S230； 

步骤S230，计算D₁减少D_inter+1天对应的日期作为预计功率时段起始日期，将预计功率时段起始日期和H₁结合得到预计功率时段起始时间，计算D₁减少一天对应的日期作为预计功率时段结束日期，将预计功率时段结束日期和H₂结合得到预计功率时段结束时间，执行步骤S240； 

步骤S240，以所述预计功率时间段起始时间和所述预计功率时间段结束时间之间的时间段作为预计功率时间段，执行步骤S241； 

步骤S241，如果所述预计功率时间段内包含有非正常运行状态，则执行步骤S242，否则执行步骤S250； 

步骤S242，预计功率时段起始日期减少一天，且预计功率时间段结束日期减少一天，采用更新后的预计功率时段起始日期和H₁结合得到预计功率时段起始时间，采用更新后的预计功率时段结束日期和H₂结合得到预计功率时段结束时间，执行步骤S243； 

步骤S243，以更新后的预计功率时间段起始时间和更新后的预计功率时间段结束时间之间的时间段作为预计功率时间段，执行步骤S241； 

步骤S250，获取所述预计功率时段内的直流输电系统中的最大功率作为如果没有发生第i次非正常运行状态，则在对应的OH_i期间内，所述直流输电系统预期输送的最大功率

作为一个例子： 

记日期运算算子：Date（x，y）表示求取日期x前推（y<0）或者后推（y>0）|y|天对应的日期。记日期运算算子：DayInter（x，y）表示求取日期x和日期y之间相差的天数，则： 

${\stackrel{\&OverBar;}{p}}_{\mathrm{im}}=\mathrm{Max}\{p_{\mathrm{ti}},t_i\&Element;[\mathrm{Date}(D_1,-\mathrm{Dayinter}(D_2,D_1)-1)/H_1,\mathrm{Date}(D_1,-1)/H_2\left]\right\}$

注：当选取预计功率时段为系统不正常运行时段（停运前仍紧接检修停运事件），则选取时段的日期循环减少一天，直至搜索至选取功率的时段为正常运行时段。 

针对通道运行不可用率指标中非正常状态等效停运小时的计算，举例说明如下： 

【例1】已知高肇直流在2011年10月20日13时10分发生单极强迫停运，另一极正常运行，在15时10分恢复正常双极运行。而相邻的前一次不正常运行事件为单极计划停运，发生时间为2011年10月5日7时6分，结束于2011年10月5日14时20分。求在20日发生停运的TFEOH。 

【解】DayInter（2011-10-20/13：10，2011-10-20/15：10）=0。表明此次事件停运持续时间不足一天。 

则由 ${\stackrel{\&OverBar;}{p}}_i=\mathrm{Max}\{p_{\mathrm{ti}},t_i\&Element;[\mathrm{Date}(D_1,-\mathrm{Dayinter}(D_2,D_1)-1)/H_1,\mathrm{Date}(D_1,-1)/H_2\left]\right\}$

$=\mathrm{Max}\{p_{\mathrm{ti}},t_i\&Element;[2011-10-19/13:\mathrm{10,2011}-10-19/15:10\left]\right\}$

由此，可查询运行记录，实际停运持续时段2011-10-20/13：10至2011-10-20/15：10期间非停运极最大运行功率为1000MW，取为1000MW。 

同时，查询运行记录，得出预计功率选取时段为2011-10-19/13：10至2011-10-19/15：10，选取功率时段直流输电系统运行正常，与上一次不正常运 行事件不冲突。预计这持续2小时期间的直流最大需求功率为2400MW，取为2400MW。 

计算得到此次通道强迫等效停运小时TFEOH_i： 

$\mathrm{TFEO}{H}_i=\frac{2400-1000}{3000}\&times;2\&ap;0.933---\left(h\right)$

【例2】兴安直流在2010年8月3日8时15分发生双极计划停运，在8月4日9时45分恢复正常双极运行，停运持续时间为25.5小时。而相邻的前一次不正常运行事件为单极计划停运，发生时间为2010年7月5日9时0分，结束于2010年7月5日14时00分。求在20日发生停运的TSEOH。 

【解】DayInter（2010-8-3/8：15，2010-8-4/9：45）=1。表明此次事件停运持续时间大于1天，不足2天。 

则由 ${\stackrel{\&OverBar;}{p}}_i=\mathrm{Max}\{p_{\mathrm{ti}},t_i\&Element;[\mathrm{Date}(D_1,-\mathrm{Dayinter}(D_2,D_1)-1)/H_1,\mathrm{Date}(D_1,-1)/H_2\left]\right\}$

$=\mathrm{Max}\{p_{\mathrm{ti}},t_i\&Element;[2010-8-1/8:\mathrm{15,2011}-8-2/9:45\left]\right\}$

由此，可查询运行记录，得出预计功率选取时段为2010-8-1/8：15至2010-8-2/9：45，选取功率时段直流输电系统运行正常，与上一次不正常运行事件不冲突。 

则这持续25.5小时期间的直流实际运行最大传输功率为2500MW，则取为2500MW。 

该次停运时为0MW，则计算得到此次通道计划等效停运小时TSEOH_i： 

$\mathrm{TSEO}{H}_i=\frac{2500-0}{3000}\&times;25.5=21.25---\left(h\right)$

【例3】高肇直流在2010年7月6日8时15分发生双极计划停运，在7月7日9时45分恢复正常双极运行，停运持续时间为25.5小时。而相邻的前一次不正常运行事件为单极计划停运，发生时间为2010年7月5日1时15分，结束于2010年7月5日14时00分。时间再提前则为3个月前发生一次单极停运。求在7月6日发生停运的TSEOH。 

【解】DayInter（2010-7-6/8：15，2010-7-7/9：45）=1。表明此次事件停运持续时间大于1天，不足2天。 则由 ${\stackrel{\&OverBar;}{p}}_i=\mathrm{Max}\{p_{\mathrm{ti}},t_i\&Element;[\mathrm{Date}(D_1,-\mathrm{Dayinter}(D_2,D_1)-1)/H_1,\mathrm{Date}(D_1,-1)/H_2\left]\right\}$

$=\mathrm{Max}\{p_{\mathrm{ti}},t_i\&Element;[2010-7-4/8:\mathrm{15,2011}-7-5/9:45\left]\right\}$

由此，可查询运行记录，得出预计功率选取时段为2010-7-4/8：15至2010-7-5/9：45，选取功率时段直流输电系统运行不正常，因上一次单极计划停运的持续时段为2010-7-5/1：15至2010-7-5/14：00与上一次不正常运行事件冲突，则日期减少一天，有： 

t_i∈[2010-7-3/8:15,2010-7-4/9:45] 

因选取功率时段为直流输电系统运行正常，由此可查询运行记录，得出2010-7-3/8：15至2010-7-4/9：45期间持续25.5小时期间的直流实际运行最大传输功率为1300MW，则取为1300MW。 

该次停运时为0MW，则计算得到此次通道计划等效停运小时TSEOH_i： 

${\mathrm{TSEOH}}_i=\frac{1300-0}{3000}\&times;25.5=11.05---\left(h\right)$

从以上定义和分析可以看出，新提出的通道运行可用率指标与目前采用能量可用率指标相比，主要优势在于对停运个时间的修正系数K的计算进行了改进，既增加了对非正常运行期间直流输电系统保留的输送能量能力的考量，也增加了直流输电系统输电能力下降对电网运行造成的实际影响的评估，此外，还能考虑前一不正常运行事件是否影响本次停运的修正系数，使评估更为合理和科学。 

接下来的分析、讨论采用南方电网超高压公司的实际运行统计数据，分析新的通道运行可用率指标与传统的能量可用率指标的对比。为简化称呼，后文的新指标指通道运行不可用率指标，原指标则指一直被考核使用的能量不可用率指标。 

在对直流输电系统的可靠性进行评估时，可以采用通道运行可用率TA、计划通道运行不可用率TSU和强迫通道运行不可用率TFU进行评估，具体的指标评价效果如下： 

1.通道运行可用率指标应用情况 

1.1四回直流不正常运行情况 

目前四回直流的功率数据中有完整年份时段的为2011年。对四回直流的不正常运行情况进行初步分析，可得四回直流在2011年的功率曲线（尚未补齐）和计划停运和强迫事件（强迫停运和降额运行）中的检修次数、实际检修时间等情况。具体可看下表1和表2。 

表1四回直流2011年计划停运基本情况 

注：天广直流在2011年1月21日3时在5分钟内2极先后单极停运，按照规程属于两次单极计划停运事件，但因综合检修时间达9天较长，实际停运影响为双极计划停运，故此处和接下来叙述中的数据计算按发生一次双极计划停运来处理。 

从上表可以看出，楚穗刚投运时间不长，在2011年中计划停运次数比较多，高达20次，而高肇直流最低，只有6次。计划停运持续总时间中，天广直流比楚穗直流高，高达1个月的时间，而楚穗直流有23天，兴安直流有17天，高肇直流有10天左右。四回直流停运检修中最大检修小时与最小检修小时相差很大，平均计划停运检修小时从高到低依次为天广直流、兴安直流、高肇直流和楚穗直流，而除去综合检修部分，楚穗直流的平均计划停运检修小时反而是最高的，也比较接近整体的平均计划停运检修小时，其余三回差别很大，可见综合检修对其余三回的计划停运影响比较大，综合检修的时间都长达几天，而平时计划安排下的普通检修则大多在一天的时间以内，几个小时则可完成。如果 要考虑计划停运对指标应用的影响，计划停运中的综合检修部分是指标分析中重点考虑的对象。 

表2四回直流2011年强迫事件基本情况 

从上表可以看出，高肇直流在2011年中强迫停运次数最多，高达10次，而兴安和天广直流最低，只有2次。计划停运持续总时间中，楚穗直流远远高于其它三回直流，一年累计高达8天以上的时间，而天广直流强迫停运总小时缺不到1个小时的水平，而高肇直流有46.8小时，兴安直流有7.6小时，可见楚穗直流在2011年相对其余3回直流稳定性较低，楚穗直流的强迫事件实际上对构成直流通道的不可用率影响很大，在接下来分析中也应重点考虑。而兴安和天广直流强迫事件持续时间较低，与发生次数低有很大关系，同时这两回直流强迫事件中最大检修小时与最小检修小时相差不大，平均计划停运检修小时分别为3.8和0.5小时。而楚穗直流和高肇直流分别为29.3和4.7小时，楚穗直流的平均强迫事件检修小时较大。 

1.2指标应用基本情况对比 

结合功率数据重新计算四回直流在2011年的通道运行可用率，新指标的具体结果资料可见附件《四回直流2011年不正常运行事件优化结果》。选取新指标和原指标的计算结果，比较中采用指标增减情况和时间增减情况进行比较，其中，指标增减情况=通道运行可用率-能量可用率，时间增减情况=通道等效停运小时-能量停运小时，能量等效停运小时为直流输电系统降额运行等效停运小时与能量不可用小时（能量不可用小时就是计划停运小时和强迫停运小时之和） 之和，可得以下基本情况： 

表3四回直流2011年通道运行可用率与能量可用率指标对比 

从表3可见各回直流在2011年的通道运行可用率比能量可用率都提高了，两个指标下的时间变化趋势一致。楚穗直流和兴安直流在指标变化程度上比较明显，天广次之。其中楚穗直流的通道运行可用率相比能量可用率增加约3.350%，兴安直流增加约2.576%，其计算通道运行不可用率的等效停运小时比能量可用率计算中的等效停运小时减少分别为293和225个小时，而天广直流有177个小时。高肇直流在四回直流中变化程度最小，然而等效停运小时也减少了120个小时，可用率增加1.373%。可见四回直流在两种指标下变化明显，新指标评估四回直流的结果不同于传统能量指标。 

图3为本例子通道等效停运小时与能量等效停运小时对比图。从图3可知通道等效停运小时和能量等效停运小时的在四回直流中的有着基本的变化趋势，同时可比较出天广直流在两种指标下等效停运小时为最高，高肇直流在传统指标下等效停运小时小，而在新指标下反而是楚穗直流的等效停运小时小，高肇次之，可见在2011年中高肇直流的运行状态相对比较好，而天广直流最差。 

按照新指标的定义，通道等效停运小时是把实际停运持续小时乘以新的折算系数而得到等效停运小时，折算系数体现为停运状态持续时间下对电力系统造成影响和损失的传输功率与直流输电系统额定容量之比，能按实际负荷需求情况衡量停运时间所造成直流输电系统的“不可用”。故通道等效停运小时不仅与实际停运的持续时间有关，还与实际停运造成的功率影响相关。新指标下的等效不可用小时比起原指标中的不可用小时而有所减小，指标符合初步预想。 

通道运行不可用率的指标主要由通道强迫等效停运小时、通道计划等效停 运小时和通道降额等效停运小时这三部分组成，与能量不可用率的组成部分有着相似的对应关系。分析两种指标下的各项时间指标的比较情况，可了解到通道运行不可用率指标对系统的考量情况和评价效果。 

接下来将逐一分析计划停运、强迫停运和降额运行对通道运行不可用率的影响，并与能量不可用率指标对比探讨。 

1.3计划通道运行不可用率指标分析 

计划通道运行不可用率是由通道计划等效停运小时所决定的，而通道计划等效停运小时采用新规定的算法得出。在计划能量不可用率中，计划停运小时按单双极区别对待，单极计划停运下，指标中的停运小时是按实际持续时间以系统一半的容量来等效折算；双极停运则等同于原来持续时间。四回直流在2011年两种指标下的计划停运小时情况如下所示： 

表4两种指标计划停运时间对比 

两种指标下的计划停运小时皆从实际的计划停运持续时间的基础上计算得出，图4为两种指标计划不可用率对比图。从图4和表4可以初步看出四个系统的通道计划等效停运小时比计划停运小时都要小，兴安系统变化幅度最大，楚穗系统和天广系统次之，高肇系统最小。楚穗系统、兴安系统停运小时大幅度缩小，缩减程度大于原来的一半，计划事件下的等效停运小时两者减少近220个小时，而天广系统减少了176个小时，高肇系统只有90个小时。 

同时亦可获知，计划通道不可用率比计划能量不可用率下更加小，计划能量不可用率平均为3.6789%，而通道计划停运不可用率平均为1.6491%，减少约2%左右。表明在安排同样的计划停运工作量下，通道运行不可用率指标里的计划部分对不可用率的贡献率是更小的。 

图5为计划等效停运小时变化占总变化比重图。从四回直流在计划事件中的等效停运小时变化程度亦可获知，计划停运中等效停运小时的变化是构成系统整体等效停运小时变化的主要部分，如图5所示，天广直流和兴安直流所占比重高达99%，其中整体等效停运小时减少177个小时，而计划事件中的等效 停运小时就已经减少了176个小时，兴安直流也是类似的情况，可见天广直流和兴安系统对不可用率变化的贡献率很大。而楚穗直流和高肇直流比重为75%左右，也成为等效停运小时减小的主要原因。 

各回直流按类似强迫停运事件分析的方法，把导致计划停运的原因按设备类型分类，不同点在于多了综合检修这一项，详细各指标下的停运时间如附录1所示。接下来具体分析对计划通道运行不可用率指标下的计划停运特点。 

1.3.1指标对时间改变程度分析 

计划停运小时在不同指标下的计算方法不一样，从而也导致了时间变化的特点不一样。研究两种指标对停运时间的改变程度需具体到计划停运各停运原因来分析，按通道计划等效停运小时在相对能量指标下的计划停运小时下的变化百分比作为新指标下计划停运时间的变化程度，可得四回直流在2011年的情况如下： 

1）楚穗直流 

图6为楚穗直流2011年计划停运时间变化情况图，可见通道计划等效停运小时比原指标下的计划停运小时普遍都是减少的，而且减少程度不一，整体减少76.52%，变化程度还是比较显著。除了控制及保护装置导致的计划停运外，其它四种设备原因下的停运小时中，通道计划等效停运小时比能量下的计划停运小时减少达一半以上，其中其它一次设备减少比例高达100%，交流及其辅助设备减少高达90%，综合检修也减少了75%，换流器有63%，控制及保护装置还不足30%。结合停运时刻的功率实际需求情况，可得以下分析结果： 

1、综合检修的时间减少比较明显，主要是因为楚穗这一年一共安排5次单极闭锁下的综合检修。其中3次停运期间预计功率需求为额定容量的50%-70%，非停运极正常运行功率为为额定容量的45%左右；另外两次功率需求分别约为额定容量的30%和40%，其中一次持续时间达6天半，其非停运极输送功率仅为额定容量的23%，另一次持续14小时的为额定容量的35%。因此5次综合检修对电网系统的功率影响不大，前三次综合检修说明了计划停运下非停运极正常运行对减少停运影响的重要作用，而后两次说明合理安排检修时间在低谷负荷时段的影响能够在新指标里有很好的体现。 

2、控制及保护装置造成的计划停运事件一共有2次。有1次为持续9小时的双极停运，预计电网传输功率需求达额定容量的90%左右，而新指标中的停运小时相对传统指标减少不明显，说明这次检修安排是发生在高峰负荷时段，造成的停运对系统影响较大，因此等效停运小时并没大幅度减少。只有另外1次计划停运中，预计电网传输功率需求仅有额定容量的20%，单极运行功率也低于额定容量的10%，停运小时减少程度较大，说明新指标能体现停运在低谷时段的影响小。 

3、其余三种设备原因导致的计划停运有着相似的规律，那就是新指标中停运小时减少程度十分明显。有一些属于计划停运持续在预计功率需求为额定容量60%左右时段，而正常运行功率也较接近；大多数在低谷负荷时段，非停运极正常运行功率也能满足功率传输需求。因此这些情况下的通道计划等效停运小时大幅度减小。如换流器设备导致的计划停运，一共为单极停运8次：2次预计功率需求达额定容量的90%以上，而这两次非停运极运输功率皆接近额定容量的70%；5次停运期间功率需求为额定容量的50%-65%，其中3次非停运极正常运行功率高达额定容量的50%以上，基本满足功率需求，而另外2次运行功率只有16%左右；剩余1次计划停运的功率需求为额定的20%以下，单极运输功率皆满足需求。说明单极停运下实际的功率传输并不会受到很大影响，主要是因为非停运极能够正常传输功率，基本能很好满足停运状态下的预计功率需求。这些情况下单极停运实际造成的影响不大，而新指标比起传统能量指标能更好体现这一实际情况。 

2）高肇直流 

图7为高肇直流2011年计划停运小时变化情况图，可见通道计划等效停运小时在综合检修、换流器以及控制及保护装置设备这三个原因下比能量指标的计划停运小时有所减小，而交流及其辅助设备原因下的计划停运小时在两种指标中减少程度不明显，两种指标的等效停运小时接近。整体而言，各设备原因下的停运小时减少比例与楚穗直流有所区别。结合停运类型和相应时刻的功率大小，可得以下分析结果： 

1、高肇直流在2011年中综合检修一次，持续189个小时。这一次为双极 停运，停运期间预计功率需求为额定容量58%左右。这次停运的持续时段并不是高峰负荷需求时段，因此新指标下对停运小时减少程度达41.68%。说明这次双极停运并没有像高峰负荷时段下对直流输电系统影响那么大，而能量指标中的计划停运小时却是表明满功率影响的程度，偏离实际情况，新指标计算结果更加合理。 

2、在交流及其辅助设备原因下只有一次单极停运，停运小时在两种指标下相当。这次计划停运期间的预计功率需求为额定容量85%左右，而单极运行功率还没达到额定容量的40%，停运受影响的功率达到额定容量一半左右的差额。可见这次高峰时段的计划停运对系统造成的影响是比较大的，新指标也能较好反映出实际情况。 

3、其它两种设备原因造成的计划停运，停运持续时段皆为预计功率需求较低的时段。其中换流器单极停运3次：2次停运期间的预计功率需求还没达到额定容量的10％，然而单极运行功率接近，基本满足要求，因此停运小时减少明显；另外一次停运期间预计功率需求达额定容量的40%左右，而单极传输功率约为额定容量的30%。而控制及保护装置原因下单极停运1次，停运期间预计传输功率需求约为额定容量33%，而非停运极正常运行功率为需求的一半。说明在新指标下，这些情况下的计划停运对计划通道运行不可用率的贡献率低，影响小。 

3）兴安直流 

图8为兴安直流2011年计划停运小时变化情况图，和高肇直流一样，综合检修仍然是所有停运原因中时间减少程度是所有设备原因中最小的。换流器和交流及其辅助设备原因下的计划停运小时减少达80%的程度，而直流线路原因下的停运小时更是达到100%，通道计划等效停运小时减为为零，其减少程度是四回直流中最大的。结合停运类型和相应时刻的功率大小，可得以下分析结果： 

1、兴安直流在2011年中综合检修共5次。其中2次双极停运，预计电网功率需求为额定功率的30%-43%；其余2次功率需求为额定容量13%以下，单极运行功率基本满足需求；剩余1次预计功率需求为额定容量的30%，而单极运行功率为额定容量的16%。说明兴安直流的综合检修安排与高肇直流相近， 都把长时间的综合检修安排在一年中较低负荷需求时段。传统指标对停运事件影响反映过高，新指标更符合实际情况。然而综合检修与其它设备原因下的计划停运相比，对系统影响还是比较大。 

2、兴安直流因换流器的设备原因而单极计划停运2次。停运期间预计传输功率需求分别为额定功率的30%，50%，而单极运行功率分别为30%，42%左右，比较接近。说明这计划停运影响小，因此指标下的停运小时减少程度大，减少比例高达83.77%。 

3、交流及其辅助设备和直流线路原因导致的计划停运皆处于较低功率需求时段，或者非停运极正常运行功率比较接近，其中交流及其辅助设备原因下的停运中，停运期间预计传输功率需求为额定功率的60%，但单极运行功率也达到50%，比较接近，因此计划停运小时减少很多。而直流线路原因下的停运期间预计传输功率需求为额定功率的15%以下，单极运行功率基本满足需求，因此停运小时减少达100%，通道计划等效停运小时为0。这表明在计划停运状态下，当非停运极的正常运行功率能完全满足正常情况下直流输电系统传输功率的需求时，计划停运对系统是零影响结果，计划停运和正常运行不应有什么差别，这在传统的能量指标是无法体现的，而新指标则可以客观地反映计划停运的实际影响。 

4）天广直流 

图9为天广直流2011年计划停运小时变化情况图，停运原因只有综合检修和换流器两种情况。综合检修原因下的等效停运小时减少程度为41.27%；换流器原因的计划停运小时改变程度和综合检修相当，比原来减少了51.7%。总体计划停运小时减少比例在四回直流中是最低的，为41.56%。结合停运类型和相应时刻的功率大小，可得以下分析结果： 

1、天广直流综合检修次数较多，7次停运中：3次为双极停运，其中1次双极停运在初始数据中因两极停运时间间隔超过1分钟而计为两次单极停运，实则为双极停运。这3次双极停运中2次持续5天以上，另外一次不足8小时，停运期间影响功率的需求为额定容量的48%-60%；有2次单极停运的预计功率需求达额定功率的90%以上，但单极运行功率只有43%左右。其余2次单极停 运期间功率需求为60%-70%，但单极运行功率亦在43%左右。可以看出，这一年天广直流的综合检修安排的时段不是很合理，预计功率需求都比较大，因此停运对系统影响大。 

2、直流输电系统因换流器原因而单极计划停运共2次。其中1次预计停运期间电网功率需求为70%以上，单极传输功率为额定容量的46%左右水平；还有1次功率需求为额定功率的20%左右，单极传输功率也达到额定容量的16%，功率差额不大，因此新指标下计划停运小时减小很多，说明安排检修时间在低谷负荷时段，停运影响较小。新指标能合理表明各种情况下停运对系统的影响，从而进一步构成计划通道不可用率。 

1.3.2指标对各停运原因贡献度影响分析 

上一节具体分析了新指标下不同原因导致的计划停运小时变化情况，然而最终的计划停运小时对计划通道不可用率的贡献除了需要考虑时间变化的情况，还需要结合停运时间的长短。如果计划停运事件对功率传输影响大，然而停运时间十分短，那么最终计划不可用时间也会较短，那么其对计划通道运行不可用贡献率将比较低。因此，需要综合分析各原因下的计划停运事件对系统的计划通道运行不可用率的贡献程度，从而分析出新指标存在的特点和优异。 

表5四回直流2011年两种指标下计划事件各类时间详细统计 

从表5可以看出，在四回直流中的两种指标中，综合检修都是计划停运中的主要影响部分，其余设备原因下计划停运事件的贡献程度则有所差别。取各停运原因在相应指标下的计划停运小时占总计划停运小时的比重作为该停运原因对不可用率的贡献程度，分别分析四回直流，可以得到以下结果： 

1）楚穗直流 

图10为楚穗直流2011年计划停运原因贡献不可用率比例分析图，从图10可以看出，综合检修在能量指标下的贡献率最高，随之依次为交流及其辅助设备、换流器和其它一次设备，最少为控制及保护装置；而通道指标中，综合检修贡献率最大，随之依次为换流器、控制及保护装置和交流及其辅助设备，最少却变为了其它一次设备。 

在2011年的计划停运中，楚穗直流中的综合检修、换流器和控制及保护装置这三种设备原因贡献计划通道运行不可用状态的比重比传统指标高，其中通道指标下的综合检修对计划通道不可用率的贡献率高达61.37%；而交流及其辅助设备和其它一次设备原因下的计划停运对不可用率的贡献率比传统指标有所减小。结合之前对直流停运状况的分析，可得出如下结果： 

1、楚穗直流中的综合检修的等效停运时间减少明显，然而实际持续时间长，相对于其它设备原因下的计划停运其等效停运时间仍然比较长，因此在计划通道运行不可用率中起主体部分，对不可用率贡献的主体地位与传统指标一致。分析亦可得知在楚穗直流的综合检修停运中，综合检修时间都比较过长，有3次在3天以上，最长一次为6天半时间，因此停运持续时间过长而无法避免停运会经历高峰负荷时段，表明越长时间停运对系统造成严重影响的概率也越大，因此对不可用率的贡献作用也越大。 

2、其它设备原因的停运小时相对综合检修而言要小很多，而且在新指标下减少程度大于综合检修，并且实际停运持续时间短，自然其它设备原因导致的 计划停运对不可用率的贡献程度变得更小。 

3、控制及保护装置的贡献程度与其它一次设备在两种指标下的贡献地位不一致，主要原因便是停运安排的时段不一样，从1.2.1节对楚穗直流的分析可知，实际中控制及保护装置原因下发生过一次9小时的双极计划停运，对系统影响是很大的；而其它一次设备虽然实际停运持续时间长，但是系统实际功率需求低，非停运极能基本满足需求，对系统基本零影响，不贡献不可用率，因此两者的贡献率在新指标下有所改变。可见新指标能比传统指标真正反映出停运对系统造成的实际影响。 

2）高肇直流 

图11为高肇直流2011年计划停运原因比例分析图，从图11可以看出。在能量指标下，综合检修的贡献率最高，随之依次为换流器、控制及保护装置，最少为交流及其辅助设备；而通道指标下，综合检修贡献率仍然最大，而且比例有所提高，随之依次为交流及其辅助设备、控制及保护装置，最少却变为了换流器。具体可分析出如下结果： 

1、高肇直流在2011年计划停运中因综合检修而导致直流输电系统不可用的贡献率在两种指标中有一致的结果，两个指标下都高达90%，且比较接近，而新指标中贡献的主体地位有了一定的提高，结合两种指标可见综合检修的影响程度是十分大的；而其它设备原因的贡献率变化情况与楚穗直流相似。这一年中，综合检修导致的实际停运事件达189个小时，比起其它直流其时间跨越长度其实不长，停运小时减小不明显在于其为双极停运，影响系统较大。同时其它设备的计划停运持续时间短，停运小时减少得更多，因此导致综合检修的贡献程度反而是最大的。可见在新指标下，综合检修仍然是计划停运安排中的重点问题，采用单极停运检修将更好减少停运的影响，资料中对双极停运的具体原因不明。 

2、换流器原因导致的实际停运时间在这三个设备原因中最长，但因其安排检修时间合理，停运影响小，因此在通道指标下停运小时对计划停运贡献率低；而交流及其辅助设备的实际停运时间最短，但在因为其停运发生在高峰负荷时段，因此对系统影响大，因此在通道指标下停运小时对计划停运贡献率反而更 高。可见通道指标体现出对系统运行应有的评价作用，更为有效和合理。 

3）兴安直流 

图12为兴安直流2011年计划停运原因比例分析图，从图12可以看出，综合检修在能量指标下的贡献率仍然最高，随之依次为换流器、直流线路和交流及其辅助设备。而兴安直流的通道计划等效停运小时在各原因贡献分布与之前两回直流不一样，是和能量指标体系一致的。可分析出如下结果： 

1、兴安直流在2011年计划停运中因综合检修而导致直流输电系统不可用的贡献率在通道计划停运指标中比起能量指标略有提高，两个指标下都高达94%，通道计划指标有98.11%，可见实际中综合检修的影响程度比起其它设备原因造成的计划停运还是比较大的，计划通道运行不可用率几乎等价由综合检修所构成。综合检修为计划停运中的主要部分，主要原因还是在于其停运持续时间远远大于其它设备原因。 

2、从图可以很明显看出交流及其辅助设备和直流线路这两种原因下的计划停运在两种指标下计划停运不可用的贡献率极为低，连1%都不到，主要原因是实际停运持续时间短。其中直流线路原因在新指标下零影响，不构成计划通道不可用率。直流线路的例子值得系统运行部门参考，计划停运安排在电网传输功率需求低的时段，并且非停运极正常运行功率能完全满足负荷需求，这样的计划停运实际上对系统运行没有造成影响，而且能达到检修设备的目的，运行部门安排计划停运应该趋向于这种情况。 

3、换流器原因的计划停运贡献程度在新指标中有所下降，主要是系统非停运极正常运行功率较高，因此也减小了停运对系统造成的影响，从而缩短了其对计划通道不可用的贡献程度，也体现出计划停运中非停运极正常运行的作用。 

4）天广直流 

图13为天广直流2011年计划停运原因比例分析图，从图13可以看出，计划停运的各停运原因中在两种指标体系下的综合检修的贡献率仍然是最高的，其次为换流器，贡献分布完全一致。可基本分析出如下结果： 

1、天广直流中综合检修占据着计划停运的主要部分，无论在哪种指标下，其主体贡献率非常高，高达97%，与兴安直流情况基本相似。但两者形成贡献 分布的内在原因是不一样的。兴安直流是因为持续时间过长而导致在计划停运小时中的基数过大，而天广直流持续时间虽然也是很长，然而起更大作用的是其停运安排时段不合理。 

天广直流一年中发生吧3次双极停运，其中2次持续5天以上，另外一次不足8小时，停运期间影响功率的需求为额定容量的48%-60%；因此建议尽量避免计划双极停运而计划单极停运，如果在夏季高峰负荷下需要安排停运，则建议停运时间不要过长，尽量在一天以内。 

2、综合检修和换流器原因导致的计划停运不可用贡献率在两种指标下相当，和等效停运小时减少程度有很大关系。由之前分析可知综合检修下的等效停运小时比传统指标减少41%，而换流器原因下的等效停运小时减少50%，两者变化程度相近，因而最后贡献率分布与传统指标相差不大。 

2.3.3指标分析小结 

从上面四回直流在2011年的计划停运事件在两种指标下的各时间变化程度和对不可用率贡献可以知道，区别于传统的能量指标下的计划停运小时，通道计划等效停运小时有着不同的性质的结果，具体特点可总结如下： 

1)通道指标下的计划停运小时对不可用率的贡献更小，通道指标对时间的改变程度十分大。具体到停运原因上，高肇、天广和兴安这三回直流中综合检修原因下的等效停运小时都处于改变程度最小的一项，而其它设备原因下时间的减小程度普遍要更明显。一方面由于综合检修跨越时间过长，从而使停运在高峰负荷时段影响系统；另一方面综合检修中非停运极正常运行功率低，无法减低停运造成的功率影响。 

建议：今后考虑综合检修应选取更加适合的功率需求较低的时段，避免检修时间过长；如果在夏季等普遍用电紧张的时段下需要对系统安排计划停运，则检修时间应适当分散些，避免停运经历高峰时段，从而减少停运造成的影响。 

2)通道指标反映出检修安排时间在不同负荷时段下对系统造成的影响，补充了传统指标的不足。通道指标以停运时段的电网传输功率需求和非停运运行功率情况来综合考核停运的影响。当计检修安排在预计电网传输功率需求低的 时段，或其较高时段且非停运极的运行功率也基本满足需求的情况下，计划停运小时在新指标下减小程度很大，从而也反映出了该类停运事件对系统影响不会很高，有些情况甚至可以认为是停运没影响。反之如果停运安排在高峰负荷时段，非停运极正常运行功率也较低，这种情况下计划停运小时在新指标下减小程度很小，数值接近能量指标，能表明停运对系统影响是比较大的。而能量指标对计划停运的考核点在于是单极停运还是双极停运，单极停运就实际时间折半，双极则全部计入，算出来的计划停运小时是停运事件的极端情况，很多情况下严重偏离实际情况，不利于对输电企业运营水平的科学评价。可见新指标能体现出计划停运的实际价值，比传统指标更科学地衡量停运影响。 

3)新指标中各停运原因对计划停运贡献率与传统指标不一样。新指标能反映各停运原因下的停运影响程度，对四回直流中各停运原因贡献程度分析都能说明影响更大的停运事件对计划通道不可用率的贡献率也更高，指标结果符合实际情况，表明通道指标在不可用率的构成上也比能量指标更为合理，从而保证新指标整体的合理性。从相反的角度看，通道指标可以实现从各停运事件的计划停运小时来更合理地比较出各事件对停运的影响程度，改变传统指标下本质上以停运持续时间长短来衡量的思想。 

1.4强迫通道运行不可用率指标分析 

强迫通道运行不可用率是由通道强迫等效停运小时和通道降额等效停运小时这两部分组成。两种提高小时的算法与计划停运一样。四回直流在2011年的通道强迫停运和降额等效不可用小时情况如表6所示： 

表6两种指标下强迫不可用时间对比 

图14为两种指标强迫不可用率对比图。从表6和图14可以初步看出四个系统的在两种指标体系下的强迫停运小时和变化趋势和之前叙述分析的计划停运基本一样，通道指标下的强迫停运小时都要更小。从表格可以比较出楚穗、 兴安和天广直流在新指标下的强迫停运小时减少为原来一半的水平，而高肇直流减少程度更大，从18小时减少到还不足2个小时，可见变化程度还是比较明显的。 

同时，亦可获知四回直流的平均强迫能量不可用率为0.4089%，而强迫通道运行不可用率为0.1085%，减少了四分之三，表明在同样的强迫事件下，强迫通道不可用率指标里的强迫部分对不可用率的贡献率与计划停运一样是比传统指标更小，而且变化程度比计划事件略大。 

四回直流中只有楚穗直流和高肇直流有降额运行事件。楚穗直流中降额运行时间远多于强迫停运时间，在能量指标下的降额等效停运小时高达94小时，而通道降额等效停运时间达27小时，减少67个小时；高肇直流在能量指标下的降额等效停运小时为13小时，而通道降额等效停运时间减少至不到半个小时，变化程度更大。可见与强迫停运小时相比，楚穗直流降额运行是贡献强迫能量不可用率和强迫通道运行不可用率的主体部分。 

从四回直流在强迫事件中的等效停运小时变化程度亦可获知，强迫停运和降额运行中的等效停运小时的变化是构成系统整体等效停运小时变化的次要部分。图15为计划等效停运小时变化占总变化比重图。如图15所示，楚穗和高肇直流中强迫事件所占比重达24%左右，楚穗直流等效停运小时的变化绝对值较大，两回直流对不可用率变化的贡献率仅有四分之一。而天广直流和兴安直流比重为还不达1%的水平，对等效停运小时减小基本不起作用。 

高肇直流的降额等效停运时间在前期搜资的资料中数值为0，是属于数据错误的情况，已根据实际负荷数据重新计算，故本章中其能量指标下各类相关数值与原来公布的指标参数略有不同，详细可查在附录中表2各项指标时间。其它直流的各停运时间指标详细如附录中的表2所示。对强迫通道运行不可用率指标下的计划停运特点具体分析如下。 

1.4.1指标对时间改变程度分析 

这一节主要研究新指标对强迫事件的时间改变程度，分别对强迫停运事件和降额运行事件进行分析，以进一步探究新指标的优异。研究两种指标对停运时间的优化程度需具体到强迫事件各停运原因来分析，按通道强迫等效停运小 时、通道降额等效停运小时分别相对能量指标下的停运小时下的变化百分比作为两种指标下两种停运小时的变化程度，可得四回直流在2011年的情况如下： 

1）楚穗直流 

图16为楚穗直流2011强迫停运小时和降额等效停运小时在变化情况图，因强迫事件发生次数比计划事件少得多，很多时候一种设备原因下就发生一次强迫事件，因此个别事件对强迫事件停运时间的分析结果也有着较大的必要性。导致楚穗直流强迫停运的原因有换流器设备和直流线路，其中换流器原因下的强迫停运小时近似减为0，而直流线路减小程度较低，整体减小幅度达47.55%，比计划停运小时减小幅度略低。具体可得以下分析结果： 

1、换流器原因导致楚穗直流发生2次单极强迫停运，停运期间预计功率需求达到额定容量的45%-67%，而非停运极的运行功率基本满足需求。因此换流器下的强迫停运基本没有对系统造成很大影响，强迫停运小时减少为0.00472小时，折合为17秒，等效停运小时近似为零。说明新指标对强迫停运和计划停运的评价目的是一致的，就是以停运造成的功率损失来衡量停运对系统的影响，当系统处于单极停运状态下，非停运极能正常运行，满足传输功率的需求，单极强迫停运实际上和正常运行等效。可见这次停运在能量指标中是被放大影响，而新指标能更好考量事件影响。 

2、在直流线路原因下楚穗系统发生了一次双极停运，因此能量指标下的强迫停运小时是实际停运持续小时。这次停运期间功率影响达额定功率的70%，功率需求较高，通道强迫停运时间并没减少很多，只减少28.6%，表明停运影响还是比较大的。说明强迫停运事件发生在高峰负荷时段所造成的影响在新指标下也能得到很好体现。 

3、在降额运行事件中，换流器原因导致发生过4次，降额期间预计电网传输功率需求较高，达额定功率的70%以上，而降额运行功率高达额定功率60%以上，比较接近。故通道指标下的通道降额等效停运小时仅比传统指标少了70%左右。可见实际的降额运行事件所造成的系统不可用影响在能量指标中还是被过高评价了，新指标能很好反映降额运行事件给系统带来的功率影响。 

2）高肇直流 

图17为高肇直流2011强迫停运小时和降额等效停运小时在变化情况图，强迫停运事件全部为单极停运，在直流线路换流器原因下的强迫停运小时减少程度比较小，在其它一次设备中减少得最多，达100%，即强迫停运小时为0小时。强迫停运小时整体减小88.16%，比计划停运小时减小的程度还要高。另外，在降额运行事件中，降额等效停运小时减少程度非常大，几乎达100%水平，具体分析可得以下结果： 

1、换流器原因导致的单极强迫停运共5次，4次停运功率需求达50%左右，另外1次在15%左右，但是非停运极传输功率只有一次没有满足需求，因此强迫停运小时减小程度很大。可见这几次单极停运对系统实际上没有造成很大影响，非停运极仍然正常传输功率，不影响直流通道可用功能。说明这种强迫事件下，非停运极所起到的作用在新指标中得到很好的体现。 

2、在其它一次设备原因下，系统发生过1次单极强迫停运。停运期间预计传输功率需求为额定功率23%，非停运极正常运行功率能完全满足需求，故系统不受停运影响。在新指标中，这次停运零影响，因此强迫停运小时减小为零。进一步说明出发生在低载负荷时段的强迫停运事件对系统造成影响小能在新指标中得到很好体现。 

3、因直流线路原因，系统发生过1次单极停运以及3次降额运行。强迫停运期间预计传输功率需求高达额定功率的88%，而单极运行功率接近额定传输功率的54%，可见强迫停运的时段是属于功率需求较高的时段，发生强迫停运对系统影响较大的，非停运极运行功率不能完全满足要求，因此新指标中的强迫停运小时减小程度较小。说明强迫停运发生在对系统不可靠性贡献大的时段下的不利影响在新指标中也可以很好得到体现。 

而3次降额运行中，单极停运期间预计传输功率需求在额定功率10%以下，然而双极降额状态下运行功率能基本满足需求。这直流输电系统虽然降额运行，但是实际需要传输功率十分低，因此降额运行状态对系统基本没有造成影响，故降额等效停运小时几乎减小至零。说明降额运行状态在负荷低谷时段对系统不可靠性贡献低能在新指标中体现。 

3）兴安直流 

兴安直流在2011年没有发生过降额运行事件，强迫停运事件也只发生过两次，持续时间不长，直流输电系统可靠性较高。图18为兴安直流2011强迫停运小时变化情况图，与高肇直流的计算结果类似，换流器原因下的强迫停运小时在新指标中减少程度比较大，达59.14%，而直流线路原因下的强迫停运小时减小程度较小，达44.71%。整体强迫停运小时减小程度达55.40％，比计划停运小时减小幅度低5个百分点。具体分析可得以下结果： 

1、换流器原因导致的强迫停运事件中，停运持续时间内传输功率需求达1720MW，为额定功率的60%左右，单极运行功率达系统额定功率37%的水平，因此停运最终对系统造成影响大约为系统额定功率的23%左右的水平，影响程度较低，因此强迫停运小时减小程度较小。说明非停运极在强迫停运状态下对贡献系统的可靠性在新指标中得到很好体现。 

2、直流线路原因导致的强迫停运事件中，停运期间预计传输功率需求为额定功率40%左右，然而线路发生单极停运时另一极处于备用停运状态，系统无传输功率。故这次强迫停运相当于双极停运，虽然具有单极备用，但实际对系统功率传输影响为双极停运影响，影响比较大。因此等效停运小时减少程度小，建议在单极强迫停运后能恢复非停运极从备用状态为正常运行状态。 

4）天广直流 

天广直流在2011年没有发生过降额运行事件，强迫停运事件也同兴安直流一样只发生过两次，持续时间十分短，可见直流输电系统可靠性也较高。图19为兴安直流2011强迫停运小时变化情况图，在新指标中，强迫停运小时都比传统指标下要小。这一年造成天广直流强迫停运只有换流器和控制及保护系统这两类设备，其中控制及保护系统减小程度更大。整体而言，强迫停运小时减小达49.96%，与计划停运计算结果相当。具体分析可得以下结果： 

1、在控制及保护系统原因导致的强迫停运事件中，停运期间预计传输功率需求为额定容量65%左右，非停运极正常运行功率为额定容量43%。与兴安直流在换流器原因下的强迫停运类似，强迫停运没有对系统造成很大的影响，因此减小程度高达52.71%。 

2、换流器原因导致的强迫停运事件中，停运期间预计传输功率需求高达额定容量88%的水平，而非停运极正常运行功率为62%左右。停运影响到功率传输的高锋时段，尽管实际停运只持续半个小时，但是强迫停运造成的影响还是比较大的。因此强迫停运小时减小程度较小，可见新指标对强迫停运小时的改变和计划停运事件一样，会随着强迫停运事件的影响程度而变化，从而更好地反映实际状况。 

1.4.2指标对各停运原因贡献度影响分析 

与计划通道运行不可用率指标的分析类似，最终强迫事件对不可用率的贡献程度需要结合停运时间的长短。与计划停运的思路一样，分析各原因形成的强迫事件对直流输电系统的强迫通道运行不可用率的贡献程度的情况，从而分析出通道强迫停运指标存在的特点和性能。 

表7四回直流2011年两种指标下强迫事件各类时间详细统计 

从表7可以看出四回直流中的强迫停运小时和通道强迫等效停运小时、降额等效停运小时和通道降额等效停运小时大小的情况。导致系统发生强迫事件 的原因中，换流器和直流线路是故障易发设备，然而在不同直流下影响程度不一。因在楚穗和高肇直流中只有一种原因引起降额运行事件，故此处不分析其贡献度影响。取各停运原因在相应指标下的强迫停运小时占总强迫停运小时的比重作为该停运原因对不可用率的贡献程度，可得到以下结果。 

1）楚穗直流 

图20为楚穗直流2011年强迫停运原因贡献不可用率比例分析图。从图20可以看出强迫停运的两种停运原因中，直流线路原因导致的强迫停运在两种指标下对不可用率的贡献程度皆十分大。可分析出如下结果： 

1、在传统指标下，换流器导致的强迫停运对不可用率的贡献占26.59%，然而在新指标下近似为零，由前面分析可知，停运实际上对系统传输功率没有造成很大影响，因此停运时间不构成强迫不可用率。说明停运事件在新指标下对不可用率的贡献率重新得到了校正。 

2、直流线路造成的强迫停运影响较大，因此在新指标中对不可用率比传统指标提高了26%，占到了99%。与换流器相比，直流线路原因的强迫停运近似是楚穗直流强迫停运的全部构成，换流器原因下的强迫停运实际影响极小，因而构成强迫通道运行不可用率主要为直流线路原因下的等效停运小时。可见新指标中各强迫停运事件对不可用率的贡献考核与计划停运一样，与传统指标相比有着不同的结果。 

2）高肇直流 

图21为高肇直流2011年强迫停运原因贡献不可用率比例分析图。从图21可以看出强迫停运的三种停运原因中，换流器设备问题在能量指标体系下的贡献率最高，其次为其它一次设备，最少为直流线路；在新指标下的结果有所不同，三种原因的贡献率有所区别，但变化程度皆在10%以内。具体可分析出如下结果： 

1、换流器的贡献率比原来高了约10%，直流线路提高了7%左右，而其它一次设备原因造成的强迫停运贡献率反而下降，主要原因是换流器造成的强迫停运事件影响比直流线路和其它一次设备原因都要大，强迫停运小时减小幅度相对较小，而换流器的实际停运持续时间也较长，因此换流器设备成为高肇直 流强迫不可用率的主体设备原因，比例十分高。 

2、其它一次设备导致的强迫停运发生在负荷低谷时段，非停运极正常运行能满足功率传输的需求，因此强迫停运对系统造成零影响，不构成强迫通道运行不可用率。 

可见在新指标下，换流器和直流线路原因造成的强迫停运在不可用率中的贡献地位相比传统指标是提高了，其它一次设备实际上不对指标造成影响，新指标能更好反映各强迫停运事件的影响程度。 

3）兴安直流 

图22为兴安直流2011年强迫停运原因贡献不可用率比例分析图。从图22可以看出强迫停运的两种停运原因中，换流器在两种指标体系下的贡献率仍然是最高，其次为直流线路。在新指标中，两种原因的贡献率比起传统指标有所区别，贡献率变化幅值达7%左右，与楚穗直流结果相似。具体可分析出如下结果： 

1、换流器原因导致的强迫停运对不可用率的贡献率比原来指标低了约7%，而直流线路因而高了7%。主要原因是换流器造成的强迫停运事件影响比直流线路要小，强迫停运小时减小幅度相对较小，但因换流器的实际停运持续时间也较长，因此仍然成为兴安直流强迫不可用率的主体部分。 

2、直流线路的贡献率增加，主要也是非停运极处于备用停运状态，因此强迫停运对系统实际影响也比非停运极正常运行时要严重，尽管持续时间比换流器短，但折算系数大，对强迫通道运行不可用率的贡献程度是比传统指标更大的。可见两种原因下的强迫停运对不可用率贡献地位在新指标中有新的分布，直流线路造成的整体影响是更大的。 

4）天广直流 

图23为天广直流2011年强迫停运原因贡献不可用率比例分析图。从图23可以看出强迫停运的两种停运原因中，换流器原因导致的强迫停运在两种指标体系下对不可用率的贡献率是最高的，其次为控制及保护装置。两种原因的贡献率在两种指标中相差不大，变化程度约为2%。从前面2.3.1节的分析可知，控制及保护装置原因下的强迫停运对系统的影响较小，其与换流器原因下的停 运持续时间都在同一个数量级，比较接近，因此两者对不可用率贡献率没有跟之前三回直流那样相差很大，控制及保护装置贡献率略小。说明当强迫停运各原因造成的影响程度相差不大的时候，各停运事件对不可用率的贡献程度与传统指标的相差不大，停运事件对不可用率的贡献程度在传统能量指标中本质上体现的是无差别的，新指标能更好地体现各强迫事件对不可用率的贡献程度。 

1.4.3指标分析小结 

从上面四回直流在2011年的强迫事件在两种指标下的各时间变化程度和对不可用率贡献可以知道，区别于传统的能量指标下的强迫停运时间和降额等效停运时间，通道强迫停运时间和通道等效停运时间有着不同的性质的结果，具体特点可总结如下： 

1、通道强迫等效停运小时普遍都比传统指标中的强迫停运小时要小，这与计划停运有着一样的结果。四回直流整体停运小时减小程度不一，表明强迫停运造成的影响也不一样。而具体细化到各停运设备的原因，各设备原因造成的停运影响在不同直流中也不一致。 

2、从四回直流的指标变化情况可以说明，直流输电系统在高峰功率时段或者低载负荷时段下发生强迫停运而对系统造成的影响都在指标中能很好得到体现。楚穗和高肇直流中有部分强迫停运中的等效停运小时为零，同时也有等效停运小时接近于零的停运，可见四回直流的强迫停运中有较多发生在功率需求较低的时段，非停运极正常运行功率接近功率需求。因此在很多情况下单极强迫停运实际上和正常运行几乎等效，强迫停运对系统没有造成影响，不构成系统不可用率或者对不可用率贡献很低。这反映出强迫停运事件也有一大部分实际上没有造成很大影响的，与计划停运事件类似，故对强迫停运事件的停运影响也应该分功率需求时段来实际对待。传统能量指标无法合理评价出强迫停运事件构成的不可用率，但是在新指标中能得到很好地解决。 

3、新指标对系统降额运行的分析处理与计划停运、强迫停运是一样的。因此新指标同样能根据降额运行状态所处的负荷时段以及运行功率来衡量降额运行事件对系统实际造成的影响。 

4、从四回直流的停运原因以及贡献比例可以看出，直流线路和换流器设备 是导致直流输电系统强迫闭锁的易发故障设备，而且换流器原因下的强迫停运贡献不可用率最大，在新指标中，高肇和兴安直流因换流器设备故障而导致的强迫停运在强迫通道运行不可用率各因数比例中高达90%，成为主要部分。直流线路多受雷雨天气等不定天气因素影响而故障闭锁，无法人为改善，故设备维修部门可在计划停运中更多注意对换流器设备的维护检查。 

2.本发明的指标整体应用效果分析 

通过对通道运行不可用率指标的具体分析，也就可以了解到通道运行可用率应用效果，指标的整体变化程度可见下表3-1。 

表8本发明指标与现有指标应用情况整体对比 

从表8可以知道，四回直流中的通道运行可用率比能量可用率都要高，原因是由于计划通道运行不可用率与强迫通道运行不可用率比比传统指标都减少 了。计划和强迫事件的不可用率在新指标中变化程度都很大，各回直流的的计划通道运行不可用率、强迫通道运行不可用率变化程度与新指标下相应不可用率本身数值相差不大。可见新指标对计划和强迫事件的停运小时都很大程度减小，停运或者降额运行造成的实际影响并没有比传统指标评价得出的结果大，新指标能更加客观地对系统不正常运行事件进行考核。 

本发明提出的直流输电系统可靠性评估方法，基本可以满足现有技术存在的不足，具体表现如下： 

1、计划停运检修在理论上应该更多趋向被系统运行部门安排在直流通道低载，对电网的可靠性影响较小的时候。通道运行可用率指标的应用能有根据实际传输功率需求来体现计划停运事件的影响程度，则要想获得高的通道运行可用率指标，运行部门对计划停运的安排将更多趋向于实际传输功率需求低的时候，可见通道运行可用率的指标本质是与理论需求一致的。本发明提出的指标比起传统的能量可用率指标将能更好地引导和评估设备管理部门的计划停运工作。 

2、通道运行可用率指标实际上具有减少计划停运事件对通道运行不可用率的贡献程度。减少计划停运时间的不可用率贡献程度，能改变设备管理部门在直流运行期间对设备安全隐患缺乏重视的现状。在直流通道对电网可靠性贡献率低的时候能安排计划停运的工作安排，往往对通道运行不可用率贡献低，而不是追求高的能量可用率指标而一味坚持直流通道的可用运行。通道运行可用率指标还能以新的角度来更加合理地考核计划停运事件。因为同样的计划停运工作，在通道运行可用率指标下比起能量可用率指标更少贡献不可用率，这对缓解设备管理部门申请计划停运的工作压力，缓解系统调度单位与设备维护单位的矛盾起到重要作用。 

3、通道运行可用率指标实际上对强迫停运事件进行更科学地考察。并不是所有的全部强迫事件对系统造成的影响都认为是十分严重，实际表明很多强迫事件处于对实际功率传输影响不大的时段。传统指标并没有科学考量在低功率时段下强迫停运所造成的影响，因为传统指标评价的本质上皆为停运处于极端情况下的结果，而新指标对强迫停运的分析更为实际，因此有助于更客观地考 核强迫事件。 

4、通道运行可用率指标对持续时间长度不同的停运检修处理结果也不一样，跨越时间长将修正程度更小，因为跨越时间长代表停运将很大概率影响到系统高峰负荷的需求，因而等效停运小时接近能量指标下的停运小时，体现出停运带来的极端影响。 

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 

Claims (4)

1.一种直流输电系统可靠性评估方法，其特征在于，所述方法包括：

获取预先设定的统计期间内直流输电系统的通道等效停运小时；

计算通道等效停运小时占统计期间的百分比作为通道运行不可用率；

计算通道运行可用率＝1-通道运行不可用率；

采用通道运行可用率对所述直流输电系统可靠性进行评估；

所述通道等效停运小时为所有的非正常状态等效停运小时之和，所述非正常状态包括：计划停运状态、强迫停运状态和降额运行状态；所述非正常状态等效停运小时包括：通道计划等效停运小时、通道强迫等效停运小时和通道降额等效停运小时；

所述非正常状态等效停运小时T采用如下方式计算：

统计在统计期间内每次处于非正常状态的持续小时；

计算其中i＝1,2,...,n，n为在统计期间内处于非正常状态的次数，OH_i为第i次处于非正常状态的持续小时，为第i次处于非正常状态的折算系数，且其中为第i次处于非正常运行状态时，所述直流输电系统中仍然在传输的最大功率，为如果没有发生第i次非正常运行状态，则在对应的OH_i期间内，所述直流输电系统预期输送的最大功率，P_m为直流输电系统的额定容量；

所述的计算方法为：

步骤(41)，确定第i次非正常运行状态的起始时间和结束时间，把起始时间分为起始时间的日期部分D₁和起始时间的时钟部分H₁，把结束时间分为结束时间的日期部分D₂和结束时间的时钟部分H₂，执行步骤(42)；

步骤(42)，计算D₁和D₂的差值作为不正常运行事件持续时间日期值D_inter，执行步骤(43)；

步骤(43)，计算D₁减少D_inter+1天对应的日期作为预计功率时段起始日期，将预计功率时段起始日期和H₁结合得到预计功率时段起始时间，计算D₁减少一天对应的日期作为预计功率时段结束日期，将预计功率时段结束日期和H₂结合得到预计功率时段结束时间，执行步骤(44)；

步骤(44)，以所述预计功率时间段起始时间和所述预计功率时间段结束时间之间的时间段作为预计功率时间段，则执行步骤(45)；

步骤(45)，获取所述预计功率时段内的直流输电系统中的最大功率作为如果没有发生第i次非正常运行状态，则在对应的OH_i期间内，所述直流输电系统预期输送的最大功率

2.根据权利要求1所述的直流输电系统可靠性评估方法，其特征在于，所述步骤(44)还包括：

步骤(51)，如果所述预计功率时间段内包含有非正常运行状态，则执行步骤(52)，否则执行步骤(45)；

步骤(52)，预计功率时段起始日期减少一天，且预计功率时间段结束日期减少一天，采用更新后的预计功率时段起始日期和H₁结合得到预计功率时段起始时间，采用更新后的预计功率时段结束日期和H₂结合得到预计功率时段结束时间，执行步骤(53)；

步骤(53)，以更新后的预计功率时间段起始时间和更新后的预计功率时间段结束时间之间的时间段作为预计功率时间段，执行步骤(51)。

3.根据权利要求1-2任一项所述的直流输电系统可靠性评估方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述直流输电系统的通道计划等效停运小时；

计算通道计划等效停运小时占统计期间的百分比作为计划通道运行不可用率；

采用计划通道运行可用率对所述直流输电系统可靠性进行评估。

4.根据权利要求1～2任一项所述的直流输电系统可靠性评估方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述直流输电系统的通道强迫等效停运小时和通道降额等效停运小时；

计算通道强迫等效停运小时和通道降额等效停运小时的总和占统计期间的百分比作为强迫通道运行不可用率；

采用强迫通道运行不可用率对所述直流输电系统可靠性进行评估。