计及运行工况的MMC换流阀可靠性建模与分析

摘要：

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.

关键词：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

所属期刊栏目：38

分类号：TM721.1;TM46(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家重点研发计划项目2016YFB0901804;重庆市研究生科研创新项目CYB18008

在线出版日期：2018-11-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：108-114