[科普中国]-系统相关停运

电力系统由许多元件构成，并通过元件的正常工作完成系统功能。在大电网运行中，由于外部因素或内部因素，某些元件或设备发生故障，会导致停运。系统相关停运是指与一个及以上的其它停运相关的停运事件。

停运类型与相关停运随着电力系统向大容量超高压输电方向发展，电能的输送距离越来越远，由于受到环境条件、地域状况以及环境保护等因素的限制，架空输电线路的路径选择越来越困难。这就使得双回平行输电线路成为一种常用的架设方式，同塔双回紧凑型输电线路也已开始研究实施。但是随之而来的问题，是双回平行输电线路发生故障时，不同于单回线路，存在独立停运、共同模式停运、相关停运等停运模式。1

独立停运模式是指由于某种外部原因导致一个元件停运的事件，独立停运不考虑元件之间的相互影响，是停运模式中最为简单的一种。

共同模式停运是指由于同一种外部原因造成多个元件停运的事件， 这些停运后果并不互相影响。 同杆并架两回或两回以上的输电线路遭受雷击时就有可能发生共同模式停运。

相关停运是指与一个及以上的其它停运相关的停运事件。 例如双回输电线路中的一回线路独立停运以后， 第二回线路因过载而退出运行就是相关停运事件。

电力系统中，不论哪种停运都不能与其他停运模式区别开来，这是因为独立停运可能发展为相关停运，也可能被解决；同一种外界事件，可能会导致独立停运，也可能导致共同模式停运。分析三种停运模式最简单的模型是双回平行输电线模型。

马尔科夫模型计及独立停运、共同模式停运和相关停运的双回平行输电线路马尔可夫随机模型如图 所示。 图中，为各回线路独立停运故障率和共同模式停运故障率和相关停运故障率；为各回线路独立停运单独修复率； "c和 "d分别为共同模式停运和相关停运同时修复率。

在只计及独立停运故障时，双回平行输电线路的马尔可夫随机模型有 4 个状态，每个状态的概率可看成是 2 个元件的概率相乘。在计及共同模式停运和相关停运时不再满足这一关系。在计及独立停运和共同模式停运或独立停运和相关停运时，马尔可夫随机模型有 5 个状态，而在计及独立停运、共同模式停运和相关停运时，马尔可夫随机模型有 6 个状态。每个状态的概率不仅与双回线路独立停运故障率和修复率有关，而且与共同模式停运故障率及修复率和相关停运故障率及修复率有关。因此，在这些情况下应该把双回平行输电线路的两回线看成一个具有多个状态的元件，在计算可靠性指标时应把它与其余元件分别进行处理。

另一方面，双回平行输电线路的两回线路都开断时，无论是独立停运，还是共同模式停运或相关停运，就系统事故后的行为分析来讲是一样的。因此在经过事故后的潮流计算和校正控制计算后，对失负荷事件可以同时计算系统状态在独立停运，共同模式停运和相关停运时的概率、转移率和频率，从而形成可靠性指标。

因此，计及双回平行输电线路共同模式停运和相关停运的可靠性评估算法如下：

1） 枚举偶发事件，进行事故后的潮流计算和校正控制计算；

2） 累计非双回平行输电线路各元件的概率和频率；

3） 累计没有线路开断和只有一回线路开断的双回平行输电线路的概率和频率；

4） 分别计算独立停运，共同模式停运和相关停运的系统状态概率和频率；

5） 计算系统的可靠性指标。2

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学