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摘要：直流换流站备品备件不足，将影响直流设备消缺效率，影响跨区电网安全稳定运行。本文运用基于多专家群组决策改进层次分析法来计算换流站备品的站间调配方案。采用层次分析法与专家群组决策赋权方法，对权重进行科学合理分配。然后建立站间调配模型，根据需调配设备的实际情况给出隶属函数具体形式以及模型的各项参数的具体数据，最终根据模型算法得出换流站备品最优调配方案。优化了传统的备品管理模式，使得备品站间调配更科学、更经济、更有理可依。
关键词：换流站；顺序；最优调配；层次分析法
电力在国民经济发展中起到了重要的作用，近几年来随着高电压等级的直流输电项目陆续建成通电，高压直流输电已经越来越被人们所关注。高压直流换流站是高压直流输电项目的重要组成部分，承担着重要枢纽作用。
1顺序最优调配方案
图1调配判断流程图
通过对故障等级、调配时间、被调站备品库存数量等因素进行分析、评估，得到调配方案中影响因子权重。利用层次分析法判定各影响因素优劣性并加以量化。当故障发生时，即可通过权重和量化得分快速寻找最优解，生成备品最优的调配方案。
1.1判定是否可进行调配
首先判断所需备品与其他站是否通用，并确定库存情况，若无通用性且无库存，则立即进行采购。判断流程如图1所示。
1.2制定评价指标的阶梯模型
构建阶梯型层级结构，层级分为目标层（解决问题的总目标）、条件层（影响措施权重的条件）则层（影响目标实现的准则）、措施层（促使目标实现的措施）。统筹管理备品调配最优解层级结构如下图所示。
图2统筹管理备品调配最优解阶梯型层级结构
1.3确定措施层单指标得分
对措施层各单指标进行优劣度排名并赋值，分值越高则表明指标越优，最后得到单因素的得分。例如，针对实际存量这一因素，若A、B、C、D四个站的单因素最后优劣排名为B、A、C、D。则对B、A、C、D分别进行4、3、2、1的赋值。
1.4确定措施层单指标的权重的判定
表1重要性标度含义表
利用基于多专家决策改进层次分析法得到措施层的指标权重。分析备品最优解问题时，故障等级是判断措施层重要程度的另一个重要因素，因为故障等级的不同，各元素的重要程度是不同的。本例中，根据设备的故障等级，再采取向多名专家反复询问的方式，填写判断矩阵。针对判断矩阵的准则，其中两个元素两两比较哪个重要，重要多少，对重要性程度按1-9赋值。根据判断矩阵计算得到措施层各单指标的综合权重。如表1所示。
1.5计算综合评价得分与评级
根据单指标的得分和综合权重即可求出目标层的最后得分，并根据最后得分确认其最优调配方案。
2实际应用
2.1提高工作效率
由特高压交直流运检中心备品管理统计数据得知，在传统的备品管理模式下，当需要备品调配时，五站分别进行查找耗时约5×30分钟/次；统筹备品管理模式下，备品信息集中查找，可以节省约4×30分钟/次，即节省约120分钟/次。统筹备品管理还可以给出最优调配方案，在调配过程中节省备品的运输时间。
2.2提升经济效益
统筹管理方法可实现五站备品的迅速调配，提高了备品更换效率，大大缩减了设备停电时间。以单极1500MW运行为例，1年少停电1小时即可避免92.55万元经济损失。另外，根据2017年中心统计数据显示，备品备件实际费用高达1200万元。通过统筹管理进行定额动态修订后，可以大大优化备品定额配比。以减少20%冗余备品配额为例，实际备品备件成本将减少为960万元，创造经济价值240万元。本方法具有极高的经济价值。
3 备自投切换逻辑
3.1 ±800kV备自投切换原则
±800kV备自投系统动作的判据为±800kV站用变低压侧电压OK信号，当此电压OK信号消失达到1s时（或电压OK信号恢复后），10kV备自投系统开始动作出口，延时0.02s发出开关分闸指令，延时0.6s发出开关合闸指令。
3.2 ±800kV备自投动作顺序（以站用电±800kV回为例）
（1）站用电±800kV回故障时，延时1.02s跳开101开关，延时1.6s合上联络开关131。±800kV母线失电时间约为1.6s。
（2）站用电±800kV回故障后电压恢复，则延时0.02s跳开联络开关131，延时0.6s合上101开关。联络开关分闸与进线开关合闸时间间隔为0.58s，故10kV母线失电时间为0.58s。
（3）站用电±800kV回瞬时故障后电压恢复，且1.02s﹤t（失电时间）＜1.6s。此种情况下，101开关延时1.02s自动跳开，但因失电时间未达到备自投合闸延时，联络开关131不会合闸。待电压恢复后，会延时0.6s再重新合上101开关。在这种情况极端下，±800kV母线失电时间最长可达到2.2s。
3.3 ±800kV备自投切换原则
±800kV备自投系统是否动作的判据为±800kV站用变低压侧电压OK信号，当此电压OK信号消失后（或电压OK信号恢复后），备自投系统动作，延时4s发出开关分闸指令，延时5s发出开关合闸指令。
3.4 ±800kV备自投动作顺序（以极1400V段为例）
（1）11B或12B失电，则延时4s跳开811或812开关，延时5s合上联络开关810。±800kV母线失电时间约为5s。
（2）11B或12B电压恢复，则延时4s跳开联络开关810，延时5s合上811或812开关。联络开关分闸与相应进线开关合闸时间间隔为1s，故±800kV母线失电时间为1s。
（3）11B或12B瞬时失电后恢复，且4s﹤t（失电时间）＜5s。此种情况下，811或812延时4s自动跳开，但因失电时间未达到备自投合闸延时，联络开关810不会合闸。待电压恢复后，会延时5s再重新合上811或812开关。在这种情况极端下，±800kV母线失电时间最长可到达约10s。
结语
对特高压直流输电换流站的顺序控制的原理、功能及实现方法进行了深入的分析，针对各种控制模式和运行方式下可能出现的问题进行了探讨，提出自己的可行性建议。
参考文献：
[1]赵婉君.高压直流输电工程技术[M].北京：中国电力出版社，2004.
[2]佚名.云广工程直流站控系统设计规范书ED4321CS-C[Z].广州：南方电网技术研究中心，2007.
[3]佚名.云广工程直流极控系统设计规范书ED4341CS-C[Z].广州：南方电网技术研究中心，2007.
论文作者:陈博
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
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