[发明专利]考虑电流载荷不确定性的柔性多状态开关可靠性建模方法

权利要求书

1.考虑电流载荷不确定性的柔性多状态开关可靠性建模方法，其特征在于，所述建模方法包括以下步骤：

步骤1：构建单端MMC物理结构可靠性模型；

步骤2：基于电流载荷期望建立子模块等效可靠性模型；

所述步骤2包括以下步骤：

步骤2.1：通过蒙特卡洛模拟，将一段时间内经历不断变化的电流载荷等效为经历固定的电流载荷期望值I_av，构造出载荷期望修正系数；

步骤2.2：利用步骤2.1所得载荷期望修正系数，得到子模块中IGBT模块等效故障率，从而得出子模块等效故障率；

所述步骤2.1中的所述蒙特卡洛模拟包括以下步骤：

步骤2.1.1：输入配电网网络结构参数、分布式电源出力和负荷的正态分布概率模型信息，其中负荷的正态分布概率模型信息包括均值及标准差，设定采样规模N；

步骤2.1.2：根据分布式电源出力和负荷的正态分布概率特征进行蒙特卡洛抽样，生成分布式电源出力和负荷的随机样本；

步骤2.1.3：对N次采样得到的系统状态进行潮流计算；

步骤2.1.4：根据潮流结果分别统计三端MMC交流侧电流的N个样本信息，计算其概率分布信息；

所述步骤2.2考虑所述载荷期望修正系数改进得到的IGBT等效可靠性为：

λ_{IGBT_av}＝L(I_av)×λ_IGBT (9)

结合步骤2.1所述子模块等效故障率为：

λ_SM＝2×λ_{IGBT_av}+λ_C+λ_THY+λ_SMC (10)；

步骤3：建立柔性多状态开关的八状态可靠性模型；

所述步骤3包括以下步骤：

步骤3.1：将所述柔性多状态开关划分为4个子系统，即3个MMC子系统和1个装置级控制保护系统；

步骤3.2：假设步骤3.1中的4个子系统均有且仅有工作和故障两个状态，组合上述4个子系统的状态可得所述柔性多状态开关的16状态空间转移模型，再将16个状态中所有的停运状态进一步合并，得到所述柔性多状态开关的八状态模型；

步骤3.3：基于马尔可夫链的解析方法计算出所述柔性多状态开关的16状态出现的概率和平均持续时间。

2.根据权利要求1所述的考虑电流载荷不确定性的柔性多状态开关可靠性建模方法，其特征在于：所述步骤1包括以下内容：

步骤1.1：基于MMC的SM子模块内部结构，采用串并联方法建立子模块的可靠性模型；

步骤1.2：采用k/n：G模型计算桥臂可靠性；

步骤1.3：利用串并联方法建立整个MMC的可靠性模型。

3.根据权利要求2所述的考虑电流载荷不确定性的柔性多状态开关可靠性建模方法，其特征在于：所述步骤1.1的所述子模块可靠性为：

λ_SM＝2×λ_IGBT+λ_C+λ_THY+λ_SMC (1)

式中，λ_IGBT、λ_C、λ_THY、λ_SMC分别为IGBT模块、电容、旁路晶闸管和子模块控制器的故障率。