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第1章 概述1

1.1 引言1

1.2 直流输电系统的典型结构和基本原理3

1.3 高压直流输电系统接线及运行方式5

1.4 高压直流输电系统可靠性研究现状8

1.5 本书的内容和结构关系11

参考文献12

第2章 可靠性统计、评估和优化的数学基础14

2.1 可靠性统计方法14

2.1.1 点估计14

2.1.2 区间估计15

2.1.3 异常数据的处理方法16

2.2 简单系统的可靠性评估方法19

2.2.1 串并联系统20

2.2.2 r/n系统24

2.3 复杂系统的可靠性评估方法25

2.3.1 故障树法25

2.3.2 状态空间图法28

2.3.3 频率-持续时间法30

2.3.4 状态解析法31

2.3.5 蒙特卡洛模拟法33

2.4 可靠性优化方法35

2.4.1 遗传算法35

2.4.2 二分法39

2.5 小结40

参考文献41

第3章 超（特）高压直流输电工程可靠性统计分析42

3.1 国内外直流输电工程概况42

3.2 直流输电工程可靠性统计评价指标体系45

3.2.1 直流输电系统的元件可靠性参数45

3.2.2 直流输电系统的主要可靠性统计指标46

3.2.3 直流输电系统的可靠性统计内容47

3.3 直流输电工程可靠性指标的统计分析47

3.3.1 强迫停运指标的统计分析47

3.3.2 系统能量可用率和能量利用率指标的统计分析50

3.3.3 单双12脉波接线高压直流输电工程统计指标的对比分析50

3.3.4 Itaipu±600kV双12脉波接线特高压直流输电工程指标的统计分析54

3.4 小结57

参考文献57

第4章 超（特）高压直流输电系统可靠性评估模型及指标体系59

4.1 超（特）高压直流输电系统可靠性评估指标体系59

4.1.1 可靠性评估指标59

4.1.2 经济性指标与可靠性跟踪指标60

4.2 超（特）高压直流系统可靠性评估的数据要求和计算条件60

4.3 超（特）高压直流输电系统子系统划分62

4.4 基于故障树法的超（特）高压直流输电系统可靠性评估64

4.5 基于FD法的超（特）高压直流输电系统可靠性评估67

4.6 基于状态解析法的超（特）高压直流输电系统可靠性评估71

4.6.1 换流变压器子系统71

4.6.2 交流滤波器子系统72

4.6.3 直流输电线路子系统74

4.6.4 平波电抗器子系统75

4.6.5 全系统可靠性评估模型75

4.7 小结78

参考文献79

第5章 超（特）高压直流输电系统设备最优选型80

5.1 概述80

5.2 直流输电系统设备最优选型的数学模型81

5.2.1 投资费用81

5.2.2 运行维护费用81

5.2.3 停电损失费用82

5.2.4 设备最优选型的数学模型82

5.3 基于GA的直流输电系统设备最优选型求解算法82

5.3.1 设备选型的编码82

5.3.2 适应度函数83

5.3.3 子系统可靠性保留技术83

5.3.4 自适应交叉率和变异率84

5.3.5 保留精英个体85

5.3.6 求解算法流程85

5.4 工程算例分析86

5.4.1 算例系统简介86

5.4.2 计及经济性、可靠性的设备最优选型87

5.4.3 只计及可靠性的选型方案87

5.4.4 只计及经济性的选型方案88

5.4.5 算法收敛性与计算速度分析89

5.5 小结89

参考文献90

第6章 超（特）高压直流输电系统可靠性最优分解92

6.1 引言92

6.2 高压直流输电系统可靠性的最优分解模型及求解算法93

6.3 算例分析94

6.3.1 单12脉波接线高压直流输电系统算例分析94

6.3.2 双12脉波接线高压直流输电系统算例分析98

6.3.3 可靠性最优分解的讨论101

6.4 小结101

参考文献102

第7章 超（特）高压直流输电系统最优备用分析104

7.1 概述104

7.2 设备最优备用分析模型105

7.2.1 高压直流输电系统备用的成本-效益分析曲线105

7.2.2 计及经济性和可靠性的高压直流输电系统最优备用模型105

7.3 设备最优备用求解算法107

7.3.1 最优备用模型的特点107

7.3.2 最优备用分析的基本步骤107

7.4 工程算例分析108

7.4.1 交流滤波器备用分析108

7.4.2 换流变压器备用分析110

7.4.3 晶闸管备用分析110

7.4.4 平波电抗器备用分析111

7.5 小结112

参考文献112

第8章 基于可靠性的超（特）高压直流输电系统薄弱环节辨识114

8.1 概述114

8.2 灵敏度分析法114

8.2.1 灵敏度的定义114

8.2.2 基于可靠性函数的灵敏度分析法115

8.2.3 基于数值模拟的灵敏度分析法117

8.3 可靠性跟踪法118

8.3.1 不可靠性跟踪准则118

8.3.2 系统失效事件概率和频率的可靠性跟踪方法119

8.3.3 直流输电系统可靠性跟踪模型121

8.3.4 直流输电系统可靠性跟踪算法122

8.4 工程算例分析124

8.4.1 灵敏度分析法的工程算例分析124

8.4.2 可靠性跟踪法的工程算例分析131

8.5 小结135

参考文献136

第9章 高压直流输电系统可靠性综合分析系统软件138

9.1 概述138

9.2 系统结构和功能设计139

9.2.1 系统结构设计139

9.2.2 系统功能设计140

9.3 主要功能模块141

9.3.1 可靠性评估141

9.3.2 可靠性跟踪142

9.3.3 灵敏度分析143

9.3.4 经济性分析143

9.3.5 设备最优选型147

9.3.6 可靠性最优分解149

9.4 小结150

附录A 换流站主要设备可靠性参数（部分）152

附录B 单12脉波接线高压直流输电系统各级故障树图（部分）153

附录C 双12脉波接线高压直流输电系统各级故障树图（部分）158

附录D 双12脉波接线高压直流输电系统各级状态空间图（部分）162

附录E 正态分布和t分布的概率分布表167