0　引言

随着海上风电场的兴建和海洋经济的兴起，在海上构建连接海上风电场电源、海上油气平台、海岛等负荷并与大陆联网的高压输电网成为一种发展方向[1-3]。根据规划，我国近海风电场有多个容量超过百万千瓦的大型区块[4]，如广东省阳江地区海域规划有南鹏岛海上风电场(700 MW)和沙扒海上风电场(2000 MW)。但目前国内海上风电研究仍大多局限在单个海上风电场项目层面，缺乏区域性海上输电系统的整体研究。在当前形势下，统筹各海上风电场的送出，规划海底电缆共用路由通道，建立陆上汇集点集中送出风能，已经成为现实而迫切的任务。

按照实验方法测定4个V-4Cr-4Ti合金样品中Al、As、Co、Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、P、K、Na，进行精密度试验，结果见表3。

建立陆上汇集点，并构建由多个海上风电场构成的集群输电网，其关键技术之一是输电网的可靠性评估。不同电网拓扑结构直接影响集群输电网的可靠性运行指标[5-6]，因此，不同汇集方式下的可靠性指标计算必然是海上输电集群输电网构建的重点。而海上输电集群输电网是由多个风电场互相连接并最终汇集到一点(路径汇集点，并不需要建设海上实际的汇集变电站)，再经共用路由通道集中送出，因此呈现出与传统电网完全不同的特点，其可靠性计算尚无直接参考资料。仅有的海上风电可靠性分析也多集中于海上风电的集电系统[6-7]，陆上风电场可靠性分析的研究成果也无法应用于集群输电网的可靠性计算[8-9]，因此必须选择合适的方法对各备选集群输电方案进行可靠性评估[10-11]。

电力系统中的可靠性评估常采用2种基本方法：蒙特卡洛法和解析法。蒙特卡洛法与解析法各有优缺点，其中蒙特卡洛法通过大量随机样本进行可靠性计算[12-13]。解析法通过已有模型数据对可靠性进行详细分析，可精确得到各种状态下的可靠性指标，但其不适用于规模较大的系统[14-16]。

基金羊群行为与投资组合崩盘风险——基于序贯交易模型的实证研究..................................................................................................................................池国华 张向丽（30）

由于海上输电网主要考虑的是主网不同拓扑结构的可靠性，因此可靠性计算仅考虑各风电场升压站及以上部分的结构，不考虑升压站以下的集电系统相关元件。而且海上风电集群输电网在未来一段时间内规模均不会太大[17-19]，故不建议应用蒙特卡洛法分析海上风电场集群输电网可靠性。本文考虑通过分析元件状态或元件状态组合对系统的影响最小来进行可靠性评估，即采用基于解析法的最小割集法来分析海上风电集群输电网的可靠性。

1　元件可靠性评估模型

文中可靠性计算针对海上输电网主网，因此仅考虑各升压站的构成元件，包含有变压器、断路器、隔离开关、母线、海底电缆等多种电气元件[20-21]。

1.1　断路器

断路器可靠性由以下4种状态组成：正常(N)、计划检修(M)、扩大故障(包含拒动等状态，S)、故障修复(R)，其概率分别为PN，PM，PS，PR，则：

PN+PM+PS+PR=1

(1)

在稳态情况下，断路器的马尔可夫状态方程为：

(2)

式中：λ为故障率；μ为修复率。

将式(1)、(2)联立得：

(3)

1.2　母线和变压器

母线和变压器可靠性由N、M、S 3种状态组成。且有：

(4)

1.3　海底电缆

海底电缆可靠性由N、S 2种状态组成。且有：

(5)

1.4　隔离开关、电压互感器和电流互感器

为简化计算，隔离开关、电压互感器和电流互感器等元件故障按可靠性逻辑合并到其端部的母线或断路器中。

2　海上风电场集群输电可靠性评估指标

文章在结合元件和电力系统的可靠性指标的基础上[22]，选用如下可靠性指标：正常工作状态概率PS、故障概率PF、故障频次fF、故障累积时间TF、输电网容量受阻概率PLOSP、输电网受阻电量期望值EEENS。

(1) 正常工作状态概率PS，也称为可用率或供电可靠率，表示满足一定可靠性准则的输电网在长期运行中，处于可靠工作状态的时间占总运行时间的比例。

(2) 故障概率PF，在进行概率及频率计算时，假设各类故障都是相互独立的，各故障组合的概率可以直接由有关元件各种故障概率相乘求得。例如仅元件i，j发生扩大型与非扩大型故障时的概率为：

(6)

(3) 故障频次fF，为系统在某种故障状态下、单位时间里向其他状态转移的转移率。仍以上述停运的出线为例，可得该出线停运的频率为：

(7)

式中:Mi为故障状态向其他状态的转移率。

图4为广东某海上风电场集群输电的备选方案之一，通过一个汇集点对6个海上风电场升压站进行风能的汇合。根据前期经济性比较，得出经济性排序较优的前10种不同汇集方案，在表2中列出，表2中编号1为汇集点，其余为各风电场对应升压站。1→2表示升压站2直接连接到汇集点1，1→5→7表示升压站7经升压站5分段母线再连接到汇集点1。本文将对这10种方案进行可靠性计算。

(4) 故障累计时间TF，表示由于故障不满足可靠性准则而导致各出线每次故障的停运时间。在求出PF和fF后，即可求得平均故障时间TF。

根据床身的结构特点，采用开放式加过滤网的浇注系统，其直浇道、横浇道、内浇道的截面积比为1:2:2，浇道全部为纸浇道管，内浇道靠近铸件位置放置过滤网，如图6所示。

TF=PF/fF

(8)

[10] 王碧阳, 王锡凡, 王秀丽, 等. 考虑集电系统的风电场可靠性评估[J]. 中国电机工程学报, 2015, 35(9): 2105-2111.

(9)

式中：Pi为变电所主接线各种输出容量的概率。

值得一提的是，今年香港Vinexpo，Penfolds首次举办白葡萄主题大师班，才让大家知道他们家还隐藏了一众如Bin 311、Reserve Bin A等凉爽产区和高海拔种植区的白葡萄酒。这个系列，中给了1919中国市场独家运营的Bin 150，这个典型的Penfolds巴罗萨谷西拉，用的是顶级的子产区玛拉南戈百年老藤葡萄酿制，浓郁饱满，此前在澳洲卖得就很好。

(6) 输电网受阻电量期望值EEENS。

(10)

式中：Δx为步长；CΣ为电气主接线的总容量。

3　海上风电场集群输电网最小割集的求法

海上风电场输电网可靠性计算与传统可靠性计算类似，主要基于可靠性参数以及网络拓扑。实际上，海上风电场输电网的电力通道是包含主接线的输电网络结构图中的最小路，并以风电机组为源点开始，以汇集点为终点结束[14,22]。

将智能手机终端采集并显示的信息参数，发送至云端服务器。由服务端负责对用户多个时段的生理健康数据进行分析与处理，并将监测预警信息以及适时建议推送至用户端。系统结合心率、血压等特征值分析用户当前是否处于异常状态，将异常信息保存到服务端并即时向用户进行后台预警提示，且将以短信的形式将预警信息分发给用户的家人，确保用户得到及时的医疗救治。

[15] 黎红梅,苑　舜. 变电所电气主接线可靠性分析方法的研究[J]. 东北电力技术,2008,29(1):15-17.

图1　示例网络 Fig.1　Example network diagram

图2　示例最小路 Fig.2　Example minimum path

则图1拓扑的最小路矩阵为：

[7] 黄玲玲,符　杨,郭晓明. 海上风电场集电系统可靠性评估[J]. 电网技术, 2010, 34(7): 169-174.

海上风电场集群输电网中的一阶割集对应一阶故障，一阶故障指网络中有一个元件出现故障，二阶故障类似。而网络的一阶最小割集为最小路矩阵中全为1的列元素。同理，输电网中的二阶割集对应二阶故障，且网络的二阶最小割集为最小路矩阵中两列相或之后全为1所对应的列元件。三阶最小割集类似。需要注意的是，求解n阶最小割集时需要去掉n-1阶最小割集[23]。考虑到实际情况，海上输电网发生三重及以上的故障概率极其微小，故此处不予考虑。

按照上面介绍的方法即可求出对应故障集合的最小割集，如表1所示。求解最小割集的计算机流程如图3所示。

表1　电气主接线元件故障组合 Tab.1　Fault combination of electrical main circuit components

重数无S型故障包括S型故障一重RS二重RR，MRSS，MS，SR

图3　基于邻接矩阵的最小割集算法流程 Fig.3　Flow chart of minimum cut set algorithm based on adjacency matrix

4　算例分析

2)粉煤灰脱硫活性评价试验工况设定。2 g粉煤灰装入石英反应管中，温度70 ℃，进口SO2质量浓度为500 mg/m3，O2含量为6%，增湿水量为5%，分别测试装入不同粉煤灰样品工况下的出口SO2浓度c，样品脱硫率x计算式为x=(c-500)/500×100%。

图4　海上风电场集群拓扑结构(方案2) Fig.4　Offshore wind farm cluster topology(plan 2)

表2　10种集群输电网拓扑方案 Tab.2　Ten kinds of cluster transmission network topology

方案编号方案拓扑方案一1→2，1→3，1→4，1→5，1→6，1→7方案二1→2，1→3，1→4，1→5，1→6，1→5→7方案三1→2，1→3，1→4，1→5，1→4→6，1→7方案四1→2，1→3，1→4，1→5，1→4→6，1→5→7方案五1→2，1→3，1→4，1→3→5，1→6，1→7方案六1→2，1→3，1→4，1→5，1→6，1→3→7方案七1→2，1→3，1→4，1→3→5，1→4→6，1→7方案八1→2，1→3，1→2→4，1→5，1→6，1→7方案九1→2，1→3，1→2→4，1→5，1→6，1→5→7方案十1→2，1→3，1→4，1→5，1→4→6，1→3→7

图4的拓扑连接方式是表2中的方案二，其各升压站初始内部元件按图5所示进行顺序编码：1为变压器，2为断路器，3为母线，4为断路器，5为出线。对于新增分段母线的进出线间隔，编码如下：1为联络断路器，2为断路器，3为母线，4为断路器，5为出线。

图5　升压站内部结构 Fig.5　Boost station internal structure

利用结构数组形成邻接矩阵，并按图3流程进行可靠性计算。图4中各风电场容量均为300 MW，对应的计算用设备可靠性指标如表3所示[22]。

表3　相关设备可靠性指标 Tab.3　Reliability indexes of relative components

可靠性指标风力机断路器变压器λT/(次·a-1)10．0800．344tT/(h·次-1)14660．75480μT/(次·a-1)60144．2018．25PN0．98360．99390．9716PR1．6393E-025．4458E-04—PS6．8073E-061．8313E-03PM3．9675E-032．6618E-02可靠性指标母线中压电缆(1km)高压电缆(15km)λT/(次·a-1)0．0120．0150．150tT/(h·次-1)96240480μT/(次·a-1)91．2536．5018．25PN0．99510．99960．9918PR———PS1．3086E-040．00040．0082PM4．7711E-03——

以方案一为例，根据如表3所示的相关设备可靠性指标，按照上述流程，计算出风电场集群方案一的输电可靠性指标，包括故障概率,如表4所示；故障频次，如表5所示；故障持续时间，如表6所示；输电网容量受阻概率PLOSP为6.18%受阻电量期望值EEENS为192 092.37 MW·h。

表4　方案一的故障概率 Tab.4　Failure probability of plan 1

故障类型故障概率/(%·a-1)1条出线故障2条出线故障3条出线故障R型0．480．000．00S型4．530．000．00RR型0．000．000．00RS型0．000．020．00SS型0．000．120．00RM型0．000．910．00MS型0．000．100．00分项合计5．011．150．00总计6．16

表5　方案一的故障频次 Tab.5　Failure frequency of plan 1

故障类型故障频次/(次·a-1)1条出线故障2条出线故障3条出线故障R型0．180．000．00S型1．400．000．00RR型0．000．000．00RS型0．000．020．00SS型0．000．070．00RM型0．000．710．00MS型0．000．080．00分项合计1．570．880．00总计2．46

表6　方案一的故障累计时间 Tab.6　Failure accumulated time of plan 1

故障类型故障累计时间/(h·a-1)1条出线故障2条出线故障3条出线故障R型42．410．000．00S型396．600．000．00RR型0．000．120．00RS型0．002．170．00SS型0．0010．160．00RM型0．0079．680．00MS型0．008．520．00分项合计439．00100．650．00总计539．66

同理，计算出10种集群方案的可靠性指标值，如表7所示。

在病险水库除险加固与防汛抢险技术方面，引进了移动式液压潜水泵、堤坝管涌快速抢护、水库库岸坍滑防治、数字防汛移动宽带综合业务平台等用于病险水库除险加固和防汛抢险的技术与设备，对我国防汛抢险由被动抢险向主动防御转变等起到了积极的作用。其中，移动式液压潜水轴流泵技术成果获得湖北省省委省政府领导的高度评价，并在武汉市、广州市、天津市等地的防汛抢险中取得了显著成效。

表7　10种集群方案指标计算结果 Tab.7　Ten kinds of cluster program index calculation results

方案编号EEENS/MW·hPLOSP/%方案一192092．376．18方案二165264．905．408方案三165264．905．408方案四141664．384．7247方案五165264．905．408方案六165264．905．408方案七141664．384．7247方案八165264．905．408方案九141664．384．7247方案十141664．384．7247

目前海上风电场汇集送出尚无研究成果，需要满足的最低可靠性指标国内没有参考数值。考虑到实际运行的单个风电场已经有较为成熟的运行经验，项目考虑在以上原始可靠性参数的基础上，计算单个风电场的可靠性指标，并以此作为标准。对于有N个风电场的集中送出情况，其相应可靠性指标需不低于单个风电场可靠性指标的N倍。

随着人们对环保意识的增强以及国家政策的要求、移动破碎筛分设备在城市建筑垃圾、矿山等方面应用越来越广泛。

年受阻电能EEENS指标与风电场容量大小有关，项目考虑以电网输出容量受阻概率PLOSP指标对可靠性进行分析。对于单个风电场，计算出电网输出容量受阻概率PLOSP=1.03%。本项目有6个风电场，因此其PLOSP指标不能低于6×1.03%=6.18%，所以表7方案均能满足可靠性指标。按照经济排序可得出方案1为优选方案。

5　结语

文章针对未来极有可能出现的由多个风电场互相连接并最终汇集到一点的海上输电集群输电网，进行可靠性分析计算。集群输电网呈现出与传统电网不同的特点，采用基于邻接矩阵的最小割集法对其可靠性进行了计算，求得电网故障状态集合，最后利用这些元件的可靠性参数计算集群输电网的可靠性指标。计算结果表明该方法可对不同拓扑的集群方案的可靠性进行有效评估。该研究为多个海上风电场构成的集群输电网的评价提供了方法。

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唯物矛盾观的生成与运行是一个不断解构、建构和重构的过程。笔者根据矛盾观出场的逻辑演化进程，把唯物矛盾观的出场过程分为四个阶段，这四个阶段也可以看作为一段乐曲的四个乐章。

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(1) 土体在水的渗透作用下，土体内部的细颗粒向排水管壁的方向移动，从而附着在排水管壁表面形成“滤饼”(附着在排水管壁表面的密实防水层)以及进入排水管壁孔隙造成淤堵。当水力梯度增大时，水的渗透力也增大，土体细颗粒流失增加，附着以及进入排水管壁的细颗粒量增加，使最终的梯度比Gr值增大，从而表现为稳定梯度比Gr值和相应试样单位体积含土量随着水力梯度的增大而增大(如图4所示)。

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矩阵的行为每一条最小路L，列为每个支路，“1”表示该支路属于这条最小路，“0”表示不属于。

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(5) 输电网容量受阻概率PLOSP。

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如图1所示的示例网络，其中N1为电源点，N4为负荷点，用搜索法求取最小路集时首先从电源点N1开始搜索，具体过程如图2所示。

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