智能变电站信息物理融合可靠性评估方法

智能变电站具备信息物理融合系统特征,其可靠性评估应从信息物理系统视角展开。分析了智能变电站物理侧和信息侧的可靠性因素及其相互影响,提出了考虑设备重要度的二次设备可靠性指标和考虑传输数据可靠性的通信链路可靠性指标,并给出了设备重要度的层次分析模型;指出智能变电站可靠性评估应考虑电网扰动和复杂运行状态对量测信息正确性的影响,且信息侧及信息-物理交互影响对智能变电站可靠性影响的问题可以转换为测量和控制报文可靠性对断路器动作可靠性影响的分析问题,进而提出了考虑信息侧影响和信息-物理交互影响的断路器等效可靠性计算方法;在此基础上,给出了基于贝叶斯网络的智能变电站可靠性评估方法。最后,通过算例验证了文中方法的合理性。     

智能变电站继电保护系统可靠性分析

基于通用设计建立220 k V智能变电站继电保护系统不同采样跳闸方式的典型结构,运用可靠性框图法构建智能变电站继电保护系统完备的可靠性评估模型并进行定量分析。采用概率灵敏度和元件灵敏度分别评估"直采直跳"模式下继电保护系统的元件灵敏度和重要度。前者给出了继电保护系统的薄弱环节,为优化系统设计提供参考;后者揭示了系统元件的重要度,指导系统运维。研究结果对智能变电站继电保护系统的设计、运维和发展具有借鉴意义。     

智能变电站继电保护系统可靠性分析

智能变电站采用大量新型设备提高变电站智能化的同时也给继电保护二次设备的可靠性带来了全新的挑战。采用有效概率、误动概率和拒动概率三个指标对智能变电站直采直跳模式下线路、母线和变压器保护系统进行评估,对比分析了三者的可靠性并给出了提高可靠性的措施。研究结果对智能变电站继电保护系统的设计和改进具有指导意义。     

考虑电力二次系统影响的智能配电网综合可靠性评估方法

智能配电网可靠性分析包括一次系统和二次系统2个方面。文中根据配电网保护、故障区段定位和网络自动重构等二次系统的功能特点,提出一种考虑电力二次系统的智能配电网综合可靠性量化评估新方法。首先,根据配电网网架结构建立未考虑电力二次系统影响的智能配电网一次系统可靠性计算模型。在此基础上,根据区域集中式保护的动作特征和容错性能,建立了保护系统整体可靠性模型和区域保护在开关元件处的等效可靠性模型。然后,在开关元件处建立考虑电力二次系统影响的综合可靠性模型,实现对智能配电网各区域与各节点的综合可靠性评估。最后,通过比较可靠性指标验证了所提方法的有效性。     

考虑运行时间和温度的继电保护可靠性分析

在继电保护可靠性评估中,考虑运行条件的影响可以更准确评估保护系统的可靠性。将继电保护系统失效分为硬件失效和软件及人为因素失效,分别分析了两种失效的失效率时变特性,并分析了运行温度对保护装置可靠性的影响,进而建立了考虑运行条件继电保护系统失效率模型。考虑一次设备和继电保护系统的耦合关系,建立了保护系统可靠性模型。分别在不同的运行条件下,对实际的继电保护系统的不可用度进行了计算,计算结果验证了所提理论的正确性和有效性。     

基于Markov模型对智能变电站二次系统可靠性评估

可靠性在智能变电站的设计及运行维护中是重要因素。对于目前智能变电站二次保护系统可靠性评估不够完善,将智能变电站二次保护系统采取了状态划分,并基于Markov模型建立了智能变电站二次系统的可靠性的评估模型。并借助实例分析了修复率对系统故障率的影响。结果表明提高修复率可以降低智能变电站二次系统故障率,当修复率成倍变大时二次系统整体故障率降低大约30%左右,同时显性故障率下降显著,隐性故障率下降率较低。在二次系统中可以通过提高修复率来提高系统的可靠性。     

基于Markov的智能变电站二次系统间隔层和过程层可靠性评估

智能变电站二次系统可靠性评估是实现智能变电站状态检修必不可少的环节。现有的二次系统可靠性评估主要将智能变电站的单个设备或者保护功能作为评价对象,未考虑二次系统中过程层设备和链路的可靠性。对此,文章针对智能变电站二次系统中的间隔层和过程层,将二次系统间隔层与过程层网络分为保护回路与测控回路,随后基于马尔科夫链模型,分别建立保护回路和测控回路的可靠性方程,并评估各回路的可靠性。根据保护回路与测控回路的功能耦合,构建适用于间隔层和过程层网络的可靠性评价方法,通过实例验证,证明文章所提出的方法能够对间隔层和过程层的可靠性进行有效评估,为智能变电站二次系统状态检修提供依据。     

基于Markov模型与GO法的智能变电站继电保护系统实时可靠性分析

智能变电站的全站信息数字化为继电保护信息的实时采集提供了基础,但是智能变电站继电保护系统可靠性的分析还停留在滞后于实时运行状态的估算阶段。以智能变电站采集实时报文数据作为继电保护系统在线监测数据,研究了继电保护装置的实时可靠性。首先从智能变电站在线监测出发,对智能变电站报文进行分类,确定继电保护装置的状态划分。然后通过Markov模型对继电保护装置的可靠性进行分析,并根据多状态的特点,使用GO法对继电保护系统可靠性进行分析,实现了继电保护装置和系统的实时可靠性分析功能。最后以某变电站线路保护系统为算例,证明了该方法为智能变电站保护系统实时可靠性的分析提供了有效手段。     

智能变电站继电保护二次回路分析与状态评估研究

智能变电站二次系统的数字化和网络化使继电保护的工作方式发生了极大的变化,而在新一代智能变电站建设中进一步实现了二次设备的在线监测功能。本文针对新一代智能变电站的新特点对继电保护二次回路做了简要分析,重点从硬件角度对其状态评估进行研究:分析合并单元、智能终端和光纤链路的故障类型,提出评价指标并分类,按指标类别对其数据处理方法进行分析,利用模糊灰色聚类建立状态评估模型;对评价原则进行分析和改进;将未确知有理数法和熵权法相结合,通过线性加权建立组合赋权法。最后,在算例中利用本文建立的评估模型对某二次回路进行状态评估,验证了方法的有效性。     

智能变电站二次系统可靠性评估

目前电力系统可靠性的管理大部分是针对一次系统展开的,对二次系统可靠性的管理还很不完善,特别是针对智能型变电站二次系统可靠性的管理的研究还极少。从二次系统的物理结构出发,深入分析智能变电站二次系统的特点,将其抽象为网络模型来分析系统稳态正常工作概率。网络模型以智能变电站二次系统的通信链路为支路、以智能设备或子系统及交换机为节点;建立考虑通信链路传输数据可信性的支路可靠性模型以及考虑设备重要度的节点可靠性模型,设备的重要度因子用层次分析法模型获得,然后根据每个元素的可靠性数据计算得出系统的整体可靠性指标。最后通过算例表明,该法具有一定的合理性及实用性,对智能变电站设计具有一定的参考价值。     

基于状态监测的继电保护系统检修策略研究

随着智能变电站的不断建设和监测技术手段的不断发展,继电保护系统进行状态检修已成为可能。但现有继电保护状态检修研究大多基于定性分析,缺少科学、合理的定量理论研究。基于此,结合智能变电站继电保护系统各组件的故障机理和类型、演变特点,将影响设备运行工况的因素分成长期演变型和短期骤变型两类。并建立了DTDS(Degradation-Threshold and Degradation-Shock)模型描述各组件在不同运行状况下的故障率分布模型,考虑设备老化、检修回归等因素的影响。其中,通过最小二乘法求解DT(Degradation-Threshold)模型,通过Gamma分布描述DS(Degradation-Shock)模型。在此基础上,结合继电保护系统的误动和拒动特性,分别建立了单套继电保护系统和双重化继电保护系统的风险评估模型,以实现智能变电站继电保护系统的检修策略优化。     

基于云模型与马尔科夫链的继电保护装置寿命预测方法

准确预测智能变电站继电保护装置的有效寿命,是保障智能变电站安全稳定运行的关键。提出了一种基于云模型与马尔科夫链的继电保护装置寿命预测方法。利用继电保护装置的运行状态数据并结合云模型的隶属度函数来构建初始状态概率分布向量,然后依据马尔科夫链原理获得状态转移概率矩阵,最后通过分析信度准则预测保护装置有效寿命。算例分析结果表明该方法能科学预测保护装置有效寿命,可为智能变电站继电保护装置的状态检修工作提供指导依据。     

计及保护失效的智能变电站二次系统综合风险评估研究

为了评估智能变电站二次系统的可靠性,针对现有研究未充分考虑保护失效带来的后果的问题,提出了计及保护失效的智能变电站二次系统的综合风险评估方法。首先利用Markov过程,计算各二次设备的稳态概率。按照IEC61850的功能分解,采用可靠性框图法,计算各保护系统的稳态可用度、稳态误动率、稳态拒动率。针对各保护系统的各失效情景,分析各保护失效事件的发生概率、受到影响的一次设备。采用"删去留下"法,获得保护失效情景下主接线的最小路集,获得主接线的可靠性指标。综合考虑保护系统失效带来的主接线可靠性指标变化与失负荷量,采用保护系统失效情景的发生概率、失负荷量、主接线故障频率相对值三个指标,构造保护系统的异常失效风险指标。以异常失效风险、停运失效风险及其在全站综合风险的占比,定量分析某保护系统失效对全站保护系统综合风险的影响程度。典型变电站的多个算例验证了所提方法的有效性。     

远程备用智能保护一体化中心架构可靠性研究

针对双重化智能站域保护在检修、故障退出、灾变恢复等多种场景时可靠性不充分的问题,提出远程备用智能保护一体化中心(Remote Duplicate Configuration Smart Protection Center,RDCSPC)的继电保护新架构。选取系统可靠度作为可靠性衡量指标,运用马尔可夫状态空间法原理,建立RDCSPC架构各运行方案的转移密度矩阵。确定其失效率、修复率与各状态之间的逻辑关系,结合保护系统本身拒动概率、误动概率,给出其可靠度数学表达式。通过算例定量分析RDCSPC与就地智能站域保护配合的各种运行方案的可靠性,验证了RDCSPC保护架构对系统的可靠性具有明显的提升效果。     

面向状态检修的智能变电站保护系统可靠性分析

以状态检修为目的,研究了智能变电站保护系统的可靠性评估方法。首先从智能变电站技术特点出发,提出一种考虑逻辑节点的保护系统监测方法。根据状态检修的需要选取保护系统可靠性指标,并在此基础上建立了动态Markov模型,利用该模型定量评估保护系统在给定条件下的检修需求。最后以典型220 kV智能变电站为例说明了该评估模型的应用方法并做了相关分析。算例结果表明,该方法具有一定的可操作性,能够为智能变电站保护系统的检修决策提供一些参考。     

基于虚拟连接割集的智能变电站继电保护安全隔离策略

为提高继电保护系统在检修过程中对检修设备进行安全隔离的可靠性,提出了基于虚拟连接割集的智能变电站继电保护安全隔离策略自动生成方法。首先分析了智能变电站技术下继电保护安全隔离的必要性;然后构建了继电保护安全隔离模型,包括设备与信息的关联关系模型,设备间虚拟连接的割集模型和支路与软压板的关联关系模型。基于安全隔离模型阐述了隔离策略自动生成的实现方法。最后以某110 kV变电站110 kV侧的继电保护系统为例进行了案例分析,分析结果表明,该方法能够有效利用SCD解析出来的虚拟连接关系生成最终的软压板退出策略。     

提高智能变电站采样可靠性的研究与应用

以智能变电站二次系统数据源头合并单元装置为切入点,分析了目前智能变电站采样系统存在的问题。提出高可靠性采样方法,并以此为基础设计新型合并单元装置。新型合并单元具备异常采样数据分析和处理功能,发生数据异常时能迅速准确判别,为变电站内继电保护提供数据异常的信息,帮助继电保护作相应处理以避免不正确动作。经过分析和验证,所研究方法可提高目前智能变电站采样环节的可靠性。