基于系统功效的保护及控制系统可靠性评估

采用元件可靠度和系统可靠度两个可靠性指标,提出功效评估法:通过硬件模块、接口模块、功能模块、功效模块对继电保护及控制系统进行建模.针对二次系统对一次系统的产生的功效,提出一次系统的典型功能事件,并分别通过串并联网络法定量评估二次系统的可靠性.深入到元件层面对硬件模块进行重要度分析并重新排序,从而有针对性的发现系统薄弱环节,提高二次系统的可靠性.     

输电线路元件的结构可靠度分析

为正确评价输电线路的安全性,本文以输电线路元件(导地线、绝缘子和金具)作为分析对象,建立了可靠度分析模型,通过分析影响输电线路元件荷载效应的永久荷载、风荷载的计算公式以及分布曲线,得到荷载效应的统计参数;考虑材料性能不定性、几何参数不定性和计算模式不定性,得到抗力统计参数。采用一次二阶矩方法,计算得到输电线路元件在大风工况下的可靠度指标。结果表明,按现行输电线路规范的安全系数设计的输电线路元件,其可靠度水平较高。研究结果可为输电线路概率极限状态设计方法提供参考     

考虑新型配电元件多状态可靠性模型的配电网可靠性评估

传统配电网可靠性评估模型难以模拟新型配电元件在传统工作与停运2种状态之外的新状态。针对该问题，提出一种考虑新型配电元件多状态可靠性模型的配电网可靠性评估方法。首先建立基于状态空间法的新型配电元件可靠性指标求解模型，该模型根据新型配电元件的子模块故障及其影响情况对新型配电元件进行状态划分，并建立新型配电元件马尔可夫模型，利用状态合并简化模型平稳状态概率求解，通过频率持续时间法计算考虑状态合并后的各状态可靠性指标，通过状态合并归总获取不同的可靠性状态及相应可靠性指标。在此基础上，建立基于状态空间蒙特卡洛法的含新型配电元件配电网可靠性评估模型，从而实现可靠性评估。最后，通过算例验证了该模型的有效性。     

基于故障树的电气主接线可靠性及薄弱环节分析

针对电力系统规划、设备选型、故障诊断等问题进行研究,提出一种基于故障树和重要度分析的电气主接线可靠性评估新方法。运用故障树分析法将系统拓扑结构转换为元件逻辑关系,简单直观的反映出系统故障根本原因,选取可靠性基本特征量,结合元件的结构重要度、概率重要度、关键重要度对比分析找出系统薄弱环节,实现了电气主接线可靠性的定性和定量评估。通过桥式接线案例分析,计算出基本电气元件三种重要度并进行排序,探讨了元件合并对评估结果的影响,同时验证了该方法的合理性。     

多元件备用系统可靠性计算研究

提出了一种多元件备用系统可靠性分析的方法。多元件备用系统分为不可修复系统和可修复系统。其可靠性分析时，前者采用泊松分布模型，后者一般采用马尔可夫随机模型。随着备用元件的增多，两者的计算复杂度都将增大。该文在相同元件设备用不可修复系统可靠性计算的基础上推导了不同元件多备用不同可修复系统的可靠度计算公式，并描述元件备用可修复系统的马尔可夫随机模型。结果不可修复系统对可修复系统的时间值（T）仿真。利用推导的公式可计算不同元件多备用可修复系统可靠度，从而降低了多元件备用系统可靠性计算的复杂性。最后，通过例子的计算和实际工程的应用，表明文中方法的合理性。     

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。     

基于时变因素的光伏发电系统可靠性评估

随着光伏发电的大规模发展,光伏电站的可靠性水平愈加受到重视。提出一种基于时变因素的光伏发电可靠性评估方法,通过分析光伏发电系统运行机理、元件失效模式及其对输出功率的影响,建立系统输出功率的概率模型,形成光伏系统可靠性评价指标,并构造光伏发电系统六状态空间模型。基于序贯蒙特卡洛方法,综合考虑气候条件、元件老化和光照强度,对某50 MW光伏电站运行可靠性进行评估。仿真结果表明,该模型及指标可有效反映系统的实际运行情况、出力水平和故障情况,为光伏电站运维提供支撑。     

同步相量测量装置的可靠性评估

提出一种定量分析同步相量测量装置(PMU:Phasor Measurement Unit)可靠性的评估方法.提出并定义定量评估PMU的可靠性指标--PMU的可靠度,针对PMU的各个硬件功能模块建立了相应的可靠性模型,其中全球定位系统(GPS:Global Position System)模块采用了备用模式并建立了Markov状态空间图.以一PMU为例进行计算,结果表明.该方法可有效用于PMU可靠性评估与分析.     

计及元件故障率时变特性的综合能源系统运行可靠性高效评估方法

为提高运行可靠性评估效率,进而支撑系统运行风险防控,基于模型-数据混合驱动的思想提出了一种计及元件故障率时变特性的综合能源系统运行可靠性高效评估方法。构建了基于复杂网络理论的支路脆弱度因子指标,提出系统关键元件的筛选方法。建立系统可靠性指标关于关键元件可靠性参数的解析模型,通过引入辅助变量建立线性优化模型求取解析模型系数。通过最小二乘支持向量机(LSSVM)回归模型获得运行可靠性解析模型与负荷水平的映射关系,实现负荷变化时系统运行可靠性的快速更新。通过算例测试验证了所提方法的计算效率和精度。     

缺失故障数据元件的可靠性评估方法研究

电力系统元件的可靠性评估是电力系统安全、可靠运行的关键环节。根据电力系统中元件实际运行记录的特点,提出了一种缺失故障数据元件的实用可靠性评估方法。该方法基于威布尔分布模型,系统地建立了电力元件的样本筛选、参数计算、模型检验、故障率曲线绘制和数据缺失元件可靠性评估的计算与求解方法。以实际变压器为例,验证了该法的有效性,并分析了电压等级、生产厂家、产品型号对变压器可靠性的影响,为电力元件可靠性评估的实际应用提供了系统有效的方法。     

模块化UPS可靠性计算与分析

文章通过对模块化UPS系统的基本可靠性/任务可靠性/可用性指标计算，分析出有冗余的模块化UPS系统的可用度会大大提高。对于模块化UPS系统，系统的瓶颈将是静态开关以及模块的独立性(故障模块的可靠退出和正常模块的顺利接入UPS系统)。     

模块化UPS可靠性计算与分析

文章通过对模块化UPS系统的基本可靠性／任务可靠性／可用性指标计算，分析出有冗余的模块化UPS系统的可用度会大大提高。对于模块化UPS系统，系统的瓶颈将是静态开关／并机通信线以及模块的独立性（故障模块的可靠退出和正常模块的顺利接入系统）。     

新一代控制保护系统通用硬件平台设计与应用

为适应IEC 61850和IEEE 1588等新技术在变电站自动化系统中应用的不断发展,必须设计新一代高性能、高可靠性的控制保护系统通用硬件平台。文中总结了控制保护硬件平台发展的过程,分析了目前大多数控制保护装置硬件的内部数据交互方式以及存在的不足,提出了基于分布式多处理器和模块化硬件架构的硬件平台设计,设计了一种分布式总线的通信架构,介绍了CPU模块、DSP模块和I/O模块的功能特点。基于该硬件平台的交直流控制保护系统已成功应用到多个变电站和直流输电工程中。     

基于负序电流补偿的并联风电变流器故障容错控制

海上风电运行环境恶劣,风电功率随机波动性大,导致功率器件极易发生故障.故障容错控制是提高风电并联变流器运行可靠性以及功率可用度的有效手段.并联风电变流器某相发生开路故障后,对并联风电变流器的故障运行机理进行了详细分析.在此基础上,提出一种基于负序电流补偿的并网风电变流器故障容错控制,利用非故障变流器模块对故障变流器模块进行负序电流补偿.当系统功率小于或等于0.5 p.u.时,在保证并网侧电流平衡的条件下实现变流器最大输出功率;当系统功率大于0.5 p.u.时,首先满足系统有功输出要求,然后对负序电流进行补偿.最后通过仿真验证了该控制理论的正确性与可行性.     

特高压直流输电系统可靠性和可用率指标研究

金沙江一期直流外送工程每个直流系统额定功率高达6 400 MW,具有主接线复杂、输电距离长、可靠性要求高的特点.在送端,向家坝和溪洛渡左、右岸3个换流站相互之间联系紧密,任何一个直流系统故障都将会对其他直流系统乃至整个送端电网产生影响.对于受端电网,特高压直流系统输送的6 400 MW是一个很大的受电功率,即使失去直流单极,也会对电网产生不小的冲击.因此,对于特高压直流系统而言,可靠性是一个不容忽视的问题.文章根据我国现有直流输电系统的运行经验和故障次数、可靠性数据的统计结果,分析我国已投入运行的高压直流输电系统故障设备及故障次数占比,并结合特高压直流输电系统的主接线形式和技术特点,分析并提出了特高压直流输电系统合理的可靠性指标.     

电力设备可靠性数据收集统计述评

电力设备可靠性数据是电力可靠性研究和电网运行风险评估的重要基础数据。分析比较了国内电力可靠性管理部门、系统运行部门以及北美电力可靠性委员会（NERC）等不同机构的电力设备可靠性数据收集内容和统计指标。分析表明,各机构的数据收集和统计各有侧重：国内电力可靠性管理部门侧重收集和统计设备可用率数据;国内系统运行部门侧重统计设备跳闸和故障形态;NERC的输电可靠性数据系统工作组全面收集输电网设备详细的可靠性数据。为了支撑电网运行风险评估工作,建议借鉴NERC开展系统性的电力设备可靠性数据收集统计工作。     

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。     

微机保护系统可靠性应用研究

根据微机继电保护装置和保护系统的特点,探讨了保护装置和保护系统的可靠性定量评估方法。将软件可靠性研究分解为软件程序可靠性和软件数据可靠性研究,建立微机保护装置的硬件失效率模型和软件失效率模型,以及保护系统的马尔可夫模型,并求解出保护系统可靠性指标,包括保护可用度、保护拒动失效率和保护误动失效率。在已有的马尔可夫模型中增加了数据可靠性因子,考虑了由于人为计算失误,造成软件数据出错,最终导致保护系统失效的因素。最后以某地区电网220kV输电线路为例,估算出保护系统的各个指标。通过与已有文献计算结果的对比分析,认为该算法较全面,结果合理。