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。     

基于PAT包含告警信号的智能变电站保护信息交互建模与验证

为了准确评估告警信号产生时智能变电站保护系统的可靠运行情况,研究了一种基于进程仿真工具PAT的智能变电站保护信息交互建模与验证方法。分析了多个厂家保护装置的原理,构造了保护系统的告警故障树,给出了各保护子功能的工作条件与告警信号的对应关系。采用进程仿真工具PAT的实时系统模块RTS(Real-Time System Module),对各IED的内部工作、各IED之间的交互过程等进行建模,包括工作条件、各进程之间的信息传递与时序等,给出了保护子功能死锁与保护系统运行阶段的断言与验证。多个算例验证了基于PAT包含告警信号的智能变电站保护系统交互建模与验证方法的有效性,提高了保护模型的准确性和实用性。     

采用组合赋权法的智能变电站继电保护设备状态模糊综合评估

智能变电站继电保护设备状态评估对提高设备运维效率和资产利用管理水平具有重大作用,提出了一种基于组合赋权法与模糊理论的智能变电站继电保护设备状态评估方法。全面建立包含继电保护设备历史状态信息和实时状态信息的状态评估指标体系,结合改进层次分析法及反熵权法、变异系数法结合的主客观权重法来确定各指标组合权重,有效克服了单一赋权方法的局限性。采用模糊综合评价法对设备状态进行评估,选取岭形模糊隶属度函数计算指标隶属度。通过实际算例验证了所提方法的有效性和精确性。     

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。     

基于信息趋势预测和组合赋权的智能变电站继电保护系统状态模糊综合评价

智能变电站建设为二次设备实时信息的获取提供了条件,准确了解继电保护系统的状态对提高供电可靠性具有重要作用。根据智能变电站的信息流向和设备功能建立基于实时自检信息和关键历史信息的状态评价信息模型,考虑传统状态评价方法对系统状态的评估具有滞后性,提出基于信息趋势预测的惩罚修正策略,根据趋势预测的结果选取岭形模糊隶属度函数进行模糊处理;采用层次分析法和反熵权法结合的组合赋权方法进行权重设定,克服了传统熵权法灵敏度太高的缺陷。将所提方法与传统方法进行对比验证,仿真结果表明所提方法可以有效地提高状态评价结果的准确性和及时性。     

基于云理论的智能变电站二次设备状态评估

针对智能变电站二次设备故障机理复杂、通过单一指标难以有效评估设备潜在隐患的问题,根据装置内部可观测参数,提出一种基于变权理论与梯形云模型的二次设备整体性能模糊综合评判方法。全面建立包含继电保护装置中间节点信息的二次设备状态评估指标体系,结合层次分析法(AHP)和变权理论实现各状态指标权重的实时调整。通过云理论的数字特征处理状态参量出现的模糊性和随机性,能够对评估指标状态特征和性能进行有效关联。实例分析表明该方法简单易行,可为智能变电站二次设备和系统的状态检修工作提供理论依据。     

智能变电站二次系统失效风险评估方法

针对智能变电站二次系统建立失效风险评估模型,可以在设备失效风险累积到一定程度时及时安排检修,有效防止系统性故障。文中提出利用可靠性分析工程中的威布尔函数作为二次设备建立失效概率模型,基于二次设备的型式试验、日常运行状态样本数据,采用平均秩次法与最小二乘估计计算回归方程展开模型参数估计,可以获得更加贴近现实运行条件的设备失效模型;利用故障树方法建立二次系统失效与单台设备失效之间的关联关系,可以定量地计算二次系统运行风险顶事件概率分布函数,从而为二次系统失效风险预警、状态检修提供辅助决策。最后,通过示例计算分析表明,运用文中提出的行二次设备失效模型可以为系统检修提供精准时间安排参考。     

基于相对熵组合赋权法的继电保护定值在线校核顺序研究

为了使继电保护定值在线校核更高效合理,提出了按照保护综合重要度对继电保护定值进行顺序校核。针对现有保护重要度评估中存在评估角度单一的问题,文中综合保护所处网络位置关键程度和保护故障后果严重程度2个角度,构建了保护综合重要度评估模型。首先利用支路有功潮流介数,提出支路重要度指标,以量化评估保护所处支路的关键程度;然后利用保护事故链模型结合风险理论提出保护故障严重度指标,以量化评估保护故障连锁的风险后果;最后提出保护配合度指标,以量化评价保护所处位置的拓扑结构脆弱性。为弥补单一赋权法的局限性,通过相对熵组合赋权法求出各指标权重,进而得到保护综合重要度指标,并以综合重要度排序进行保护定值在线顺序校核。与已有的方法比较,该方法更为全面地评估了保护的重要度,以此确定的保护定值校核顺序更具参考意义。仿真算例验证了该方法的正确性、全面性。     

一二次融合柱上开关组合加权模糊状态评价

信息物理融合技术增强了配电网一二次设备间相互耦合和影响,为全面反映柱上开关一、二次部分整体的运行状态,在当前的柱上开关运行状态在线监测指标体系基础上,针对柱上开关一二次融合的特性提出了二次部分与非运行状态评价指标,采用组合加权法确定指标权重并结合模糊综合评价法对一二次融合柱上开关状态进行评估。在权重设置上,采用熵权法分析柱上开关设备在一个巡检周期内的状态量变化趋势,以突出其在具体阶段各指标的数据劣化变值权重。进而综合数据劣化变值权重与指标重要度定值权重对指标赋权。最后,采用柱上开关的实际运行监测数据进行综合评估分析,算例结果验证了该方法相比于定权法更能准确评估柱上开关运行状态。     

智能变电站动态重构技术研究

智能变电站二次设备研制及运维中发生二次功能异常时,经常难以及时分析和判断设备故障原因。为改善这种情况,在基于研究智能变电站二次系统的状态评估技术的基础上,提出了智能变电站动态重构技术。本文针对动态重构技术及其设备实现进行深入研究,实现了动态配置软件和起动设备,及时恢复系统完整性。     

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。     

基于变权重和组合隶属度函数的GIS气体绝缘状态评估

在GIS气体绝缘状态评估过程中,不同的权重确定和隶属度函数选择方法会导致评价结果的不同,进而影响评价结果的准确性。为了避免主观因素的影响,文中在利用熵权法确定权重的基础上,根据变权综合理论引入均衡函数来调整各评价指标的权重。此外,采用梯形、Γ形以及k次抛物线型相结合来确定各指标的隶属度函数,以避免单一隶属度函数所造成的评价误差。最后,利用综合诊断模型来确定GIS气体的绝缘状态,并对比常权重和单一隶属度评价结果。实例分析表明,该方法可以准确有效的评估GIS设备气体的绝缘状态。     

基于RTDS的智能变电站故障排查试验方案设计

智能变电站发生故障时,后台监控系统会发出大量的告警信号,运行人员有时无法及时、准确判断故障区域,对此设计了4种排查不同类型故障的闭环测试方案。方案1可排查线路保护或变压器保护装置故障,方案2可排查网络交换机故障,方案3可排查合并单元和智能终端设备故障,方案4可排查系统复杂故障。通过RTDS仿真试验验证了4种方案的正确性、可靠性,可实现对智能变电站单装置、单间隔、整站及区域电网的闭环测试,可解决智能变电站电气二次系统故障难以排查的技术难题。     

智能变电站二次系统在线监测评估的研究

针对智能变电站二次系统的通信结构、运行环境、信息量等的变化,提出了二次系统在线监测评估的体系架构。通过对其核心参数及运行状态的监测评估,对智能变电站安全隐患进行趋势性判断和损失性评估。围绕二次系统保护测控、智能终端、合并单元、监控系统、对时系统、交换机六大部分,从评估参量模型、评估子项模型和评估对象模型三个方面描述了完整的在线监测评估模型,最后给出了在线监测的评估流程。对智能变电站的二次系统进行在线监测与状态评估,为系统的维护检修带来很大的便利,为开展状态检修打下基础,对提高系统的安全稳定运行有重要作用。     

电网运营风险预警评估的模糊故障树分析模型

基于模糊故障树分析法提出了一种电网运营风险预警评估指标体系的构建方法,通过将电网运营分为电网结构、电网运行、设备运检和安全管理四个系统,综合考虑各个部分对于电网运营风险方面的影响作用。首先,将各个系统指标出现异常波动作为故障事件,建立与指标评估体系相对应的模糊故障树,利用模糊数学原理确定了各个系统指标相对于电网运营风险的重要度;其次,取代一般的专家经验法获得权重,将重要度作为评价指标的权重引入评估体系中,在此基础上结合评价指标实际测量值对电运营风险水平进行综合评估;最后对综合预警评估结果利用雷达图进行风险扰动源确定,准确定位需要控制的风险指标,为电网运营风险提供一套高效准确的预警评估方法和评估流程。     

智能变电站二次设备在线运维管控系统的研究

为了解决智能变电站智能化运维程度较低的问题,借助智能设备及运维系统自身的状态采集及评估能力,依靠智能变电站信息共享以及设备之间的可互操作性,研究了智能变电站的二次设备在线运维管控系统。本系统建立了二次设备状态监测和二次回路的状态监测功能模块,不仅可以实现二次设备的实时在线监测和二次回路的在线可视化及智能预警,而且对二次设备和光纤链路的隐患得到有效预警,提前研判光纤链路及二次设备运行状态,同时能够准确定位故障,缩短停电检修时间,提高供电可靠性,为变电站二次设备智能化运维提供一定的检修决策依据。     

基于综合评价识别法的智能变电站虚回路在线状态监测技术研究

为了建设全过程模块化的智能变电站,实时地监测继电保护装置,提出了一种智能变电站虚回路的在线状态监测技术。在智能变电站全过程模块化管控策略的基础上,研究了SCD文件的图形化展示技术,提供了装置自身运行状态、软压板投运状态、逻辑链路状态等综合信息。同时在线状态监测系统中将熵权法和灰色关联分析法相结合,用于综合评价识别智能变电站虚回路中的故障类型,及时消除故障隐患,提高现场运维人员的工作效率,进而推进变电站智能化的发展。     

基于层次分析和熵权值的变电站能效评估方法研究

为了解决传统的智能变电站评估体系大多偏重于定性分析,而且在分析过程中容易受到评估者主观因素的影响,导致评估结果偏差较大的问题,在层次分析法的基础上,引入熵权值计算评估结果中的客观权重并对主观权重进行修正,克服了上述缺点且增加了评估的准确性。所提出的智能变电站评价指标构建和实施方法,可为智能变电站评估体系的建立提供参考。     

基于故障树法的电力变压器可靠性及失效分析

针对电力变压器运行过程中出现的不同类型的故障事件,确定了变压器可靠性评价的指标以及主要故障模式,运用故障树分析方法及计算机辅助故障树分析系统构建了变压器失效的故障树评估模型,并确定了可靠度、失效率以及重要度参数的计算方法,通过模拟仿真结果对故障树进行可靠性与失效分析。结果表明:通过降低变压器失效概率、提高设备可靠度以及准确掌握变压器可靠性水平为变压器状态检修提供指导,从而提高电力变压器的运行安全性与可靠性,对保障电网安全可靠运行具有重要意义。     

智能变电站智能电子设备在线评估及动态重构

设备在线健康诊断及失效功能恢复是智能变电站可靠运行的保障。阐述了智能变电站智能电子设备(IED)在线评估与动态重构技术发展的迫切性。基于现有的IEC 61850标准和即插即用技术,提出了在线评估与动态重构冗余备用的技术方案,探讨了即插即用、诊断模型、IED数据库自动生成、在线评估和动态重构等关键内容,分析了当前亟须解决的主要问题,符合新一代智能变电站发展方向。