基于马尔可夫状态空间法的超高压电网继电保护系统可靠性分析模型

基于马尔可夫状态空间法给出了保护可靠性的简化通用分析模型,结合目前超高压电网继电保护系统实际配置情况,建立了详细的状态空间模型,该模型考虑了继电保护装置的自检、在线监视功能及冗余配置等因素,还计入保护误动的影响,具有很好的通用性。根据提出的主保护动作可靠性及继电保护系统可用性的相关评价指标,结合具体算例详细分析了装置自检及检修周期等因素对保护系统可靠性的影响,验证了该分析模型的正确性。文章最后探讨了继电保护最佳检修周期的确定原则。     

继电保护系统可靠性建模分析研究综述

电力系统发生事故时,继电保护的拒动和误动、断路器拒动以及突然大负荷转移可能发生连锁反应而造成系统崩溃,导致大面积停电,造成重大经济损失。国外历次大停电事故的反思,最重要的就是要不断提高电力系统的可靠性,而继电保护系统是保证电力系统安全可靠运行的重要环节,其可靠性模型将直接影响电网风险评估的准确性。为此,以继电保护系统可靠性建模为分析研究对象,对多种继电保护可靠性评估算法进行了综述与比较分析,提出了电网风险评估计及继电保护系统可靠性模型的影响。     

继电保护系统失效概率算法

计算继电保护系统的失效概率和量化其对一次元件实时停运的影响是电网运行可靠性评估的重要研究内容.所提出的继电保护系统可靠性模型能够反映其保护原理、配置情况和配合关系.一方面,保护硬件故障引起的失效被称为一类失效,利用统计数据可计算其概率;另一方面,如果继电保护系统的设置不适应目前电网运行状态,将产生隐蔽性故障,被称为二类失效.因此,提出保护功能模块的不动作概率用来反映一次系统故障类型和保护原理的影响,并基于不动作概率计算二类失效概率.最后,考虑继电保护系统失效的影响,推导出一次系统元件停运概率的计算式.     

综合定量计算继电保护系统可靠性

提出了2个评估继电保护系统可靠性的指标.对影响继电保护系统可靠性的因素进行分类,并分别建立了软件数学模型、硬件数学模型及人员可靠性模型,得到数字保护系统的状态空间图,应用马尔柯夫过程求解系统在无备用和有备用情况下的综合失效率及可用度.以一实际保护系统参数为例进行计算,验证了所提出的指标和所建立模型的合理性和有效性.     

阶段式保护原理性失效风险的概率评估方法

继电保护对电力系统的安全稳定运行有着重大影响,其可靠性研究一直是电力工作者关注的课题。针对目前继电保护系统可靠性及风险评估方法存在难以反映保护原理特性、动作时序特性等不足,在保护元件原理性失效概率模型的基础上,确定了继电保护系统的风险评估指标,并制定了阶段式保护原理性失效风险评估的详细流程。最后分析了某实际电网中距离保护的原理性失效风险,结果表明该方法有助于寻找保护系统的薄弱环节、发现其他系统难以发现的问题,并能为保护定值校核等系统提供参考冗余信息。     

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。     

风电接入对继电保护的影响综述

对国内外风电接入后对电网继电保护的影响问题进行了综述。分析了不同类型风电机组的故障特征、短路电流特性以及影响风电场短路电流的因素。分别论述了风电接入对送出变压器、送出线路以及配电网继电保护的影响。基于风电接入系统继电保护的性能,总结了风电接入系统继电保护存在的不协调问题及相应的解决方案。建议后续研究应基于风电场的低电压穿越特性加强风电系统故障特性研究,重视风电场自动控制系统和电网继电保护与安全自动装置的配合,研究机组保护与风电场保护、系统保护之间的协调配合,全面解决风电系统继电保护面临的问题。     

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。     

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。     

不同过程层网络结构的保护系统可靠性分析

数字化变电站过程层存在多种形式的网络结构,研究不同网络结构下继电保护系统的可靠性对过程层网络结构的选择和工程应用具有重要意义。根据数字化变电站继电保护系统的构成特点,提出了一种保护系统可靠性分析方法。该方法将保护系统划分为采样子系统和跳闸子系统,分别建立其故障树模型。综合考虑设备故障和修复过程,利用故障树和蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真相结合的求解方法计算保护系统可靠性。最后应用所提出的分析方法,对不同网络结构下保护系统的可靠性进行了评估,通过对元件概率重要度分析,给出了影响保护系统可靠性的主要元件。