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。     

继电保护装置可靠性及其最佳检修周期的研究

针对继电保护装置可靠性（即其误动和拒动的概率）的研究,建立了评价继电保护装置可靠性的马尔科夫模型;运用状态空间法计算了电保护装置的状态概率和可靠性指标;分析了自检周期对保护装置故障率的影响。研究了保护装置最佳检修周期的确定和带自检的微机保护装置和不带自检的传统保护装置在最佳检修周期上的差异;为确定保护装置的最佳检修周期提供了理论依据。     

基于内部温度的继电保护装置时变失效率研究

时变失效率是继电保护装置状态评估的重要指标之一。随着在线监测技术的发展,特别是新一代智能变电站的建设使得继电保护装置的温度参数成为可观测指标。从继电保护装置的温度指标入手,对继电保护装置的时变失效率进行研究。首先将Arrhenius模型与Weibull分布模型相结合,建立了继电保护装置内部主要功能模块在考虑运行温度下的时变老化失效率。然后利用串联模型将各模块的老化失效率和偶然失效率融合,得到了继电保护装置整体的时变失效率模型。随后在算例中建立了某省网继电保护装置的时变失效率模型,并以某台保护装置为例,简要分析了运行温度差异以及装置内部模块更换对失效率的影响。结果表明,运行温度对保护装置的失效率影响显著,且温度差异的影响会随着运行时间的推移逐渐扩大。最后针对实际情况提出了改善运行温度的相关建议。     

基于集对分析和D-S证据理论的继电保护状态评估方法

为提高继电保护设备运行状态评估的准确性,提出一种基于集对分析和D-S证据理论的状态评估方法。首先建立了继电保护运行状态指标评价模型,通过模糊层次分析法和熵值法确定最优组合权重,运行状态个别指标严重偏离正常值时引入变权理论更新指标权重;其次,采用集对分析理论获取样本与正常指标之间的联系度,生成基本概率赋值结果 ;最后通过证据理论进行信息融合,结合最大隶属度原则和信度准则完成评价样本的状态分析。算例中对某继电保护设备状态检修数据进行了评估,评估结果与保护装置实际运行情况相符,由此验证了该评估方法的可靠性和有效性。     

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BP神经网络的继电保护设备状态评价方法研究

为了提高继电保护设备运行的可靠性,对继电保护设备状态评价的基本内容和影响因素进行了总结,提出了基于BP神经网络的继电保护状态评价方法,收集并整理继电保护的历史数据,将数据进行分析,采用BP神经网络算法对数据进行训练和验证,最后对所训练的模型进行评价,得出继电保护设备状态评价数据。实例分析结果表明,所采用的评价方法用于CSC-103数字式线路电流纵差保护装置和RCS-902超高压线路成套保护装置中,都能很好地实现故障预警和评估,有利于事故发生的预防。     

基于时变通用生成函数的孤岛运行模式下微电网可靠性评估

并网型微电网进入孤岛运行模式后,其未来短期运行的供电可靠性具有时变性。为此,提出基于时变通用生成函数(TVUGF)的可靠性评估方法。采用马尔可夫—TVUGF模型求取预测风速状态概率及微电网系统时变状态概率,得到分布式电源出力TVUGF模型;考虑微电网计划解列和孤岛切负荷策略,对每个系统状态进行分类故障影响分析,建立微电网可靠性TVUGF模型,进而得出微电网负荷点和系统可靠性指标。考虑到TVUGF运算中需计算的状态数较多,提出TVUGF运算的合并同类项和状态重新划分法,以减少计算量,提高计算速度。采用所述方法对典型低压微电网系统进行可靠性评估,评估结果及分析验证了该方法的正确性和有效性。     

基于Markov模型的高压输电线继电保护装置风险评估

评估运行中的继电保护装置可能引起的后果,是继电保护评估的一个重要问题。结合线路状态和保护装置失效机理,提出了高压输电线继电保护装置风险评估方法。首先,给出输电线与保护的10种状态;进一步,根据保护的自检特性,归纳获得了由保护装置引发的4种风险,即显性误动风险、显性拒动风险、隐性误动风险和隐性拒动风险。然后,根据输电线路和保护装置的状态划分,建立10状态Markov模型,并利用Markov模型给出上述4种风险指标计算方法;最后,基于某电网实测数据,对比了风险与传统可靠性指标在评价可靠性上的差异,分析了自检率对风险的影响。分析表明,风险与不可用率随定检周期变化差异明显,降低失效率或增大自检率能有效地降低系统风险与不可用率。     

基于线路二次设备实时信息的保护定值风险评估研究

对继电保护设备风险程度进行评估,及时发现继电保护系统薄弱环节,对维持电力系统安全稳定运行具有重要作用。以故障发生概率和危害程度作为继电保护定值风险评估的量化指标,提出了一种基于线路二次设备实时信息的保护定值风险评估方法。基于继电保护拒动和误动两个方面对保护不正确动作的概率进行计算,并以相对负荷损失这一特征量来定量分析保护不正确动作的危害。从保护定值的配合关系和继电保护系统的硬件缺陷两个方面,对保护装置整体闭锁和主保护闭锁这两种闭锁情况下的保护定值在线校核策略进行研究,建立以单个保护装置为研究对象的保护定值风险评估模型。通过对某地区电网线路保护装置进行定值风险评估,验证了所提方法的合理性和可行性。该方法有利于发现继电保护系统的薄弱环节,提升电力系统的安全性和可靠性。研究成果对提升电网安全可靠运行具有指导意义。     

基于SSA-SVM的继电保护装置状态评估方法研究

运维检修人员对保护装置检修时需制定检修计划。为了对保护装置准确评估和精准检修,提出了一种基于麻雀搜索算法优化SVM的继电保护装置状态评估方法。根据建立的继电保护装置指标体系对保护装置健康状态进行分类,实现继电保护装置的状态评估。首先,建立继电保护装置状态评价指标体系,根据指标体系采集保护装置的相关数据。其次,建立SSA-SVM继电保护装置状态评估模型,采用该模型将保护装置健康状态按正常、注意、异常和严重进行分类。最后,分别采用SSA-SVM、BA-SVM、GWO-SVM、WOA-SVM算法评估继电保护装置的健康状态,并比较各算法评估保护装置健康状态的准确性和实时性。仿真结果表明,SSA-SVM算法评估保护装置健康状态的准确性最高,保护装置状态评估结果可为运维检修人员提供检修依据。     

电力系统继电保护装置运行可靠性指标探讨

电力系统保护中继电保护装置运行时可靠性指标的定义和计算与电力系统可靠性指标计算、继电保护装置的评价、使用、完善与发展等密切相关.而确定继电保护装置运行状态的内涵则是一个十分关键的环节.过去对于继电保护装置运行状态的定义是否能正确而合理地反映继电保护装置的性能是一个值得进一步深入探讨的重要问题.作者就继电保护装置可靠性指标的内涵和计算提出的看法,可以促进继电保护装置的运行性能的合理评估和保护装置的完善.     

继电保护装置最佳检修周期的研究

针对继电保护装置检修最佳周期难以确定的问题,阐述了继电保护的失效分布模型,分析了模型参数与故障过程的关系,提出了经济性和可靠性约束条件,并根据历年故障数据和经验数据进行Matlab仿真分析。计算结果表明,这种基于非齐次泊松过程的计算方法,可以简单有效地计算出继电保护装置最佳检修周期,为继电保护检修计划制定和状态检修应用提供了理论指导依据。     

一种智能变电站保护装置寿命预测方法

继电保护设备剩余有效寿命预测是智能变电站二次设备状态检修的技术关键.文中提出了一种基于马尔科夫链的智能变电站继电保护设备寿命预测方法,该方法基于马尔科夫链,利用设备在线监测信息和历史运行数据获得其状态分布向量以及状态转移矩阵,进而根据可靠性原理预测其剩余有效寿命.算例分析结果表明该方法可以对保护装置未来运行状态分布和剩余寿命进行有效预测,其预测结果可以为运行人员提供参考.目前该方法已应用在实际智能变电站的二次设备在线监测系统中,有助于提高智能变电站的安全运行水平.     

基于分层马尔可夫模型的冗余配置保护最优检修周期研究

为解决基于马尔可夫方法评估冗余配置继电保护系统的可靠性会遇到状态数目多、状态划分难的问题,提出分层马尔可夫可靠性模型。在建立马尔可夫状态空间过程中,根据被保护设备所处的状态将被保护设备和保护装置的状态分为若干层,接着对每层再进行详细的状态划分,通过双重主保护加后备保护验证提出的可靠性模型并根据相应的可靠性指标求解该配置继电保护系统的最优检修周期。结果表明：继电保护装置的过检修和欠检修对保护系统的可靠性都不利,保护冗余配置比单重配置的可靠性更高,而且最优检修周期也更长,影响继电保护最优检修周期的主要因素是保护自身的可靠性,与被保护设备的可靠性关系不大,同时本方法可解决状态划分过程中的状态遗漏问题。     

考虑充裕条件下变压器模糊状态可靠性评估

电力变压器的运行状态会直接影响电力系统的安全可靠运行,因此有必要对考虑备用的多状态电力变压器组进行可靠性分析,定量评估电力变压器组的时变可靠性。首先,通过分析电力变压器的多状态特性,概述含备用的多状态电力变压器。其次,对多状态变压器建立马尔可夫过程模型,提出基于马尔可夫模型的备用变压器组时变可靠性评估方法。最后,以两台互为备用的变压器组为例进行算例分析,验证了所提模型和方法的有效性。     

数字继电保护装置可靠性研究

提出一种定量分析数字继电保护装置可靠性的方法：首先提出并定义定量评估保护装置可靠性的指标——保护可用度和保护可靠性经济系数；然后建立装置的硬件和软件失效率模型，得到数字保护装置状态空间图：最后用解析法求解保护可用度和保护可靠性经济系数。文中并以一实际数字保护装置为例进行可靠性评估，用变参数法进行灵敏度分析，以探求保护设计中最优的增强性措施。结果表明：该方法可有效用于数字继电保护装置的可靠性评估与分析。     

继电保护装置时变失效率估算及其区域性差异分析

相比恒定失效率,时变失效率在可靠性评估的准确度方面具有优势。文中针对电网继电保护装置失效特性,在区分偶然失效和老化失效的基础上,利用指数分布函数拟合估算继电保护装置的常值偶然失效率,利用Weibull、正态等分布函数拟合,估算时变的老化失效率,并利用可决系数比较拟合的优劣。基于区域电网继电保护装置现场失效情况形成数据,获得了该电网保护装置的时变失效率。仿真表明,实际电网的老化失效数据符合Weibull分布。针对该电网地理特点,分析了环境、区域因素对保护装置失效率的影响,结果表明该区域电网保护装置恒定失效率基本一致,老化失效率与自然气候相关。     

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.     

基于单位生命周期费用最小的继电保护装置更换策略

从可靠性经济的角度对继电保护装置的最小维修模型进行建模,并基于该模型计算最优更换周期。采用泊松分布拟合和Cramer-von Mises拟合优度检验确定继电保护装置的故障特性,采用对数正态分布拟合保护装置修复特性,从而构建最小维修模型;将单位生命周期费用应用于继电保护可靠性评估,制定以单位生命周期费用最小为目标的继电保护装置更换策略。依据现场保护装置的实际运行数据并考虑保护双重化的影响,对最优更换周期进行求解,验证了该策略的可行性。     

继电保护装置更换优化

从可靠性经济的角度对继电保护装置的最小维修模型建模,并基于该模型计算最优更换周期.具体地,采用泊松分布拟合和Cramer-von Mises拟合优度检验确定继电保护装置的故障特性,采用对数正态分布拟合保护装置修复特性,从而构建最小维修模型;进一步,将单位生命周期费用应用于继电保护可靠性评估,制定以单位生命周期费用最小为目标的继电保护装置更换策略.依据现场保护装置实际运行数据,并考虑保护双重化的影响,求解最优更换周期,验证了该策略的可用性.