电力二次系统安全风险评估研究综述

为降低电力二次系统安全风险整体水平,实现智能电网条件下电力系统高效运行,对电力二次系统安全风险评估研究进行了综述。分别从二次设备、信息系统和人为因素3方面论述二次系统风险因素的来源,综述各风险因素的作用形式和对一次系统的影响。从二次设备、信息安全和人为风险3个领域总结并评述了国内外电力二次系统风险评估的研究现状,从模型方法、数据来源和风险指标等方面比较了已有研究成果的优点和不足。分析了在智能电网条件下,电力二次系统安全风险评估面临的系统复杂性、风险因素来源综合多样和风险基础数据缺乏等问题与挑战,并指出未来二次系统风险评估的研究方向为风险因素、数据获取、评估模型和风险应用4个方面。     

新型原理的网络化变电站保护

针对常规变电站自动化系统保护功能不足问题,利用间隔层智能电子设备通过数字通信网络进行信息交互,协同实现保护功能。其实现方法是对现有的智能一次设备,提出满足IEC61850规约的基本二次功能,再通过对智能一次设备的研究和功能扩展,为网络化保护发展提供条件。最终实现了满足现有变电站自动化系统安全性、可靠性、稳定性且遵循IEC61850规约的网络化保护,体现了变电站二次系统应用功能的创新。该产品已经在数字化变电站工程中投入运行,并取得了良好效果。     

新型原理的网络化变电站保护

针对常规变电站自动化系统保护功能不足问题,利用间隔层智能电子设备通过数字通信网络进行信息交互,协同实现保护功能.其实现方法是对现有的智能一次设备,提出满足IEC61850规约的基本二次功能,再通过对智能一次设备的研究和功能扩展,为网络化保护发展提供条件.最终实现了满足现有变电站自动化系统安全性、可靠性、稳定性且遵循IEC61850规约的网络化保护,体现了变电站二次系统应用功能的创新.该产品已经在数字化变电站工程中投入运行,并取得了良好效果.     

改进严重度模型下计及二次系统影响的电网风险评估

提出一种改进严重度模型下计及二次系统影响的电力系统风险评估方法。首先,分析了继电保护隐性故障、自动重合闸成功率以及自动切负荷装置对风险评估的影响,并建立相应的风险评估模型;其次,在基于效应理论的严重度模型中引入重要程度因子,提出改进严重度模型的风险指标量化方法。对改进IEEE-RTS79 节点测试系统进行风险评估,验证了所提模型及方法的合理性与有效性,结果表明,相比于传统风险评估方法,本文所提评估方法更合理、更符合系统实际;通过评估结果辨识电力系统中薄弱环节,为电力系统运维检修和风险管控提供参考和依据。 #$NL关键词：二次系统;隐性故障;改进严重度;风险评估;风险管控#$NL中图分类号：TM715     

基于SCD文件的智能变电站二次回路可视化

智能变电站采用全站配置描述文件描述二次回路,而全站配置描述文件的可读性较差且不含对二次物理回路和物理端子的描述。为解决现有全站配置描述解析软件和方法无法实现对二次回路完全可视化的问题,本文基于IEC61850标准建立交换机和配线架的智能电子设备模型以扩充全站配置描述文件,为二次物理回路可视化提供依据,并设计了基于C#的智能变电站二次回路可视化系统用于解析扩充智能电子设备模型后的全站配置描述文件。用该可视化系统解析扩充后的内蒙古某智能变电站的全站配置描述文件,可展示站内二次虚回路和二次物理回路,验证了该可视化系统的有效性。     

电气二次设备风险量化评估体系设计

提出了一种针对电气二次设备的风险量化评估体系和方法。该体系应用风险评估基础理论、可靠性理论和全生命周期理论,针对电气二次设备自身特点提出并建立了失效模型;将状态评价与风险评估工作有机结合,建立基于二次设备状态评价系统的风险量化评估模型;同时根据各量化模型的数据结构,设计了风险量化评估体系中各关键技术的工作机制。该评估体系目前已应用于广东电网二次设备风险评估工作中,使得电网运行风险管理由表面、定性评价向精细化、量化方向转化,为开展电气二次设备风险控制工作提供了科学依据。     

一二次系统融合的电网风险评估实用化计算方法及数据建模研究

二次系统在电网安全运行中的地位日益重要,如何合理评价二次系统对一次系统的影响是全面的电网安全风险评估的难点。以保护系统为研究范例,提出了综合考虑保护功能分解及其与变电站二次元件的拓扑关系模型。依据物理组件与保护功能之间的拓扑关系,给出了由各组件故障概率构成的不同功能配置的保护系统故障概率计算模型。依据保护的失效以及误动和拒动行为对一次系统运行的不同影响,构造了一二次系统融合的风险评估体系及评估流程。基于IEC 61970 CIM标准进行一二次元件信息模型、计算交互模型和事件后果模型的数据建模,并阐述了其风险计算流程中的信息来源及关键步骤。     

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。     

利用小世界网络的电力变压器风险评估方法

对设备进行风险评估,可以得到设备的高风险故障模式,为采取预防维修降低风险,保证设备可靠运行提供了有利保证。为此,从复杂网络的角度对电力变压器的故障传播过程进行了分析,小世界网络的拓扑结构特性能够很好地描述复杂设备故障的发展过程,基于小世界网络理论分析了电力变压器网络的拓扑结构特性,研究了电力变压器故障模式间的故障传播机理,构建了故障发展模型,并采用蚁群算法求取最高风险故障传播路径,获得了与实际故障统计相一致的结果,为电力变压器的风险评估提供了重要依据。     

二次系统隐性故障的多指标综合风险评估

针对二次系统隐性故障可能引发的连锁故障,提出了一种多指标综合风险评估方法。采用马尔科夫状态空间转移方法,求解系统处于不同状态的时变概率及平稳概率。将平稳概率与距离保护相结合,构造反映系统隐性故障的模型。从电网容量、电网用户、电网稳定性3个方面建立电源孤立、负荷切除以及电网解列的风险指标,加权得到反映连锁性故障的综合风险指标。建立了基于蒙特卡洛抽样算法的风险评估体系,并通过具体的算例对多指标风险评估的方法应用进行展示。     

基于风险和检修收益的继电保护设备检修决策方法

针对如何合理制订继电保护设备检修策略的问题,提出基于风险和检修收益的继电保护检修决策方法,从检修顺序和检修等级方面对保护设备实现差异化维修.首先采用一次、二次系统综合风险评估模型,以基于保护状态评价得到的实际故障率为风险发生可能性,保护设备故障对一次系统运行的影响作为风险后果,计算出风险值作为确定检修顺序的依据.然后分析了不同检修方式下的检修成本和对继保设备故障率的影响,利用检修风险收益模型确定了保护设备的检修方式.使检修决策不仅保证设备的可靠性,还在一定程度上兼顾检修的经济性.最后利用IEEE 9节点系统进行了仿真计算,结果证明了所提方法的合理性.     

智能变电站建设方案分析

结合内蒙古在建的首座智能变电站—包头西500 kV变电站的设计方案,分析了目前国内智能变电站建设的普遍模式,介绍了智能变电站的系统配置和网络结构:智能变电站由站控层、间隔层和过程层及其相应的网络构成,全站在采用相同的数据规约(IEC 61850)下建立统一的数据平台,实现站内信息的共享;模拟量采集采用"常规互感器+合并单元"的模式;所有保护装置均直采直跳,站内交流及公用直流统一监控。同时指出了智能变电站建设中存在户外智能柜内的二次设备要经受高、低温考验、TA内部出现保护死区、需要熔接大量光纤等问题。     

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。     

新一代智能变电站控制保护一体化智能终端研究与开发

适应新一代智能变电站对二次设备功能一体化的要求,对集成保护控制功能的智能变电站一体化智能终端进行研究。结合间隔层和过程层二次设备的工程配置,对一体化智能终端的接口标准化、功能整合、信息共享、整装置的即插即用、软硬件集成以及可靠性设计等进行研究。依托新一代智能变电站层次化保护系统体系架构,提出一种实现间隔功能自治的一体化装置设计方案。采用多CPU信息融合与高速交互技术,在一套装置中集成了合并单元、智能终端、测控和保护装置的功能。基于紧凑型设计原则开发了适用于220 kV线路间隔的智能变电站控制保护一体化智能终端样机。通过测试验证,表明方案能减少二次设备数量,简化智能变电站系统架构。     

智能变电站二次回路智能预警及故障诊断技术研究

智能站二次信息传输由以前的电缆改成光纤传输方式,存在信息传输不透明、缺陷查找不方便等问题,基于此,提出了智能变电站二次回路智能预警及故障诊断方案,并开发了相应的智能预警及故障诊断系统;根据智能变电站信息传输的特点,针对IEC 61850协议中没有物理链路模型的问题,对过程层二次通信中相应的物理信息节点进行建模,构建二次设备通信的物理拓扑;将二次设备虚回路信息流映射到相应的物理拓扑中,使物理拓扑与虚回路信息有机融合,构建完善、虚实结合的二次回路拓扑架构;根据智能变电站内信息流特点建立了智能变电站二次回路专家知识库,通过实时获取装置的运行状态信息综合判断回路实际运行状态,以实现智能变电站二次回路的智能预警及故障诊断。     

基于风险传递网络的智能变电站二次系统风险评估

风险评估是运行管理中一项重要的工作。作为保障变电站安全运行的二次系统,很有必要进行风险评估。从之前的研究中可以看出,变电站二次系统风险评估难点在于二次设备数量多,关系复杂,难以统筹考虑,二次设备对一次设备的影响作为主要风险难以量化。为此,提出了风险传递和网络理论相结合的方法。风险评估分为两个部分,一为自身风险评估采用网络理论求解,另一部分为对一次系统的影响,采用风险传递的方式求取。针对不同工作部门的需要,提出了一套风险指标体系。最后采用一个实际运行的智能变电站二次系统验证该方法的正确性。     

智能变电站继电保护系统检修试验方法综述

智能变电站建立在IEC61850通信规范基础上,实现一次设备智能化和二次设备网络化。继电保护功能不再是由单一装置来实现,而是由合并单元、继电保护装置、智能终端通过光纤连接组成一个系统来实现。传统的保护屏硬压板由GOOSE软压板来实现,二次回路全部由光纤代替,模拟信号全部数字化,二次设备保留的检修压板也带来了全新的检修机制。通过比较与传统变电站试验方法的区别,结合作者实际经验提出针对智能变电站的试验方法,并进一步提出检修时的安全措施。     

面向智能变电站二次设备的故障诊断方法研究

针对智能变电站二次设备检修和故障隔离工作的高安全风险,通过对智能变电站二次设备故障状态的分析,提出了一种智能变电站故障诊断新方法用于继电保护测量回路。在变压器阻抗测量的基础上,利用广义变比建立了故障诊断模型,对极性故障进行分析。并通过仿真对该方法的有效性进行验证。结果表明,该方法可以很好地评估电流电压测量回路的故障状况。该研究为智能变电站设备故障诊断的发展提供了参考和借鉴。