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。     

基于可靠性分析的微机继电保护设备最佳检修周期研究

通过引入自检系数、检修成功系数和故障维修系数,改进了微机继电保护设备的可靠性模型。利用新模型分析了保护系统的各种状态和状态间转移关系,绘制了状态空间图。根据马尔可夫理论列写了随机转移概率矩阵,求解了微机继电保护设备各种状态的稳态概率。推导了继电保护设备的检修周期与其不可用率的关系,以不可用率最低为目标确定了最佳检修周期。进一步编制了最佳检修周期的计算软件,实现了对微机继电保护设备可靠性的动态评估。模型的准确性和实用性在一个变压器微机继电保护的算例中得到验证。最后进行灵敏度分析,找出对最佳检修周期影响较大的2个因素为自检系数和检修成功系数。     

基于连续时间马尔可夫链的继电保护装置动作行为预测模型

在继电保护可靠性评估中,使用保护装置状态的稳态概率进行状态枚举与后果分析,难以反映当前运行状态下保护装置的可靠性水平。该文建立了基于历史运行数据的继电保护装置状态转移模型,进而提出了基于连续时间马尔可夫链的时变概率算法,分析了不同保护可靠性参数对继电保护行为预测模型的影响。最后根据模型得到的时变概率曲线图,提出一种紧急调用应急保护装置并投运的策略措施。仿真结果证明了保护装置行为趋势的预测结果符合实际保护装置运行状态发展的客观规律。     

高压继电保护装置的失效特性分析

分析继电保护装置的失效特性,对提升检修的针对性、有效性和经济性有重要意义。首先,对继电保护装置失效的基本特性进行分析,阐述保护失效及失效率的基本定义,并分析了常见的失效率分布函数计算方法;接着,考虑偶然失效与老化失效两种工况,基于韦伯分布法采用最小二乘法对继电保护装置失效函数的相关参数进行拟合计算,求解出符合实际情况的继电保护装置失效率计算函数;最后,对不同失效模式以及不同失效假设下的失效率进行计算,结果表明应用三参数韦伯分布对继电保护装置失效特性的拟合结果准确度要优于其他分布函数,充分证明该方法的优越性与合理性。     

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。     

双重化继电保护系统可靠性的五状态空间模型与评估方法

双重化继电保护配置是220kV及以上输电网的基本要求,对电力系统安全可靠运行有着极其关键的作用。文中针对由两套主保护及远近后备保护所组成的双重化继电保护系统,建立了4种工况下的双重化继电保护系统的五状态空间模型。在五状态空间模型的基础上,根据马尔可夫状态空间的分析原理,构造了其状态转移矩阵,确定了其正确切除故障概率和失效率与系统故障率及不同状态之间维修率的关系。以某电网为实例进行了计算,计算结果充分说明了双重化继电保护配置的重要性和关键作用。     

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。     

短期设备状态检修优化决策模型与求解

随着电网规模的不断扩大,输变电设备的检修工作日益得到重视。在电网状态检修背景下,建立了短期设备状态检修优化决策模型。首先,建立了非时齐马尔可夫过程模型用于描述设备的随机停运过程,为便于问题求解,采用阶梯函数逼近设备的时变故障率,而后,依据设备状态转移具有马尔科夫性质,并且结合马尔科夫报酬模型,给出前瞻时间内设备状态概率的求解方法,以及电网检修损失和故障损失的数学表达。最后,以电网检修损失和故障损失二者之和最小为目标,考虑系统状态检修的相关约束条件,构建了短期输变电设备状态检修优化决策模型。通过IEEE-RTS79系统算例验证模型的可行性和有效性。     

基于半马尔可夫过程的继电保护可靠性建模

长期以来,电力系统可靠性研究是以状态转移函数服从指数分布为假设前提的,而工程实际中预防性检修间隔时间等均为非指数分布,这必将严重影响分析结果的可信度.为此,文中从可靠性数学基础理论出发,以电力系统继电保护为例,计及其预防性检修,研究建立了基于半马尔可夫过程的具有多停运模式的系统可靠性模型并提出其解析求解方法,克服了传统频率持续时间法要求状态转移函数须服从指数分布的局限性,并具备计算速度快、精度高的优势.以实际电力系统继电保护运行统计数据为其可靠性基础数据,通过与基于序贯Monte Carlo模拟法的可靠性指标仿真结果相比较,充分验证了基于半马尔可夫过程的可靠性建模及其解析求解方法在电力系统可靠性应用研究中的科学意义和工程应用价值与前景.     

继电保护装置运行年限评价的研究

针对继电保护状态检修中一刀切地评价装置运行年限的问题,介绍了一种装置合理运行年限估计的方法。首先以装置缺陷产生原因和失效率特点将装置缺陷分为早期缺陷、偶热缺陷和老化缺陷。然后将装置现场数据作为随机截尾试验数据分类计算装置中后期缺陷发生次数期望,其中早期缺陷为固定值,偶然和老化缺陷分别符合指数和威布尔分布。接着分析状态检修制度和装置配置方式对检修工作开展的影响,从而构建以单位时间费用最小为目标的函数估计装置合理的运行年限。最后利用某地区线路保护装置现场数据说明本方法的可行性。     

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.     

基于风险性的继电保护装置可靠性计算

从风险性角度给出了一种评价工矿企业电网继电保护装置可靠性的指标,该指标综合考虑了保护装置的正确不动作事件、失效事件的后果以及被保护设备故障率等因素;将保护装置的拒动失效事件分为不扩大拒动状态和扩大拒动状态,建立了保护动作的马尔可夫模型,运用状态空间法求解出保护装置的可靠性。以失效事件造成的损失最小为目标,确立了可靠性与定期维护周期之间的关系。算例分析结果表明,本文建立的完备概率模型及采用的可靠性计算指标为研究继电保护装置性能,提供了一种新的分析思路。     

基于改进状态空间分割法的继电保护设备拒动风险评估

继电保护设备隐性故障已经成为导致电力系统连锁故障的重要因素.因此,在电力系统的风险分析中,需要突破传统N-1故障设置假设,考虑受继电保护设备隐性故障影响的N-k连锁故障.针对继电保护设备拒动引发连锁故障的问题,首先根据继电保护设备的功能模块建立继电保护设备拒动故障树模型;然后综合考虑元件固有失效率和运行信息,建立继电保护设备拒动概率动态评估模型.基于此,提出一种改进的状态空间分割法对电力系统面临的连锁故障风险进行分析,实现了在枚举空间和抽样空间中进行连锁故障搜索,可提高连锁故障搜索的完备性和风险分析的计算效率.最后,在仿真中验证了所提方法的有效性.     

基于数据拟合的继保设备失效率调整因子模型

分析继保设备检修行为对其失效率的影响,有助于继保设备检修计划制定和实现电网长期稳定可靠运行。基于某地区继电保护设备故障数据,采用Matlab工具箱对分段数据进行失效率函数拟合,然后利用遗传算法对失效率调整因子进行计算,建立基于数据拟合的失效率调整因子模型,并使用多地区的设备故障数据对该模型和德尔菲法的模型进行评估。研究结果表明：基于德尔菲法的失效率调整因子模型低估了检修行为对设备失效率的下调能力,文中模型较基于德尔菲法模型累计残差更小,能够更为准确地反映检修行为对继保设备失效率的影响。     

基于状态监测的继电保护系统检修策略研究

随着智能变电站的不断建设和监测技术手段的不断发展,继电保护系统进行状态检修已成为可能。但现有继电保护状态检修研究大多基于定性分析,缺少科学、合理的定量理论研究。基于此,结合智能变电站继电保护系统各组件的故障机理和类型、演变特点,将影响设备运行工况的因素分成长期演变型和短期骤变型两类。并建立了DTDS(Degradation-Threshold and Degradation-Shock)模型描述各组件在不同运行状况下的故障率分布模型,考虑设备老化、检修回归等因素的影响。其中,通过最小二乘法求解DT(Degradation-Threshold)模型,通过Gamma分布描述DS(Degradation-Shock)模型。在此基础上,结合继电保护系统的误动和拒动特性,分别建立了单套继电保护系统和双重化继电保护系统的风险评估模型,以实现智能变电站继电保护系统的检修策略优化。