变电站继电保护设备状态检修可靠性分析方法研究

为进一步提高保护系统的可靠性,节约供电企业检修成本,需要对变电站继电保护设备状态检修的可靠性进行评估。首先,根据失效模式与影响分析法,分析设备的失效风险因素及影响,选取设备失效的可检度、发生度、严重度三项指标,以变电站线路保护装置本体为例进行风险评估,并提出风险应对策略,以提高继电保护设备的可靠性。其次,引入了状态空间法,分别建立变电站继电保护设备定期检修、状态检修马尔科夫模型,应用220 kV线路保护实例数据验证模型合理性,得出状态检修可提高保护设备可用度的结论。最后,通过仿真对设备可靠性进行综合分析,验证定期检修效率、状态评价系数及定期检修周期对保护设备可靠性的影响。     

计及状态检修的继电保护系统可用度影响因素对比研究

目前大多数文献都是研究继电保护本身的可靠性,很少有研究一次设备可靠性对继电保护系统可用度的影响。本文首先介绍了可靠性的评价指标可用度、故障率和修复率,在考虑继电保护系统自检功能的基础上,引入状态检修,对一次设备及其保护系统建立Markov模型,利用状态空间法计算了继电保护的稳态可用度。经Matlab仿真找出保护系统可用度A分别和一次设备可靠性、保护系统可靠性之间的关系曲线,对比得出了保护系统可用度受其自身可靠性影响大于一次设备的结论。     

继电保护在线校核技术研究

为提高继电保护在线校核速度和精度,本文提出将电网能量管理系统每次整定和校核数据回收到知识库中,为下次校核提供匹配数据,使保护和校核系统形成统一数据循环,随着校核次数的增加,知识库数据不断完善,每次校核仅需搜寻匹配数据既可;并定义了支路结构重要度和支路概率重要度指标,通过支路重要度对相应保护装置进行排序,按照重要度排序对系统各保护装置进行有序校核。避免了电网系统继电保护随机校核的盲目性,提高了系统继电保护定值校核速度。     

基于保护重要度的继电保护定值在线校核评估

为了提高继电保护定值在线校核效率,提出一种依据计算保护重要度来判断支路保护装置重要程度的在线校核新方法。该方法将一条支路的所有保护装置作为一个整体,从电网事故后果严重性的角度提出了一种确定支路保护装置重要度的方法,采用负荷孤立、发电机孤立和潮流过载作为支路保护装置重要度的辨识依据,计算出各支路保护装置重要度指标,根据指标的降序来进行保护装置的在线校核。对IEEE 10机39节点系统进行仿真计算并分析了计算结果,验证了该方法的合理性和正确性。     

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。     

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.     

计及保护和断路器动作不确定性的隐性故障检测模型

有关研究表明75%的大停电事故都和继电保护装置的隐性故障有关,防止继电保护系统隐性故障的有效途径是建立隐性故障的监视和控制系统。同时,继电保护信息系统和广域测量系统的快速发展为继电保护隐性故障的检测提供了可用信息源。参考故障诊断构建解析模型的方法,将故障位置、保护启动、保护动作、断路器跳闸、保护返回以及重合闸等信号表示成逻辑变量,根据保护配置以及断路器动作规则以逻辑方程组的形式建立保护信号解析模型。然后,根据继电保护信息系统和广域测量系统所采集的相关信息,利用离散粒子群算法对该模型进行求解。同时,针对保护和断路器动作不确定性所造成得模型多解问题,建立相应的解集评价指标,以确定最符合实际情况的解。最后,将求解所得各信号期望状态与实际状态进行对比,以检测各保护装置是否存在隐性故障。算例表明,该方法可有效检测出存在隐性故障的保护装置。     

基于传输贡献度的继电保护定值在线校核评估方法

为了提高继电保护定值在线校核的效率,提出了一种基于传输贡献度判断支路保护装置重要度的在线校核新方法。该方法将一条支路的所有保护装置作为整体,从电网结构性的角度提出了一种确定支路保护装置重要度的方法,采用网络最大流和复杂网络理论,把传输贡献度作为支路保护装置重要度的辨识依据,从而计算出各支路保护装置重要度指标,根据指标的降序来进行保护装置的在线校核。对IEEE 10机39节点系统进行仿真计算并分析了计算结果,验证了所述方法的合理性和正确性。     

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。     

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。     

波形连接不光滑造成微机保护误起动

利用Matlab软件，提出对电力系统进行数字仿真，结合微机保护装置、继电保护测试仪和模拟断路器形成继电保护仿真系统。针对在对系统进行暂态仿真和故障反演试验中出现的保护误动现象进行了分析，找出保护误动的原因，并且提出两种解决问题的方案。     

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。     

基于继电保护隐性故障的电力系统连锁故障分析

分析了现有的三种继电保护隐性故障模型,建立了新的线路潮流越限时隐性故障模型。该模型考虑了由保护定值导致的可修复隐性故障、由硬件老化导致的不可修复隐性故障以及由恶劣环境等因素引发的隐性故障。采用直流潮流法对电力系统进行连锁故障风险评估,找出风险指标大的关键线路,并据此提出了减小系统连锁故障风险的措施。对TS-9节点系统仿真结果表明,通过提高线路保护装置的可靠性,改善线路的负载能力都能降低风险值,减小系统发生停电的概率。     

考虑故障风险和维修效用的继电保护维修策略

该文提出基于故障风险和维修效用的维修决策方法,对继电保护实现差异化维修。首先构建基于保护状态评价健康指数的实际故障率模型;其次引入风险理论,依据保护实际故障率计算其故障后对系统的风险,将保护装置状态与电网运行风险联系起来;最后提出分割多目标维修效用分析方法,以维修后设备故障率减少量、故障风险减少量来决策是否维修及进行何种维修模式。算例分析表明,该决策方法全面考虑了保护状态及保护故障对系统风险的影响,能够快速、有效地进行维修决策。     

考虑保护重要度的继电保护定值在线校核

现代互联电网运行方式灵活多变,对继电保护的要求越来越高.为了使继电保护定值校核和管理更加科学有效,提出了考虑保护重要度的继电保护定值在线校核.首先将风险评估理论和电网连锁故障风险相结合,得出系统综合风险并将其用于衡量各保护的重要度;然后根据重要度从高到低的顺序对所有保护定值进行在线校核.通过IEEE39节点系统的仿真和算法复杂度的分析,验证了该方法的可行性和正确性,避免了传统随机校核各保护定值带来的不足,对提高电力系统的安全稳定运行有着重要意义.     

基于继电保护隐性故障的电力系统连锁故障分析

分析了现有的三种继电保护隐性故障模型,建立了新的线路潮流越限时隐性故障模型.该模型考虑了由保护定值导致的可修复隐性故障、由硬件老化导致的不可修复隐性故障以及由恶劣环境等因素引发的隐性故障.采用直流潮流法对电力系统进行连锁故障风险评估,找出风险指标大的关键线路,并据此提出了减小系统连锁故障风险的措施.对TS-9节点系统仿真结果表明,通过提高线路保护装置的可靠性,改善线路的负载能力都能降低风险值,减小系统发生停电的概率.     

考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估

提出了考虑继电保护隐性故障的电力系统连锁故障风险评估方法。采用继电保护隐性故障的概率模型描述保护装置对电力系统风险的影响,通过分析保护系统的机理表明保护装置在连锁故障中的作用,用母线孤立风险、负荷孤立风险、电网解列风险及系统综合风险来评估系统的连锁故障风险,并据此提出了减小系统连锁故障风险的预防措施。应用蒙特卡罗方法产生系统事故、保护装置和隐性故障的随机特性,编写了电力系统连锁故障风险评估与预防软件。IEEE118节点系统的应用结果证明了该方法的可行性及软件的有效性。     

四川电网500 kV系统保护运行情况分析

通过对四川电网500kV系统继电保护装置近几年的运行情况的统计分析，使各级继电保护管理人员进一步了解500kV系统继电保护装置的运行现状，并从500kV系统继电保护装置调试及运行中发现的一些问题及几次典型事故的分析中，找出危及保护装置正确动作的隐患，以帮助保护人员加深对此类保护的认识，防止类似事故的重现。     

符合IEC 61850标准的数字化线路保护研究

以超高压线路保护为例,参考IEC 61850标准的功能分层结构,将传统保护装置的各功能模块分映射至间隔层或过程层,构建符合IEC 61850的新型数字化线路保护。符合IEC 61850的数字化线路保护装置硬件平台采用卡件式的设计理念,将各逻辑设备映射到具体的卡件,使用以太网和交换机作为各卡件之间数据交互的通道。符合IEC 61850的继电保护软件对通信功能有了更高的要求,传统的前后台系统开发方式已不再适用,基于μC/OS-Ⅱ的继电保护软件不仅可以提高开发效率,而且能够改善保护的性能。试验表明符合IEC 61850的数字化线路保护装置由于采用了电子式电流互感器和引入了嵌入式实时操作系统,在防止差动保护误动和缩短保护跳闸出口时间等性能方面得到了改善。