计及设备老化与计划检修的智能变电站保护系统可靠性评估方法

为了实现对智能变电站保护系统进行可靠性评估的目的,建立精确的保护系统可靠性评估模型至关重要。采用威布尔分布来表征设备老化时设备故障率随时间的变化情况。结合保护系统的计划检修行为,用改善因子来表征计划检修对设备故障率的降低作用,建立了计及设备老化与不完全计划检修的智能变电站保护系统可靠性评估模型。以线路保护系统为例,通过绘制线路保护系统可靠性时变曲线,计算线路保护系统的平均无故障工作时间和计划检修成本等指标对线路保护系统进行可靠性评估。结果表明所提方法能较为准确地反映设备老化与实际检修效果。     

考虑天气变化的输电系统可靠性评估

电力系统可靠性评估的结果受天气变化的影响很大。常规处理天气变化的方法是根据天气情况的平均值对元件的平均故障率进行修正,得出不同天气状态下的平均故障率。但是故障率和天气情况均具有不确定性。为了考虑故障率和天气情况的不确定性对可靠性评估结果的影响,在3态天气模型可靠性评估的基础上,运用联系数处理故障率和天气情况的不确定性。根据联系数运算法则进行输电系统可靠性评估,得到具有联系数形式的可靠性指标。通过评估IEEE-RBTS输电部分的可靠性表明,提出的方法能够反映故障率和天气情况的不确定性对可靠性指标的综合影响,证明了该方法的合理性和有效性。     

基于Markov模型对智能变电站二次系统可靠性评估

可靠性在智能变电站的设计及运行维护中是重要因素。对于目前智能变电站二次保护系统可靠性评估不够完善,将智能变电站二次保护系统采取了状态划分,并基于Markov模型建立了智能变电站二次系统的可靠性的评估模型。并借助实例分析了修复率对系统故障率的影响。结果表明提高修复率可以降低智能变电站二次系统故障率,当修复率成倍变大时二次系统整体故障率降低大约30%左右,同时显性故障率下降显著,隐性故障率下降率较低。在二次系统中可以通过提高修复率来提高系统的可靠性。     

基于单向S-粗集理论的输电系统可靠性评估

为研究复杂天气对输电系统可靠性的影响,提出了一种基于单向S-粗规律和F-分解规律的输电系统可靠性评估方法。通过单向S-粗规律处理故障率和天气情况的不确定性,并建立基于复杂天气因素的输电线路可靠性模型,采用非序贯蒙特卡洛方法进行系统可靠性评估;运用F-分解规律形成干扰度指标,并分析不同天气组合对可靠性指标的影响。IEEE 30节点发输电系统的算例分析表明,考虑天气因素的元件可靠性参数模型能准确预测输电线路故障率,所提可靠性评估方法以客观数据(年气候天数)为基础,可以杜绝人为主观因素的影响,揭示了天气因素对系统可靠性的影响规律,评估结果更客观。     

考虑时变潮流的配电系统规划-运行可靠性精细化评估研究

基于元件保护动作概率模型和同步采样模拟法,提出了一种考虑时变潮流的、适用于规划和运行两阶段的可靠性精细化评估方法。分析了元件连续工作时间的概率分布,推导了元件故障率随载荷变化的显式表达模型。进一步计算得到节点负荷对系统可靠性指标的灵敏度,从而比较分析各个节点新增负荷对系统可靠性的影响程度,并用于可靠性指标快速计算。在故障率、负荷随时间变化的前提下,应用同步采样模拟法进行其他可靠性指标的计算。算例部分计算了频率型指标的瞬时值,发现随着节点负荷的增长,元件处于较短的连续工作时间的概率会增加,系统可靠性因此降低。灵敏度分析评估了各个节点对系统可靠性的影响。同步采样模拟法计算了时间型、电量型指标以及频率型指标的年度值。     

磁通切换电机的马尔科夫可靠性模型分析

马尔科夫模型是评估电机系统可靠性简便且有效的方法,但传统的马尔科夫模型需要求解常微分方程,计算过程比较复杂。该文针对电机系统通常最多发生两个故障的实际情况,提出一种基于马尔科夫链的可靠性快速计算公式。在此基础上对磁通切换电机系统的可靠性进行评估分析。首先,对电机系统进行简化得到评估模型,同时确定评估模型的故障模式;其次,分析故障对系统性能的影响,判断电机可靠性状态,并进行了仿真分析,建立马尔科夫链;最后,计算得到磁通切换电机系统可靠性公式和平均失效前时间(MTTF)。样机实验结果验证了该文分析方法的有效性,为定子永磁电机的可靠性设计奠定了基础。     

±800kV特高压直流输电工程共用接地极的可靠性评价

根据向家坝-上海±800 kV特高压直流输电系统采用双换流器串联的主回路结构特点,以及国内已投运的远距离直流输电系统的可靠性、可用率统计数据,建立了向家坝-上海±800 kV直流系统可靠性评价模型,对每极双换流器串联的直流系统的可靠性进行了计算,提出了±800 kV直流系统可靠性指标。利用该模型,对2个直流系统同时发生同极性单极故障的故障率进行了计算,评估了向家坝-上海±800 kV特高压直流输电工程共用接地极的可靠性和影响。     

应用模拟法进行发输电组合系统可靠性评估的研究

电力系统可靠性评估的方法可分为两大类解析法和模拟法。通过对发、输电组合系统可靠性的研究,建立了其评估模型,包括系统停运模型、负荷模型、运行调整策略模型、可靠性指标计算模型。并应用离散事件系统模拟法评估发输电组合系统的可靠性,给出了发输电组合系统可靠性评估模型流程图。     

大型(变)电站电气主接线可靠性综合分析系统

在综合电力系统可靠性原理及数据库技术的基础上,开发了大型电站电气主接线可靠性评估系统.该系统基于统一n 2状态Markov模型,可对电站电气主接线的充裕性指标、安全性指标和经济性指标进行计算,并能实现系统可靠性指标对元件可靠性参数的敏感度分析.该系统具有查询、计算和分析等功能,可为电站的建设、运行和规划提供重要的量化决策依据.简要介绍了该系统的特点以及系统结构和功能设计.该系统的相关成果已在三峡电站、溪洛渡电站、向家坝电站和安顺500kV变电站等大量工程实际中得到应用,具有良好的工程实用价值.     

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。     

考虑隐性故障的继电保护系统可靠性分析及评估

为了更好地评估继电保护系统的可靠性,搭建了考虑隐性故障和系统运行状态变化时单一保护系统的可靠性模型。而后基于所搭建的可靠性模型,计算得到了随潮流变化时隐性故障率的变化情况和隐性故障修复率对继电保护系统正常运行的影响,并给出了基于概率模型的方法对超高压线路继电保护系统的可靠性进行评估。基于概率模型的方法是对马尔可夫状态空间模型方法的一种简化,适合工程应用,为完善继电保护系统的可靠性评估提供了可行的数学方法。算例验证了所提方法的正确性。     

天气条件相依失效模型的电力系统可靠性评估

研究了可靠性评估中计及天气条件影响的分析方法。建立了考虑两种天气状态时可靠性评估的数学模型,在此基础上拓展为三状态天气评估模型,将马尔科夫方法应用于该模型,推导出系统故障率、故障平均持续时间等指标的计算公式。最后通过算例证明了模型的有效性,结果显示系统可靠性指标受恶劣天气的影响极大。     

高压直流换流站的相关失效模式探讨

相关性是系统失效的普遍特征,是系统可靠性分析中不可回避的问题。对高压直流输电系统两端换流站内的主要相关失效模式进行了分类研究,以交流滤波器组、控制保护系统、换流阀系统、平波电抗器等具有代表性的系统为例,根据失效过程的不同特点,分别建立了串联系统、含重复事件的故障树、载荷-性能模型以及马尔柯夫过程等相适应的可靠性分析模型,并给出了相应的系统失效概率计算公式,为高压直流输电系统的可靠性评估提供了有效的模型基础和可行的分析方法。     

基于动态故障树的DEH系统优化的可靠性评价

针对数字电液调节系统（DEH）的功率控制故障后会导致检测系统故障的问题,提出将功率控制切换到主蒸汽压力控制的优化方案,首次利用建立动态故障树的模型评价DEH系统功能的可靠性。将动态故障树转换成可修复的马尔科夫链进行失效率的计算,通过对比优化前后DEH系统的失效率,论证优化方案的可行性以及优化方案对提高系统可靠性的效果。     

数字化变电站自动化系统可靠性评估

对数字化变电站自动化系统（DSAS）的可靠性进行评估是其推广的必要前提。文中提出一种包括DSAS功能可靠性和系统可靠性的评估方法,该方法同时考虑了智能电子设备（IED）的软件、硬件和通信系统的可靠性以及通信时延这几个因素。使用以IED和交换机为顶点、通信链路为边的图来表示DsAS,并根据每个元素“工作”和“失效”两个状...     

Incorporating aging failure mode and multiple capacity state model of HVDC system in power system reliability assessment

The paper presents an approach to incorporating the aging failure mode and multiple capacity states of a HVDC system in power system reliability assessment. Subcomponents in HVDC converter stations have a much shorter mean life compared to an ac line or cable. When their age approaches the mean life, the failure rate due to aging increases greatly and it is necessary to include their aging failure mode in the assessment. The modeling method presented for multiple capacity states includes three reliability block networks. Probabilities of a HVDC system being at the full, derated and zero capacities can be easily calculated using the three reliability networks. Once the state probabilities are obtained, the HVDC system can be represented using a three-state model in overall power system reliability evaluation. An actual example in a utility is given to demonstrate the application of the presented approach in a power supply system with an aged HVDC link.     

一种基于半马尔柯夫过程的配电系统可靠性经济评估方法

针对配电系统故障时间分布不确定的特点,提出了基于半马尔柯夫过程的可靠性经济评估通用方法。建立元件寿命、预防维修时间和修理时间服从任意分布的可靠性评估模型,引入用户停电损失函数研究系统在不完善预防维修情况下的停电损失;通过实例证明了该方法的正确性,显示出该方法对Homogenous M arkov和W e ibu llM arkov算法的兼容性、有效性,同时更清晰地反映了元件故障持续时间分布对系统可靠性经济指标的影响。     

基于Semi-Markov的配电可靠性成本估计

针对配电系统故障时间分布不确定的特点,提出了基于半马尔柯夫过程的可靠性成本评估通用方法。建立元件寿命、预防维修时间和修理时间服从任意分布的可靠性评估模型,引入用户停电损失函数研究系统在不完善预防维修情况下的停电损失;通过实例证明了该方法的正确性,显示出该方法对Homogenous Markov和Weibull Markov算法的兼容性、有效性,同时更清晰地反映了元件故障持续时间分布对系统可靠性经济指标的影响。     

基于成功概率的配电系统可靠性评估新方法

针对传统方法对于复杂配电系统建模复杂或难以克服精度与速度关系的问题,提出了一种配电网可靠性评估的新方法.引入"元件平均成功运行概率"的概念,在进行网络拓扑分析的基础上,只需要一次遍历,即可得到负荷点的故障率和成功运行概率,进而可得负荷点的故障持续时间等所有可靠性指标.该方法的网络模型不会因分支馈线的增多而变得复杂,通过简单的数学运算即可快速准确地得到可靠性指标.通过IEEE RBTS测试系统中的一条主馈线和一条实际系统馈线的计算,证明了该方法具有原理清晰、编程简单、结果准确、计算快速的特点,可有效地进行配电网可靠性分析.     

时空环境相依的电网故障模型及在电网可靠性 评估中的应用

传统的电网可靠性评估采用固定不变的元件年均故障率模型,难以适应电力系统短期风险评估需求。电网故障与灾害性天气具有较强的时间相关性,气象灾害具有明显的季节性特征,因此电网风险也具有时间波动性。在描述电网元件故障参数时,需要从原来的一维横向连续时间下的年均值模型,拓展到考虑历史同期(纵向)时间和导致故障的因素,特别是外部气象环境因素,以便更准确地描述时间及环境相依的电网故障率。在传统年均值模型的基础上建立了不同时间尺度、不同气象灾害类型下的元件故障模型,并依据此模型进行电网可靠性评估。按照该方法对西南某省级电网近3年内500 kV输电线路的故障数据进行了分析,对该电网的可靠性进行了评估。计算结果表明,不同时间段电网的可靠性指标与年均值相比具有较大差异,验证了时空环境相依的可靠性评估的必要性。