电网一次设备状态检修风险评估方法改进

电网一次设备风险评估结论是状态检修辅助决策中的一个重要依据。传统风险评估方法对电气元件在电网中的位置重要性(系统枢纽变电站、地区重要变电站和一般变电站)进行粗略分类定级,没有基于电网潮流的定量计算分析,也未考虑元件检修对电网造成的损失影响,对电力系统元件检修决策难以定量指导。在弥补传统风险评估方法不足的基础上,提出了基于电网安全分析的电网一次设备风险定量评估方法,该方法主要对元件故障后电网稳定情况、减供负荷值等指标进行分析,根据各指标值对电网不同运行方式下一次设备故障的风险损失进行计算,风险损失以货币形式给出。该方法根据设备运行与检修存在风险的比值结果,指导设备状态检修工作。通过实例计算,结果表明改进算法能够更准确地反映设备在电网中的运行状态,弥补了传统评估方法的不足。     

灾害天气下计及一二次设备耦合故障的电网短时风险评估

灾害天气下电网发生短时多重故障有可能超出保护系统预设的反应能力,一二次设备耦合影响将助推多重故障风险发展和蔓延。为此,提出了计及一二次设备耦合故障的短时风险评估方法。首先,分析了一次设备与二次设备之间的交互作用及其对电网短时运行风险的影响。其次,构建了一次设备和二次设备的故障概率模型,重点分析了一二次设备耦合故障引发保护拒动的概率。然后,结合保护系统对超预期故障的反应能力,提出了灾害天气下电网短时多重故障风险评估方法。最后,采用改造的IEEE39节点系统对所提方法进行测试。算例结果表明：受外界气象环境影响,保护系统缺陷暴露导致非期望动作使得电网多重故障风险更为严重;综合考虑灾害天气对一二次设备影响下的短时运行风险,对于发现和消除保护系统薄弱环节及制定电网降风险运行策略具有一定参考价值。     

计及主设备时变状态的变电站短时风险评估方法

传统的变电站风险评估以主设备年平均故障率计算主接线可靠性,不能反映设备时变故障风险及其对负荷点供电的影响。将主设备的运行风险考虑为设备自身状态和外部运行气象环境方面因素的影响,以比例风险模型量化设备运行风险。考虑到基于故障树的设备状态评分的分散性较大,不同部件故障对设备故障停运的影响程度不一样,建立了基于层次分析法的设备状态模糊综合评价方法。在此基础上,以电源进线到负荷点之间的连通性为风险量化指标,建立了计及供电连通性的变电站风险评估模型。以IEEE-RTS79系统的变电站为测试对象,对所提方法的效果进行验证。算例表明:主设备在不同场景下的故障率对变电站风险评估结果影响较大,验证了短时风险评估的必要性和所提方法的可行性。     

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。     

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。     

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.     

智能变电站二次系统失效风险评估方法

针对智能变电站二次系统建立失效风险评估模型,可以在设备失效风险累积到一定程度时及时安排检修,有效防止系统性故障。文中提出利用可靠性分析工程中的威布尔函数作为二次设备建立失效概率模型,基于二次设备的型式试验、日常运行状态样本数据,采用平均秩次法与最小二乘估计计算回归方程展开模型参数估计,可以获得更加贴近现实运行条件的设备失效模型;利用故障树方法建立二次系统失效与单台设备失效之间的关联关系,可以定量地计算二次系统运行风险顶事件概率分布函数,从而为二次系统失效风险预警、状态检修提供辅助决策。最后,通过示例计算分析表明,运用文中提出的行二次设备失效模型可以为系统检修提供精准时间安排参考。     

雷雨季节变电设备故障风险分析与防雷措施

针对雷雨季节雷电闪击现象经常出现,电力线路跳闸事故频繁发生,对变电站和电气设备的安全稳定运行造成很大威胁的问题,在分析雷电闪击对变电设备影响的基础上,提出在雷电气候条件下变电设备风险评价指标,利用累计Logistic多元回归函数分析雷电气候因素与变电设备风险等级关系,建立雷雨季节变电设备风险评价模型。同时,针对不同风险等级提出变电站一次系统、二次系统防雷措施。     

变电站直流应急电源开发与设计

直流电源系统是变电站二次核心设备,是进行控制与保护的基础,为变电站中的控制装置、保护装置等提供工作电源.当变电站的交流电源失效后,作为应急电源,直流电源系统能够对变电站的安全性、稳定性、可靠性产生关键性影响.本文设计了一种直流应急电源,能够在紧急情况下为变电站的二次设备提供电能,保证二次设备工作的连续性.该直流应急电源采用了高频开关技术,具有体积小、功耗低、可靠性高的特点,能够在变电站的日常运行中发挥重要作用,宜进行大规模推广应用.     

基于无线通信的二次交流回路无线遥测系统的开发

对现有变电站二次设备新投运时对其二次交流回路开展的核相和带负荷校保护试验的不足之处,利用无线通信技术,提出了一种基于无线通信的便携式变电站二次交流回路遥测系统。阐述了其系统构成、技术特点和应用效果。并给出了系统硬件和软件的具体设计方法。借助遥测系统对变电站二次交流回路进行遥测试验,结果表明该系统满足现场实际运行要求,解决了变电站二次设备投运调试时所采用的传统方法所存在的安全隐患。     

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。     

计及保护失效的智能变电站二次系统综合风险评估研究

为了评估智能变电站二次系统的可靠性,针对现有研究未充分考虑保护失效带来的后果的问题,提出了计及保护失效的智能变电站二次系统的综合风险评估方法。首先利用Markov过程,计算各二次设备的稳态概率。按照IEC61850的功能分解,采用可靠性框图法,计算各保护系统的稳态可用度、稳态误动率、稳态拒动率。针对各保护系统的各失效情景,分析各保护失效事件的发生概率、受到影响的一次设备。采用"删去留下"法,获得保护失效情景下主接线的最小路集,获得主接线的可靠性指标。综合考虑保护系统失效带来的主接线可靠性指标变化与失负荷量,采用保护系统失效情景的发生概率、失负荷量、主接线故障频率相对值三个指标,构造保护系统的异常失效风险指标。以异常失效风险、停运失效风险及其在全站综合风险的占比,定量分析某保护系统失效对全站保护系统综合风险的影响程度。典型变电站的多个算例验证了所提方法的有效性。     

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。     

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。     

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     

计及风险扩散的智能变电站二次系统风险评估模型

智能变电站中引进智能电子设备和虚端子连接,促使在二次系统风险评估时需对智能电子设备间交互关系和智能站二次系统风险扩散过程进行深入研究。基于此,结合二次系统信息流和继电保护逻辑,建立基于功能关联的装置间依赖网络模型,以及保护进程-装置依赖网络模型;并根据部分装置发生故障风险后引发的风险扩散过程,建立二次系统风险扩散模型。最后基于保护系统算例,运用MATLAB仿真分析得到二次系统风险扩散的特征,并从保护系统规模、风险恢复参数和误操作角度对二次系统进行了风险评估,验证了文中所提模型与方法的有效性。     

变电站二次设备防误风险管控系统实现方案

在现有变电站微机防误系统的基础上,采用非电量方式采集二次设备状态,扩展二次设备模型,提出二次设备防误规则,建立一次设备与二次设备、二次设备与二次设备之间的防误逻辑。设计基于专家知识库的二次设备防误算法,实现一、二次设备操作防误闭锁功能。建立二次设备检修断面,通过操作票与上锁、挂牌配合的方式,进行安全隔离措施的布防与检修操作过程防控,实现检修作业全过程安全自动管控。现场实践表明,二次设备防误风险管控系统提升了一、二次设备操作防误水平和检修作业安全风险管控能力,保障电网设备操作的安全性。     

基于风速时间周期特征的风电并网系统风险评估方法

目前的风电并网系统风险评估方法多采用风速的概率分布模型,评估的是系统全年的风险指标,不能反映风速和系统风险的时变特征。提出了风速的时间周期特征,并将其描述为风速长期、平缓的月变化趋势和短期、快速的日波动特征两部分的叠加。用时间周期拟合函数表示风速的月变化趋势,用服从特定概率分布的随机变量表示风速的日波动特征,通过对多年风速样本进行曲线拟合来建立风速的时间周期特征模型。根据该模型模拟得到的时变风速建立风电场出力模型,采用蒙特卡洛模拟方法计算风电并网系统中长期风险指标,反映了系统风险的时变特征。以IEEE-RTS79系统及某风电场实际风速为例,验证了所提方法的有效性。评估结果可为电力系统规划、中长期调度和月发电计划制定等提供重要参考。