继电保护系统失效概率算法

计算继电保护系统的失效概率和量化其对一次元件实时停运的影响是电网运行可靠性评估的重要研究内容.所提出的继电保护系统可靠性模型能够反映其保护原理、配置情况和配合关系.一方面,保护硬件故障引起的失效被称为一类失效,利用统计数据可计算其概率;另一方面,如果继电保护系统的设置不适应目前电网运行状态,将产生隐蔽性故障,被称为二类失效.因此,提出保护功能模块的不动作概率用来反映一次系统故障类型和保护原理的影响,并基于不动作概率计算二类失效概率.最后,考虑继电保护系统失效的影响,推导出一次系统元件停运概率的计算式.     

基于概率行为树的保护系统建模与可靠性定量评估

依据数字继电保护系统的功能和特点,提出一种保护系统的行为树模型及其可靠性定量评估方法。给出硬件部件、软件行为、顺序和选择关系的可靠度模型。对现有行为树模型进行概率扩展后完成对保护系统的建模,给出行为可靠度计算公式以进行保护系统可靠性定量评估。算例仿真计算结果表明,所提方法可正确评估保护系统可靠性,进行薄弱环节识别。     

继电保护原理性运行失效概率模型

建立了继电保护原理性运行失效的双层概率模型,即基于赋时Petri网的保护逻辑动态层和基于模糊Petri网的概率信息层。该模型不仅能够进行保护逻辑的动态仿真,而且能够根据系统运行方式、保护定值和保护逻辑,定量计算保护系统运行过程中由继电保护原理引起的运行失效概率,对继电保护动作特性与特定故障匹配程度的随机性分析具有参考价值。     

基于最大熵原理的馈线谐波概率评估方法

母线谐波电流是各馈线谐波电流的矢量和。由于各馈线谐波电流占比并不平均,可能出现母线谐波监测正常但实际上个别馈线谐波含量已经超标的情况。为此,提出一种馈线谐波概率评估方法,对馈线谐波状况进行快速评估。基于最大熵原理,推导了馈线谐波电流分配系数的联合概率密度函数,建立了反映下级各馈线谐波电流均未超标的数学模型,求解并绘制了至少存在一条馈线谐波电流超标的概率的曲线图。与拟Mente-Carlo积分比较及实例分析的结果表明了该方法的有效性。     

基于概率的可靠性评估方法

在过去的10多年内,北美电力工业发生了巨大变革,这些变革给电力工业的发展带来了许多不确定因素,从而导致电力系统可靠性传输面临挑战。电力系统规划人员面临着一系列现有规划工具所无法解决的不确定因素。文中介绍了美国电力科学研究院开发的基于概率的可靠性评估(PRA)工具,该工具已经由多家电力公司验证,并在复杂的规划研究中得到成功应用。这一切证明了基于概率的可靠性评估方法及相应工具可以解决不确定性对系统的影响,从而帮助系统规划人员显著提高规划的有效性。     

电力系统概率充分性和概率稳定性的综合评估

采用概率方法对组合电力系统的充分性和稳定性进行综合评估，涉及内容包括元件运行状态模拟，网络拓扑分析，潮流计算，暂态稳定计算，有功发电再调度，无功电压校正等的数学建模，多种紧急控制措施和发电再调度的模拟，文中给出了组合电力系统概率充分性和概率稳定性的综合评估算法流程和指标体系，并对IEEE测试系统的计算结果进行了分析，其结果证明了概率综合评估算法的必要性和可行性。     

采用瞬时概率的运行可靠性短期评估

提出运行可靠性短期评估的概念和算法,基于元件实时可靠性模型研究运行状态对系统可靠性的影响,基于马尔柯夫过程的瞬时状态概率进行系统状态预测和评估,研究系统在当前运行状态下的短期可靠性水平。通过分析与算例表明,系统短期与长期的可靠性存在不同,基于瞬时概率进行评估才能表征系统短期的可靠性水平。进一步综合考虑系统状态的可能性与严重性,定义了指标精度。按照概率大小进行系统状态选择,按照指标精度进行状态截止,并研究了状态截止精度随预测时间的变化关系,表明短期评估只需选择少量系统状态就能满足较高的评估精度,具备在线应用的前景,通过算例IEEE-RTS进行了验证。     

基于概率的可靠性评估方法

在过去的10多年内，北美电力工业发生了巨大变革，这些变革给电力工业的发展带来了许多不确定因素，从而导致电力系统可靠性传输面临挑战。电力系统规划人员面临着一系列现有规划工具所无法解决的不确定因素。文中介绍了美国电力科学研究院开发的基于概率的可靠性评估（PRA）工具，该工具已经由多家电力公司验证，并在复杂的规划研究中得到成功应用。这一切证明了基于概率的可靠性评估方法及相应工具可以解决不确定性对系统的影响，从而帮助系统规划人员显著提高规划的有效性。     

组合电力系统概率安全性与概率充裕性综合评估

概率安全性与概率充裕性评估是组合电力系统可靠性研究的两个方面。由于建模的复杂性和巨大的计算量,二者在过去一直是分开研究的,这样造成所得的两类指标缺乏可比性和统一性。本文将二者协调统一在同一框架内,提出了一整套综合评估风险指标,建立了完整的基于序贯蒙特卡罗仿真的发输电合成系统可靠性综合评估新体系。算法结合自组织映射网络和合并相同系统状态加速计算技术,并在安全性评估中考虑了不对称故障等多种故障模式对可靠性指标的影响。对IEEE标准可靠性测试系统进行计算分析,结果表明所提算法可行有效。     

风电机组出力的概率性评估

考虑运行、停运和降额状态,建立了风电机组的多状态故障模型;考虑风速的随机性和风机本身的故障率对风机出力的影响,运用蒙特卡罗方法对风机状态和风速进行概率抽样,并对风电机组的出力进行概率评估。在Matlab中建立了风电机组出力概率评估的仿真程序,并对某风电场1.5MW系列风电机组出力进行概率评估,给出了该类型风机不同出力状态下的概率,结果验证了所建可靠性模型和评估方法的有效性和适应性。     

一种电力系统连锁故障的概率风险评估方法

讨论了连锁故障风险评估的框架结构,即确定元件停运模型、选择初始系统状态、相继故障过程分析和风险计算。该文在分析中考虑了保护误动、断路器拒动、元件组停运、电站相关停运、共因停运等相关停运模型,利用功能组分解技术和事件树分析法,选择连锁故障的初始系统状态,提出简化相继故障过程分析的依据和处理方法,进而提出一种新的连锁故障概率风险评价方法。通过算例,给出不同停运模式的风险指标以及系统元件的风险排序。仿真结果显示,系统发生连锁故障的总风险值随负荷率的增长而增长。当负荷率小于1时,连锁故障总风险主要由保护误动模式承担;当负荷率达到1和1.26两个临界点时,总风险发生两次突变。其中,第1个临界点受共因停运模式的影响,第2个临界点受单元件强迫停运模式的影响。     

基于测量参数的距离保护运行风险分层评估方法

距离保护的正确工作对电力系统的安全稳定运行意义重大。针对目前距离保护失效概率难以准确反映保护原理、难以计及保护之间配合关系对失效概率的影响且计算方法较为复杂等不足,首先结合阻抗继电器的动作特性,提出了基于启动截距和测量截距的距离保护失效概率计算方法。其次,通过确定保护失效的后果和风险评估指标,进一步制定了距离保护风险评估的详细流程。最后,以IEEE 3机9节点系统为例,分析了其距离保护原理性失效风险。分析结果表明,该方法能有效适应智能电网要求,可准确计算继电保护系统的失效概率和运行风险,并可发现保护系统的部分潜在风险。     

韶关电网安全运行风险评估研究

针对韶关电网的现状和特点,利用暂态风险评估方法和模型对韶关电网进行安全风险评估。采用BPA数字仿真计算程序分析了韶关电网的暂态电压稳定性,以2009年韶关电网220kV主网的3种典型运行方式为评估对象,通过MATLAB编程,对单一故障和严重故障时电网的暂态风险进行评估,并对如何降低韶关电网的运行风险提出了相关的建议。     

一种适用于运行风险评估的元件修复时间概率分布

确定元件在未来短时段内的瞬时状态概率是电力系统运行风险评估研究中的关键问题之一。首先,通过定性分析和定量计算说明描述元件维修时间的概率分布类型、参数对元件的瞬时状态概率值有较大的影响,并说明可靠性研究中采用指数分布描述维修时间不适用于运行风险评估计算。接着提出维修时间概率分布的选型需要满足的3个必要条件。然后,提出一种新的概率分布——“叠加指数分布”,其密度曲线为“铃形”,可很好地表征故障维修时间的分布特点,且使瞬时状态概率易于计算。采用现场实际数据的算例结果显示,叠加指数分布能非常好地符合实际样本,得到的元件瞬时状态概率也相对来说最真实。     

电网连锁故障的概率分析模型及风险评估

按照连锁故障发生、发展的物理过程,并结合各个阶段事件的概率特点,建立了一种电网连锁故障的概率分析方法,对连锁故障的各个环节进行了详细的概率描述。通过对连锁故障过程的模拟,用节点电压越限、出现孤立负荷等指标对连锁故障进行风险评估,找到系统的薄弱环节。采用根据以上理论编写的电力系统连锁故障模拟及风险评估软件,对IEEE 39节点系统进行了算例演示,进一步说明了所提概率分析模型和风险评估方法的合理性。     

地区电网继电保护整定值校核与风险评估系统

常规的继电保护整定计算软件已不能满足专业应用的需求。在总结常规继电保护整定计算软件的应用缺陷及继电保护整定计算专业的应用需求的基础上,论述了构建地区电网继电保护整定值校核与风险评估系统的必要性,详细介绍了该系统各个模块的功能及实现原理。该系统在杭州市电力局的应用,验证了其有效性。     

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。     

考虑断路器在线状态的电网风险评估方法

对高压断路器的在线健康状态进行了综合评估,将其在线健康状态引入到电网的风险评估中,提出一种考虑了高压断路器在线健康状态的电网风险评估方法。文中提出了考虑断路器在线健康状态的停运模型,并在该停运模型的基础上结合以往的线路统计数据,对整体电网的风险评估进行了分析和计算。最后,通过IEEE-RTS 79测试系统对提出的方法进行了仿真计算,通过对电网风险充裕性指标的计算和分析,验证了该方法的科学性和可行性。     

基于马尔可夫链的调度操作流程风险评估及优选方法

提出了一种基于马尔可夫链调度操作流程风险评估及优选方法。分析了影响调度操作风险水平的两类主要因素(各步操作结果、设备故障)的特点,并利用分层方法将二者解耦处理:外层利用马尔可夫链模拟调度操作过程中系统拓扑的变化,并计算各环节对应系统拓扑的概率分布;内层利用状态枚举法计算各系统拓扑对应风险指标,并按外层所得概率分布加权求和,得到各操作环节及整体操作流程的风险指标,基于所得指标,可量化分析不同调度操作流程风险差异。该方法能够快速准确计算调度操作风险指标,为调度工作人员优选操作流程提供指标支持。测试系统及实际系统算例验证了所述方法的正确性、高效性和实用性。     

考虑实时和潜在因素的城市配电网风险评估模型和方法

为了对城市配电网的风险水平进行准确评估,建立了配电网风险评估模型,并提出一种风险评估方法。从运行风险和网架风险两个方面建立配电网的风险评估模型,运行风险反映了配电网当前运行状态下的风险,网架风险反映了网架结构方面存在的潜在风险。通过建立相应的配电网风险指标体系,并结合风险量化值的计算及风险等级的划分确定配电网综合风险水平,在计算风险量化值的过程中采用变权重和对数合成相结合的方式。算例表明所提出的城市配电网风险评估模型和评估方法能够有效地评估配电网的风险。目前,该风险评估模型及方法已在某供电局得到了初步应用。