智能变电站继电保护装置状态评估实用化研究

在新一代智能变电站的试点建设中,继电保护装置的内部参数成为可观测指标,弥补了目前继电保护状态评估工作可用数据不足和评估方法可行性差的缺陷。基于监测到的动态数据和运行及检修积累的静态数据对保护装置状态评估的实用化进行了研究。首先,对现有基于模糊综合评判法的状态评估方法进行了改进:对重要评价指标进行补充,提出更完善的评价指标体系;针对其对快速劣化指标的反应灵敏度不足,提出了“隶属度动态修正”思想。随后,针对所建立评估模型仍可能存在的不足,又补充了辅助决策规则加以完善。最后,在算例中利用该方法对某设备进行状态评估,通过对结果的分析验证了该方法的可行性。     

基于模糊正态分布隶属函数的继电保护装置状态评价

结合实际运行经验,在评价继电保护装置运行状态的过程中,将定性的评价结果用定量信息进行描述。应用模糊综合评判方法对继保装置的状态开展量化评估。在研究并选取状态特征参量的基础上,引入模糊数学理论,将状态参量信息通过模糊正态分布隶属函数来表示,并对比研究了其可行性。实例证明,该方法在评价继保装置状态时,模糊正态分布隶属函数可以将设备状态特征信息和设备性能进行有效地关联,恰当地反映了设备当前的运行工况,较为符合继保装置运行状态变化规律。其评价结果可以为科学开展设备状态检修、风险评估等工作提供科学的依据。     

智能变电站继电保护状态监测算法设计

针对继保设备运行状态表征的模糊特性,引入模糊数学中的模糊综合评判模型来作为继保设备运行状态量化的手段,以实现对其作出准确评估,进而制定合理的检修策略。实例证明,该类算法简单、有效,能在大幅削减检修费用的同时提升变电站系统的可靠性,值得智能变电站推广使用。     

基于模糊综合评判的火电厂状态评估

将模糊综合评判引入火电机组状态评估,系统地对来自5座电厂的5台容量为600 MW级机组的总体状态进行综合评判。通过选取有代表性的模糊评判集、评判主因素集和子因素集,建立完整的模糊综合评判模型,重点研究与分析了建立评估模型的过程——评判因素集的选取及多指标的层次划分、隶属函数的选取和建立以及因素重要程度模糊集的确定方法。通过对所有指标评估的汇总,可以进行不同机组在同一特性下的比较,也能够清楚地判断出综合性能较好的机组,评估的结果可以用来考核机组各项指标的完成情况,同时也可以用来开展机组间竞赛。     

智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统

随着智能电网建设以及继电保护设备智能化程度的不断提高,继电保护状态监测与故障诊断相关研究已经取得进展。介绍了智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的总体设计方案及功能模块定义。该方案在投运的智能变电站进行了工程化应用,提高了智能变电站继电保护的运维和检修水平。     

考虑隶属度可变的继电保护变权模糊综合状态评价方法

继电保护的状态评价通过对保护设备的有效监测,同时引入科学客观的评价方法,可以及时准确地掌握设备的运行状况,从而合理安排检修计划,大幅缩短检修时间和提高检修质量。研究和对比了现有继电保护状态评价方法的不足之处,提出了一种考虑隶属度可变的继电保护变权模糊综合状态评价方法。首先完善了继电保护状态评价指标体系,并增加了新的评价指标和劣化度计算模型。其次提出了基于系数可变、正态分布且评语集为4区的可变隶属度函数模型,并考虑了隶属度模糊判别矩阵的动态修正问题,提出了效果更加明显的模糊矩阵动态修正方法。构造了幅度有区别且变权系数可调的惩罚—激励型变权函数。最后,在算例中利用该方法对某设备进行了状态评估,并验证了该方法的可行性和优势。     

智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统研究

智能变电站已经获得大规模普及与应用,其继电保护二次回路为不可见虚回路,不同于常规变电站中的可见二次电缆,导致对继电保护的故障排查难度加大。为确保继电保护可靠运行,方便回路问题排查,实现对继电保护运行工况的实时监视,提出了智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统设计方案。该系统网络结构主要包含服务器、工控机、站控层和过程层,通过SCD文件实现智能变电站二次设备的管理,经站控层网和过程层网获取合并单元、智能终端及保护装置等信息,实现对二次设备的运行监视、智能诊断和故障分析。实践证明,该系统有效缩短了检修人员的消缺时间,在提高运检水平上取得了显著成效。     

基于模糊综合评判的电力变压器运行状态评估模型

研究了结合模糊理论对变压器运行状态进行模糊评价的多级评估方法。首先,以预防性试验为基础,综合考虑工作环境、运行资料、检修记录和附件情况,建立层次型评估指标体系。引入了相对劣化度来表征变压器实际状态向故障转化的相对劣化程度;以相对劣化度为输入,搭建神经网络确定了色谱状态量的隶属函数;利用模糊统计试验法和模糊分布法分别建立了定性指标和其余定量指标相对劣化度的隶属函数。在此基础上,基于模糊综合评判思想建立电力变压器运行状态评估模型,分别对各层评判因素进行了评估,并综合得出变压器的运行状态。经实例分析表明,基于模糊综合评判的电力变压器运行状态评估方法是合理和有效的。     

基于模糊理论的输电线舞动状态评估

针对输电线导线舞动状态评估具有模糊性和随机性的特点,分析了影响输电线舞动状态的因素,根据已有的研究成果和专家经验,从输电线舞动状态评估的需要以及实际可操作性出发,选择适当的指标来尽量全面、准确地评估导线舞动状态,提出了基于模糊理论的输电线舞动状态综合评判,建立了包含导线舞动振幅、舞动频率、风参数、覆冰厚度等因素的评估指标体系。首先应用模糊层次分析法确定各指标的常权,然后引入基于均衡函数的变权模式,对常权进行修正得到变权;各因素数值进行归一化处理后,选取了不同的模糊函数分布来确定各指标的隶属度函数,确保了模糊评判矩阵的准确度;选用加权平均型的模糊算子进行模糊综合评判。通过实例分析证明,基于模糊理论的输电线舞动状态评估方法是合理、可行的。     

电力变压器状态评估

长期以来,人们对变压器的研究往往侧重于:在变压器发生故障后,用故障前后特征量的变化来进行变压器的故障诊断。而笔者在电业局现场工作中体会到:对运行单位而言,更关心的是运行变压器状态的好坏,而故障后的诊断意义显得不再重要。针对这个问题,提出变压器研究的另外一个新思路,即:除了对故障后的变压器进行故障诊断外,更重要的是综合利用变压器的历史数据和在线监测数据对运行中的变压器进行状态评估,通过状态评估,可以明确判断运行中变压器状态的好坏,从而为变压器的状态检修或者安排变压器计划检修提供科学的决策依据。鉴于模糊综合评判能够对多因素事物作出综合评判,运用模糊综合评判构成了变压器状态评估的框架。     

基于模糊支持向量机的继电保护状态在线评价

继电保护状态评价工作一直以来都是状态检修的重点和难点。提出一种基于模糊支持向量机的继电保护状态评价方法。首先,获取智能变电站继电保护装置的历史数据,从中选择合适的状态评价因素,再对状态评价因素进行数据预处理,并根据状态巡视及故障记录计算装置在各巡视点的百分比剩余寿命,生成训练样本集。然后通过模糊支持向量机回归训练生成模型,利用在线巡视记录,对装置状态进行在线评估。并根据最差指标,判定装置的当前状态,作为最终的在线状态评价结果。仿真分析表明,方法通过引入样本权重,能够区分本装置样本和同型号装置样本的不同,使得算法能够兼顾装置的个性和家族性共性,并具备一定的抗噪能力。     

智能变电站故障信息模型与继电保护在线监测方法

充分利用智能变电站信息开放与信息共享的优势,提出基于智能变电站系统特性的继电保护在线监测新方法。全面分析继电保护在线监测功能需求,提出继电保护在线监测思路;建立包含一次系统间隔模型、二次系统端口模型、二次系统逻辑模型的智能变电站故障信息模型,在此基础上,充分描述继电保护状态信息间的耦合及关联关系,自动辨识继电保护关键状态,并实现继电保护故障定位。算例分析结果表明,基于智能变电站故障信息模型的继电保护在线监测方法可实现继电保护关键状态的辨识,并实现精准的故障定位。     

基于模糊DEA理论的继电保护装置状态评价研究

为了更加科学、合理和客观地反映继电保护装置运行状态,提出了一种基于模糊DEA理论的继电保护状态评价方法。在兼顾有效性和可行性的基础上,结合继电保护装置的故障情况提取状态监测信息,并与历史运行信息及其他因素相关联,建立继电保护状态评价体系。引入模糊理论中评判集及模糊正态隶属度函数等概念对各定性指标进行量化。在此基础上,运用基于 截集解的改进模糊DEA模型对继电保护装置运行状态进行综合评价,根据平均效率评价值得出其运行状态评价结果。最后,通过算例对该方法的有效性和合理性进行了验证。     

智能变电站继电保护在线运检方法研究

随着信息与通信技术在继电保护系统中的应用不断加深,基于高度信息开放背景下的在线运检成为了提升继电保护系统运维有效性的新模式。首先论证传统运检的有效性和充分性。围绕继电保护全面实时状态评估和可靠有效运检的目标,提出全景信息开放和在线运检的需求。然后全面梳理评估继电保护状态所需的状态信息集,探讨状态信息集的构成及获取方式,提出基于不同类别状态信息的在线运检方法,从而构建在线运检系统的架构,综合利用状态信息发现继电保护的异常。最后,结合传统运检与在线运检提出继电保护新模式的构想。     

考虑继电保护系统的新一代智能变电站可靠性评估

新一代智能变电站已成为变电站未来的发展方向。目前针对新一代智能变电站一次系统或继电保护系统可靠性的评估仅限于系统本身,并没有综合考虑这两个系统对新一代智能变电站可靠性的影响,从而导致评估得到的可靠性指标偏高。首先根据新一代智能变电站继电保护的结构,建立了基于最小路集算法的可靠性模型。然后提出一种综合考虑继电保护系统及一次设备的等效可靠性指标,并利用上述模型及等效指标计算新一代智能变电站的可靠性。最后通过算例验证了所提方法的有效性。     

智能变电站继电保护系统可靠性分析

基于通用设计建立220 k V智能变电站继电保护系统不同采样跳闸方式的典型结构,运用可靠性框图法构建智能变电站继电保护系统完备的可靠性评估模型并进行定量分析。采用概率灵敏度和元件灵敏度分别评估"直采直跳"模式下继电保护系统的元件灵敏度和重要度。前者给出了继电保护系统的薄弱环节,为优化系统设计提供参考;后者揭示了系统元件的重要度,指导系统运维。研究结果对智能变电站继电保护系统的设计、运维和发展具有借鉴意义。     

基于SSA-SVM的继电保护装置状态评估方法研究

运维检修人员对保护装置检修时需制定检修计划。为了对保护装置准确评估和精准检修,提出了一种基于麻雀搜索算法优化SVM的继电保护装置状态评估方法。根据建立的继电保护装置指标体系对保护装置健康状态进行分类,实现继电保护装置的状态评估。首先,建立继电保护装置状态评价指标体系,根据指标体系采集保护装置的相关数据。其次,建立SSA-SVM继电保护装置状态评估模型,采用该模型将保护装置健康状态按正常、注意、异常和严重进行分类。最后,分别采用SSA-SVM、BA-SVM、GWO-SVM、WOA-SVM算法评估继电保护装置的健康状态,并比较各算法评估保护装置健康状态的准确性和实时性。仿真结果表明,SSA-SVM算法评估保护装置健康状态的准确性最高,保护装置状态评估结果可为运维检修人员提供检修依据。     

智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用

对智能变电站继电保护装置实现自动测试的关键技术进行了研究,分析了智能变电站继电保护装置的外部接口特点、测试用例重用等关键问题。提出了一种基于智能继电保护测试仪快速构建自动测试系统的方法,并介绍了自动测试系统的系统设计方法、系统构成、软件模块划分以及核心调度流程设计等。该系统适用于智能变电站所有类型的继电保护装置,其实现思路及系统构建方法对智能变电站的现场调试、验收等工程实践具有参考意义。