继电保护系统可靠性分析方法与系统技术方案

本发明专利技术提供一种继电保护系统可靠性分析方法与系统，确定继电保护系统中参考对象和每个参考对象对应的参考指标，采用Delphi法计算继电保护系统中各个参考指标的权重值，分别获取预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据，采用秩和比综合分析法，综合分析各个参考指标的数据和各个参考指标的权重值，获得所述继电保护系统预设时间内可靠性变化的趋势。整个过程中，采用秩和比综合评价法对继电保护系统可靠性进行分析，秩和比综合评价法可以有效地将硬件、软件、人员的各个指标综合考虑，得出在一段时间内继电保护系统的可靠性随时间变化的趋势，从而更好地掌握继电保护系统的安全性和可靠性，确保电力电网系统的正常、安全运行。

【技术实现步骤摘要】
继电保护系统可靠性分析方法与系统
本专利技术涉及电力电网
，特别是涉及继电保护系统可靠性分析方法与系统。
技术介绍
在保护可靠性评估建模及指标求解方面，系统级与装置级采用的思路相似，主要有解析法和模拟法两大类。解析法主要根据系统的结构、系统和元件的功能以及两者之间的逻辑关系，建立可靠性概率模型，通过递推或迭代等过程精确求解模型，从而计算出系统的可靠性指标。优点是具有清晰的物理概念，高精度的数学模型。缺点是系统规模增大计算量也会随之增大。而模拟法是通过对概率分布采样来进行状态的选择和估计，是利用统计学的方法得到可靠性指标，有MonteCarlo法等。模拟法具有比较直观的特点，它的计算精度和计算时间紧密相关。目前保护可靠性评估中广泛采用的主要是解析法，如Markov模型法、故障树法、Go法等。但是现有的可靠性分析方法都存在一个明显的缺陷，现有可靠性分析方法反映的是继电保护系统长期平均可靠水平，难以准确、有效地反映继电保护系统的可靠性随时间的变化，影响电力电网系统的正常、安全运行。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有继电保护系统可靠性分析方法难以准确、有效地反映继电保护系统的可靠性随时间的变化，影响电力电网系统的正常、安全运行的问题，提供一种能够准确、有效反映继电保护系统的可靠性随时间的变化的继电保护系统可靠性分析方法与系统，确保电力电网系统的正常、安全运行。一种继电保护系统可靠性分析方法，包括步骤：遍历继电保护系统，确定继电保护系统中参考对象和每个参考对象对应的参考指标；采用Delphi法计算继电保护系统中各个参考指标的权重值；分别获取预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据；采用秩和比综合分析法，综合分析预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据和继电保护系统中各个参考指标的权重值；获得所述继电保护系统预设时间内可靠性变化的趋势。一种继电保护系统可靠性分析系统，包括：参考对象与参考指标确定模块，用于遍历继电保护系统，确定继电保护系统中参考对象和每个参考对象对应的参考指标；权重模块，用于采用Delphi法计算继电保护系统中各个参考指标的权重值；获取模块，用于分别获取预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据；综合分析模块，用于采用秩和比综合分析法，综合分析预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据和继电保护系统中各个参考指标的权重值；趋势分析模块，用于获得所述继电保护系统预设时间内可靠性变化的趋势。本专利技术继电保护系统可靠性分析方法与系统，确定继电保护系统中参考对象和每个参考对象对应的参考指标，采用Delphi法计算继电保护系统中各个参考指标的权重值，分别获取预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据，采用秩和比综合分析法，综合分析各个参考指标的数据和各个参考指标的权重值，获得所述继电保护系统预设时间内可靠性变化的趋势。整个过程中，采用秩和比综合评价法对继电保护系统可靠性进行分析，秩和比综合评价法可以有效地将硬件、软件、人员的各个指标综合考虑，得出在一段时间内继电保护系统的可靠性随时间变化的趋势，从而更好地掌握继电保护系统的安全性和可靠性，确保电力电网系统的正常、安全运行。附图说明图1为继电保护系统硬件结构示意图；图2为本专利技术继电保护系统可靠性分析方法其中一个实施例的流程示意图；图3为本专利技术继电保护系统可靠性分析系统其中一个实施例的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术。以往的可靠性评估模型多是反映继电保护装置长期平均可靠水平，难以有效地反映继电保护系统的可靠性随时间的变化。秩和比综合评价法可以有效地将硬件、软件、人员的各个指标综合考虑，最后得出在一段时间内继电保护系统的可靠性随时间变化的趋势，可以更直观地掌握保护系统在运行的各个阶段整体状态。其他的可靠性分析方法，如马尔科夫状态空间法、故障树法、GO法等，也可以通过分别求出不同时间的可靠性，进而求出保护系统在一段时间内的可靠性变化趋势。但是马尔科夫状态空间法涉及到矩阵的计算，计算量大，而且不便于推广；故障树法和GO法建模的过程比较复杂，也有一定的局限。而秩和比综合评价法则没有这些限制，针对性强，操作起来简单容易，方便推广。秩和比综合评价法可以有效地将硬件、软件、人员的各个指标综合考虑，最后得出在一段时间内继电保护系统的可靠性随时间变化的趋势，可以更好地掌握继电保护系统的安全性和可靠性。另外，秩和比综合评价法针对性强，操作起来简单容易，方便推广。秩和比综合评价法基本原理是在一个n行m列矩阵中，通过秩转换，获得无量纲统计量RSR(秩和比)，在此基础上，运用参数统计分析的概念与方法，研究RSR的分布，以RSR值对评价对象的优劣直接排序或分档排序，从而对评价对象做出综合评价。如图2所示，一种继电保护系统可靠性分析方法，包括步骤：S100：遍历继电保护系统，确定继电保护系统中参考对象和每个参考对象对应的参考指标。一般来说，继电保护系统参考对象可以包括继电保护系统硬件、继电保护系统软件以及继电保护系统人员，继电保护系统中参考指标为继电保护系统硬件可用度、继电保护系统软件失效率和继电保护系统人员失效率。对于继电保护系统硬件可用度来说，可以通过硬件失效模型来模拟，继电保护系统的硬件由图1所示的各模块组成，各个模块是否正常工作关系到整个保护的可靠性，其不正常工作可能导致保护的误动或拒动。如图1所示，继电保护系统本体一般可将其分为7个功能模块：1、电源供应模块PSU；2、中央处理模块CPU；3、开关量输入模块DI；4、开关量输出模块DO；5、模拟量数据采集模块AI；6、外部通信接口模块CI；7、人机对话接口模块MMI。其中外部通信接口模块CI和人机接口模块MMI与实现保护功能的模块是弱联系或无联系，其失效不会引起拒动和误动。所以一般我们只考虑五个功能模块的失效及可靠性分析。为了提高微机保护系统的可靠性水平，可以采用可靠性较高的保护元件组成系统，更主要的手段是采用容错技术，当系统中的某一部分出现故障，可以由冗余的部分代替故障的部分工作，以保证系统在规定的时间内完成规定的功能。若每个元件的寿命都服从指数分布，即则各模块的可靠度分别为RCPU′＝1-(1-REMRCPU)2。对于继电保护系统软件失效率分析：软件失效隐患在测试和运行过程中将会不断被排除，因此，软件的可靠性有提高的趋势；软件由于自身的复杂性和软件设计错误的引入，使得基于静态过程的理论变得不适用于表示软件可靠性增长或衰减之类的非静态现象。故采用第二种失效率模型来计算继电保护软件的失效率。釆用Logarithmicexponential模型作为评估软件可靠性的模型，其失效率为：λ(t)＝λ0e-θt其中：λ0——初始失效率θ——失效减少率系数t——软件运行中累计发现的错误。软件失效将导致微机保护装置出现误动或者拒动，由于实际中软件失效引起的微机保护失效的次数相对较少，认为误动和拒动两种情况出现的概率是相同的，各占软件失效的50％。继电保护系统人员失效率：人的认知过程是人脑反映客观事物的特性与联系，并揭示事物对人的意义与作用的复杂的心理活动。人的认知可靠性(HCR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种继电保护系统可靠性分析方法，其特征在于，包括步骤：遍历继电保护系统，确定继电保护系统中参考对象和每个参考对象对应的参考指标；采用Delphi法计算继电保护系统中各个参考指标的权重值；分别获取预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据；采用秩和比综合分析法，综合分析预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据和继电保护系统中各个参考指标的权重值；获得所述继电保护系统预设时间内可靠性变化的趋势。

【技术特征摘要】
1.一种继电保护系统可靠性分析方法，其特征在于，包括步骤：遍历继电保护系统，确定继电保护系统中参考对象和每个参考对象对应的参考指标；采用Delphi法计算继电保护系统中各个参考指标的权重值；分别获取预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据；采用秩和比综合分析法，综合分析预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据和继电保护系统中各个参考指标的权重值；获得所述继电保护系统预设时间内可靠性变化的趋势；所述继电保护系统中参考对象为继电保护系统硬件、继电保护系统软件和继电保护系统人员，所述继电保护系统中参考指标为继电保护系统硬件可用度、继电保护系统软件失效率和继电保护系统人员失效率；所述分别获取预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据的步骤为基于历史经验数据、行业规范数据或者专家库数据，获取所述预设时间内所述继电保护系统中各个参考指标的数据，其中，所述参数指标中的所述继电保护系统软件失效率的计算公式为λ(t)＝λ0e-θt，所述λ0为初始失效率，所述θ为失效减少率系数，所述t为软件运行中累计发现的错误。2.根据权利要求1所述的继电保护系统可靠性分析方法，其特征在于，所述继电保护系统中参考对象有n个，参考指标有m个，其中，n和m均为正整数，所述参考指标包括效益型指标和成本型指标；所述采用秩和比综合分析法，综合分析预设时间内继电保护系统中各个参考指标的数据和继电保护系统中各个参考指标的权重值具体包括步骤：将n个参考对象和m个参考指标排列成n行m列的原始数据表，编出每个参考指标各参考对象的秩，其中，效益型指标从小到大编秩，成本型指标从大到小编秩，同一指标数据相同者编平均秩，得到的秩矩阵记为R＝(Rij)n×m；根据公式计算秩和比，式中，RSRi为第i个参考对象的秩和比；整合所述秩和比和所述继电保护系统中参考指标权重值，计算加权秩和比，其计算公式为其中，WRSRi为第i个参考对象的加权秩和比，wj为第j个参考指标权重值，将秩和比或加权秩和比值由小到大排列，列出各组频数fi，计算各组累积频数cfi，计算累积频率pi＝cfi/n，各组中最后一个累积频率按1-1/(4n)计算，将百分率pi转换为概率单位Probiti，其中，n为各组中包括对象的数目，Probiti为百分率pi对应的标准正态离差加5；以累积频数cfi所对应的概率单位Probiti以及秩和比或加权秩和比为自变量，计算直线回归方程；根据直线回归方程推算所对应的秩和比或加权秩和比估计值对继电保护系统中参考对象进行分档或排序。3.根据权利要求2所述的继电保护系统可靠性分析方法，其特征在于，所述获得所述继电保护系统预设时间内可靠性变化的趋势具体为：根据继电保护系统中参考对象进行分档或排序情况，分析所述继电保护系统预设时间内可靠性变化的趋势。4.根据权利要求1或2所述的继电保护系统可靠性分析方法，其特征在于，所述获得所述继电保护系统预设时间内可靠性变化的趋势之后还有步骤：根据所述继电保护系统预设时间内可靠性变化的趋势，对继电保护系统可靠性进行分析...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾耿晖，黄明辉，陈志光，焦邵麟，张智锐，李一泉，王峰，周淑雄，徐延明，张志东，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，北京四方继保自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44