一种继电保护可靠性计算方法及装置制造方法及图纸

技术编号:13941331 阅读:96 留言:0更新日期:2016-10-29 16:32
本发明专利技术公开一种继电保护可靠性计算方法及装置,根据智能变电站中各个预设实物元件的历史流量获取多模态容量约束矩阵和各个预设实物元件工作在各模态下的概率集合;构建节点可靠边失效的随机流网络模型;基于随机流网络模型获取相应的有效状态集合;根据有效状态集合,计算随机流网络模型下的继电保护可靠性。基于上述公开的方法,采用随机流网络模型对继电保护的可靠性计算,从而达到对复杂电力系统的可靠性进行定量计算的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可靠性评估
,尤其涉及一种继电保护可靠性计算方法及装置
技术介绍
继电保护装置作为电力系统二次设备中的重要元件之一,能否及时报警将直接影响电力系统运行的安全性及可靠性。长期运行实践表明,继电保护装置本身硬件和软件失效的概率很小且内建的自诊断功能常可以检测到这类失效事件,因此在智能电网背景下信息流成为了制约继电保护装置可靠性的关键因素。目前,现有的继电保护可靠性评估方法主要基于瞬时状态概率、半马尔科夫过程或蒙特卡罗仿真方法对继电保护进行定量分析并利用可靠性框图和最小路集算法进行可靠性计算。但是该评估方法只考虑了信息流从源点到汇点的连通性,获取的运行状态仅为完全失效和正常运行两种,并未考虑到影响元件工作的因素,因此潜在的网络故障和信息流质量下降造成的可靠性下降未体现出来。有鉴于此,现有的技术方案在计算继电保护可靠性时,存在计算结果不准确的问题。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供一种继电保护可靠性计算方法及装置,以解决现有的技术方案计算的继电保护可靠性结果不准确的问题。技术方案如下:一种继电保护可靠性计算方法,应用于继电保护可靠性计算装置,包括:根据智能变电站中各个预设实物元件的历史流量获取多模态容量约束矩阵和各个所述预设实物元件工作在各模态下的概率集合;构建节点可靠边失效的随机流网络模型G=(V,E,C,P);其中,节点V为各个所述预设实物元件的物理连接设备集合,边E为所述预设实物元件的集合,C为所述多模态容量约束矩阵,P为各个所述预设实物元件工作在各模态下的概率集合;基于所述随机流网络模型G获取相应的有效状态集合W;根据所述有效状态集合W,计算所述随机流网络模型G下的继电保护可靠性其中,l为所述有效状态集合W中下界点Yd的个数。优选的,所述基于所述随机流网络模型G获取相应的有效状态集合W,包括:基于所述随机流网络模型G获取各个网络状态,并生成状态空间树,其中,各个所述网络状态为所述状态空间树的节点;基于所述网络状态生成零网络状态,并将所述零网络状态作为所述状态空间树的首个父节点;确定所述状态空间树中所述网络状态的一个所述预设实物元件作为当前搜索元件;确定所述状态空间树中下一个网络状态为当前搜索节点,并根据预设最小路集计算方法获取所述状态空间树的信息源节点和信息汇点的最小路集;根据所述最小路集判断所述信息源节点和所述信息汇点的网络拓扑是否连通;如果不连通,执行回溯操作,并返回执行所述确定所述状态空间树中下一个网络状态为当前搜索节点,这一步骤;如果连通,根据预设最大流算法启动最大流计算,获取所述当前搜索节点的网络状态容量并判断所述网络状态容量是否小于预设需求容量;若所述网络状态容量不小于预设需求容量,将所述网络状态容量确定为所述下界点Yd存储于状态集合L中,执行所述回溯操作,并返回执行所述确定所述状态空间树中下一个网络状态为当前搜索节点,这一步骤;若所述网络状态容量小于预设需求容量,判断所述当前搜索节点的模态序号是否小于预设模态序号最大值;若所述当前搜索节点的模态序号小于预设模态序号最大值,返回执行所述确定所述状态空间树中下一个网络状态为当前搜索节点,这一步骤;若所述当前搜索节点的模态序号不小于预设模态序号最大值,执行所述回溯操作,并返回执行所述确定所述状态空间树中下一个网络状态为当前搜索节点,这一步骤;其中,所述回溯操作包括:判断所述当前搜索元件是否为所述状态空间树的最后搜索元件;如果所述当前搜索元件不是所述状态空间树的最后搜索元件,将所述状态空间树中上一个网络状态为所述当前搜索节点,并确定所述状态空间树中下一个所述预设实物元件作为所述当前搜索元件;如果所述当前搜索元件是所述状态空间树的最后搜索元件,将所述状态空间树中上一个网络状态为所述当前搜索节点,并判断所述当前搜索节点是否为所述零网络状态;若所述当前搜索节点不是所述零网络状态,确定所述状态空间树中下一个所述预设实物元件作为所述当前搜索元件;若所述当前搜索节点是所述零网络状态,将所述状态集合L确定为所述有效状态集合W,并结束最大流计算。优选的,各个所述预设实物元件工作在各模态下的概率p的取值范围为0~1。优选的,所述预设最小路集计算方法包括:联络矩阵法。优选的,所述预设最大流算法包括:扩展路径Ford-Fulkerson算法。一种继电保护可靠性计算装置,包括:获取模块、模型构建模块、有效状态集合获取模块和可靠性计算模块;所述获取模块,用于根据智能变电站中各个预设实物元件的历史流量获取多模态容量约束矩阵和各个所述预设实物元件工作在各模态下的概率集合;所述模型构建模块,用于构建节点可靠边失效的随机流网络模型G=(V,E,C,P);其中,节点V为各个所述预设实物元件的物理连接设备集合,边E为所述预设实物元件的集合,C为所述多模态容量约束矩阵,P为各个所述预设实物元件工作在各模态下的概率集合;所述有效状态集合获取模块,用于基于所述随机流网络模型G获取相应的有效状态集合W;所述可靠性计算模块,用于根据所述有效状态集合W,计算所述随机流网络模型G下的继电保护可靠性其中,l为所述有效状态集合W中下界点Yd的个数。优选的,所述有效状态集合获取模块包括:状态空间树生成单元、零网络状态生成单元、搜索元件确定单元、确定计算单元、第一判断单元、第一执行单元、回溯执行单元、第二判断单元、第二执行单元、第三判断单元和第三执行单元;所述状态空间树生成单元,用于基于所述随机流网络模型G获取各个网络状态,并生成状态空间树,其中,各个所述网络状态为所述状态空间树的节点;所述零网络状态生成单元,用于基于所述网络状态生成零网络状态,并将所述零网络状态作为所述状态空间树的首个父节点;所述搜索元件确定单元,用于确定所述状态空间树中所述网络状态的一个所述预设实物元件作为当前搜索元件;所述确定计算单元,用于确定所述状态空间树中下一个网络状态为当前搜索节点,并根据预设最小路集计算方法获取所述状态空间树的信息源节点和信息汇点的最小路集;所述第一判断单元,用于根据所述最小路集判断所述信息源节点和所述信息汇点的网络拓扑是否连通;如果是,触发所述第二判断单元;如果否,触发所述第一执行单元;所述第一执行单元,用于触发回溯执行单元,并进入所述确定计算单元;所述第二判断单元,用于根据预设最大流算法启动最大流计算,获取所述当前搜索节点的网络状态容量并判断所述网络状态容量是否小于预设需求容量;若否,触发所述第二执行单元;若是,触发所述第三判断单元;所述第二执行单元,用于将所述网络状态容量确定为所述下界点Yd存储于状态集合L中,触发所述回溯执行单元,并触发所述确定计算单元;所述第三判断单元,用于判断所述当前搜索节点的模态序号是否小于预设模态序号最大值;是,触发所述确定计算单元;否,触发所述第三执行单元;所述第三执行单元,用于触发所述回溯执行单元,并进入所述确定计算单元;所述回溯执行单元,包括:第四判断单元、第四执行单元、第五判断单元、第五执行单元和第六执行单元;所述第四判断单元,用于判断所述当前搜索元件是否为所述状态空间树的最后搜索元件;如果否,触发所述第四执行单元;如果是,触发所述第五判断单元;所述第四执行单元,用于将所述状态空间树中上一个网络状态为所述当前搜索节点,并确定所述状态空间树本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种继电保护可靠性计算方法,其特征在于,应用于继电保护可靠性计算装置,包括:根据智能变电站中各个预设实物元件的历史流量获取多模态容量约束矩阵和各个所述预设实物元件工作在各模态下的概率集合;构建节点可靠边失效的随机流网络模型G=(V,E,C,P);其中,节点V为各个所述预设实物元件的物理连接设备集合,边E为所述预设实物元件的集合,C为所述多模态容量约束矩阵,P为各个所述预设实物元件工作在各模态下的概率集合;基于所述随机流网络模型G获取相应的有效状态集合W;根据所述有效状态集合W,计算所述随机流网络模型G下的继电保护可靠性其中,l为所述有效状态集合W中下界点Yd的个数。

【技术特征摘要】
1.一种继电保护可靠性计算方法,其特征在于,应用于继电保护可靠性计算装置,包括:根据智能变电站中各个预设实物元件的历史流量获取多模态容量约束矩阵和各个所述预设实物元件工作在各模态下的概率集合;构建节点可靠边失效的随机流网络模型G=(V,E,C,P);其中,节点V为各个所述预设实物元件的物理连接设备集合,边E为所述预设实物元件的集合,C为所述多模态容量约束矩阵,P为各个所述预设实物元件工作在各模态下的概率集合;基于所述随机流网络模型G获取相应的有效状态集合W;根据所述有效状态集合W,计算所述随机流网络模型G下的继电保护可靠性其中,l为所述有效状态集合W中下界点Yd的个数。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述随机流网络模型G获取相应的有效状态集合W,包括:基于所述随机流网络模型G获取各个网络状态,并生成状态空间树,其中,各个所述网络状态为所述状态空间树的节点;基于所述网络状态生成零网络状态,并将所述零网络状态作为所述状态空间树的首个父节点;确定所述状态空间树中所述网络状态的一个所述预设实物元件作为当前搜索元件;确定所述状态空间树中下一个网络状态为当前搜索节点,并根据预设最小路集计算方法获取所述状态空间树的信息源节点和信息汇点的最小路集;根据所述最小路集判断所述信息源节点和所述信息汇点的网络拓扑是否连通;如果不连通,执行回溯操作,并返回执行所述确定所述状态空间树中下一个网络状态为当前搜索节点,这一步骤;如果连通,根据预设最大流算法启动最大流计算,获取所述当前搜索节点的网络状态容量并判断所述网络状态容量是否小于预设需求容量;若所述网络状态容量不小于预设需求容量,将所述网络状态容量确定为所述下界点Yd存储于状态集合L中,执行所述回溯操作,并返回执行所述确定所述状态空间树中下一个网络状态为当前搜索节点,这一步骤;若所述网络状态容量小于预设需求容量,判断所述当前搜索节点的模态序号是否小于预设模态序号最大值;若所述当前搜索节点的模态序号小于预设模态序号最大值,返回执行所述确定所述状态空间树中下一个网络状态为当前搜索节点,这一步骤;若所述当前搜索节点的模态序号不小于预设模态序号最大值,执行所述回溯操作,并返回执行所述确定所述状态空间树中下一个网络状态为当前搜索节点,这一步骤;其中,所述回溯操作包括:判断所述当前搜索元件是否为所述状态空间树的最后搜索元件;如果所述当前搜索元件不是所述状态空间树的最后搜索元件,将所述状态空间树中上一个网络状态为所述当前搜索节点,并确定所述状态空间树中下一个所述预设实物元件作为所述当前搜索元件;如果所述当前搜索元件是所述状态空间树的最后搜索元件,将所述状态空间树中上一个网络状态为所述当前搜索节点,并判断所述当前搜索节点是否为所述零网络状态;若所述当前搜索节点不是所述零网络状态,确定所述状态空间树中下一个所述预设实物元件作为所述当前搜索元件;若所述当前搜索节点是所述零网络状态,将所述状态集合L确定为所述有效状态集合W,并结束最大流计算。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,各个所述预设实物元件工作在各模态下的概率p的取值范围为0~1。4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述预设最小路集计算方法包括:联络矩阵法。5.根据要求2所述的方法,其特征在于,所述预设最大流算法包括:扩展路径Ford-Fulkerson算法。6.一种继电保护可靠性计算装置,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐庆焯贺小旺何瑞文
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:广东;44

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