一种智能变电站保护系统的风险评估方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能变电站保护系统综合风险评估方法。利用马尔科夫过程，由每个二次设备的可靠性统计数据，计算它们的稳态可用度、稳态误动率、稳态拒动率。利用可靠性框图法，计算各保护系统的稳态可用度、稳态误动率、稳态拒动率。针对某保护误动或拒动的失效，计算对应主接线的故障频率及其相对值，获得失负荷量，将保护的稳态误动或拒动率、失负荷量、主接线的故障频率相对值的乘积，定义为该保护的风险。定量获得各保护系统异常时的风险、停运失效时的风险及其在全站综合风险的占比，通过排序，获得各保护失效带来风险的影响程度。本发明专利技术所提方法通过对保护失效的运行风险进行计算，能够定量评估其对智能变电站保护系统运行风险的影响。

A risk assessment method for intelligent substation protection system

The invention discloses a comprehensive risk assessment method for intelligent substation protection system. Using the Markov process, the steady-state availability, the steady-state malfunction rate and the steady state rejection rate are calculated by the reliability statistics of each two equipment. The reliability block diagram method is used to calculate the steady-state availability, the steady-state misoperation rate and the steady state rejection rate of each protection system. Aiming at the failure of a mal operation or failure of a protection, the failure frequency and relative value of the main connection are calculated, and the load loss is obtained. The product of the steady-state misoperation or rejection rate, the load loss and the relative value of the fault frequency of the main connection is defined as the risk of the protection. The risk of each protection system is abnormal, the risk of outage and the total risk in the whole station are obtained quantitatively. The method proposed by the invention can evaluate the operational risk of the intelligent substation protection system by calculating the operation risk of the protection failure.

【技术实现步骤摘要】
一种智能变电站保护系统的风险评估方法
本专利技术涉及智能变电站自动化

技术介绍
在国网公司的倡导下，基于IEC61850的智能变电站得到快速的发展与应用，基于新理念和新技术的新设备大量涌现，智能变电站二次设备的信号输入输出方式、通信架构、系统集成度及智能化水平等方面都发生了很大的变革，在坚强智能电网的背景下，传统的可靠性研究方法和指标已经不能全面反映保护系统的运行状况，研究保护系统的风险评估具有重要意义。智能变电站是联系电厂与用户的重要节点，也是智能电网建设的重要内容，在智能电网中承担着电压变换、电能集散和电压控制的重要作用，是智能电网最为重要的运行参数采集点和管控措施执行点。在既有的物理的电力网络的基础上，智能变电站二次系统吸收计算机科学、集成电路、智能控制、光电技术、现代通信及自动化技术等领域的研究，具有一次设备智能化、全站信息数字化及信息共享标准化等重要特征，智能变电站还发展了保护系统复杂性，它是一个由多套二次设备组成的系统，比如由合并单元、保护设备、智能终端等二次设备构成保护系统，设备状态可视化在内的诸多高级应用功能，在提升自动化及供电可靠性水平的同时，也极大地丰富本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能变电站保护系统的风险评估方法，包括：1)针对智能变电站所有二次设备，统一给出正常工作、误动、拒动三种状态，分析每个二次设备的正常工作状态、误动状态、拒动状态之间的转移情况，列出各二次设备的状态转移矩阵，利用马尔科夫过程，根据所有二次设备的可靠性统计数据，计算得到二次设备的可靠性指标；根据每个间隔下保护系统的二次设备组成及其可靠性指标，采用可靠性框图法，获得每个间隔下保护系统的稳态可用度、稳态误动率、稳态拒动率；针对其中一套保护系统失效的情景，获得对应的变电站主接线结构，采用最小路集法，计算得到此时主接线的故障频率及其相对值，由潮流计算获得对应电力系统的失负荷量，以上数据作为后续风险评估...

【技术特征摘要】
1.一种智能变电站保护系统的风险评估方法，包括：1)针对智能变电站所有二次设备，统一给出正常工作、误动、拒动三种状态，分析每个二次设备的正常工作状态、误动状态、拒动状态之间的转移情况，列出各二次设备的状态转移矩阵，利用马尔科夫过程，根据所有二次设备的可靠性统计数据，计算得到二次设备的可靠性指标；根据每个间隔下保护系统的二次设备组成及其可靠性指标，采用可靠性框图法，获得每个间隔下保护系统的稳态可用度、稳态误动率、稳态拒动率；针对其中一套保护系统失效的情景，获得对应的变电站主接线结构，采用最小路集法，计算得到此时主接线的故障频率及其相对值，由潮流计算获得对应电力系统的失负荷量，以上数据作为后续风险评估的基础数据；2)针对电网未发生故障而一套保护系统发生异常动作或电网发生故障时相应的保护系统未正常动作的情景，构造智能变电站保护系统发生异常的异常风险，即采用该保护系统异常的发生概率、失负荷量、对应主接线的故障频率的相对值，以三者的乘积来定量评估该保护失效给电力系统带来的风险；3)针对双重化配置的保护系统，当双套保护系统中的一套保护系统已停运而另一套保护系统发生失效时，称为该双重化保护系统发生停运失效，构造该保护系统的停运失效风险，即另一套保护系统失效的发生概率、失负荷量、对应主接线的故障频率的相对值三者的乘积；4)构造双重化配置的保护系统其中一套保护系统停运而另一套保护系统发生失效作用下全站保护系统的综合风险，即当该保护系统发生停运失效时，计算其“停运失效风险”，而变电站其它保护系统均计算“异常风险”，将当前双重化配置的保护系统与其它保护系统的风险相加得到全站保护系统的综合风险，然后将当前保护系统的停运失效风险除以全站保护系统的综合风险，得到当前保护系统的停运失效风险的占比α，来表征该保护系统停运失效对整个变电站保护系统运行风险的影响程度。2.根据权利要求1所述一种智能变电站保护系统的风险评估方法，其特征在于：所述针对其中一套保护系统失效下的情景，对应主接线的故障频率及其相对值的计算：当其中一套保护系统发生失效时，获得保护不正确动作导致电力系统元件停运的状况，即得到此时变电站新的主接线拓扑结构；将变电站主接线从进线到负荷侧母线的主接线结构等效为方块图，对于从进线到负荷侧母线的最小路集，依据“删去留下”算法，得到经不交化处理后的最小路集集合S；记为其中，Li为不交化处理后的一条路集；计算得到此时变电站主接线的故障频率fs：其中，n表示路集的个数，表示路集Li的可用率，表示路集Li中正常工作元件的故障率之和，表示路集Li中故障元件修复率之和；事先计算得到主接线正常工作时的故障频率fs0，用fs除以fs0，得到该保护系统发生失效时对应的主接线的故障频率的相对值；依据该保护系统误动与拒动的失效情景对应的主接线结构，通过潮流计算得到电力系统的失负荷量。3.根据权利要求1所述一种智能变电站保护系统的风险评估方法，其特征在于：所述保护系统的异常风险的计算：为了能够综合表达保护系统失效带来后果的影响程度，其对电力设备的供电能力和可靠性指标的影响，将保护系统的失效后果定义为电力系统的失负荷量与...

【专利技术属性】
技术研发人员：童晓阳，刁兴华，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51