一种适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法，能够确定核心元器件国产化的继电保护装置的退役时间，为国产化继电保护装置的运行维护提供参考。首先，考虑继电保护装置的全生命周期，建立适用于核心元器件国产化的继电保护装置全生命周期成本模型；其次，根据实际继电保护装置缺陷数据，确定继电保护装置的硬件失效率、软件失效率以及人因失效率等失效率参数；最后，基于全生命周期成本模型及相应失效率参数，根据单位时间成本极小值确定国产化继电保护装置的退役时间。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法
本专利技术属于电力系统继电保护
，尤其涉及一种适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法。
技术介绍
继电保护装置作为电力系统的第一道防线，其自主可控对于电网安全起着关键作用。然而，目前构成继电保护装置的核心元器件(CPU插件、电源插件、ADC插件等等)几乎全部依赖欧美进口，存在巨大安全隐患。一旦发生类似中兴公司芯片禁运事件，将造成继电保护装置无配件支撑、无法正常生产新设备等困境，电网将面临重大风险。为使继电保护不受制于人，开展继电保护装置核心元器件国产化替代工作，已成为电力行业的发展战略。目前我国已经开发了部分国产化的继电保护装置核心元器件，但是其硬件质量与进口产品存在一定差距，将会导致继电保护装置可靠性降低。为保证继电保护装置的可靠运行，国产替代后继电保护装置的退役时间也应做出相应调整。因此，有必要研究一种适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法，从而为国产化继电保护装置的运行维护提供参考。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法。该方法能够确定核心元器件国产化的继电保护装置的退役时间，为国产化继电保护装置的运行维护提供参考。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法，所述方法包括：步骤1、考虑继电保护装置的全生命周期，建立适用于核心元器件国产化的继电保护装置全生命周期成本模型。步骤2、根据实际继电保护装置缺陷数据，确定继电保护装置的硬件失效率、软件失效率以及人因失效率等失效率参数。步骤3、基于全生命周期成本模型及相应失效率参数，根据单位时间成本极小值确定国产化继电保护装置的退役时间。由上述本专利技术提供的技术方案可看出，上述方法给出了一种适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法，可确定核心元器件国产化的继电保护装置的退役时间，为国产化继电保护装置的运行维护提供参考。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供的适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法流程示意图；图2为本专利技术实施例所述的国产化继电保护装置单位时间成本随运行年限变化示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本专利技术实施例提供的适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法流程示意图，所述方法包括：步骤1、考虑继电保护装置的全生命周期，建立适用于核心元器件国产化的继电保护装置全生命周期成本模型。在该步骤1中，建立适用于核心元器件国产化的全生命周期成本模型具体过程为：考虑继电保护装置的全生命周期，其全生命周期的成本为：CLC＝CI+CO+CM+CF+CD+CR(1)式中：CI为投资成本；CO为运行成本；CM为检修维护成本；CF为故障成本；CD为退役废弃处置成本；CR为实施风险成本。一般来说，继电保护装置的投资成本包括设备购置成本和安装调试成本，可以看作常量。退役废弃处置成本为继电保护装置退出服役后报废处理的成本与设备残留成本之差，可分别取售价的10％和5％。而对于实施风险成本，可忽略不计。运行成本主要包括日常巡视费用，对于继电保护装置，每年的日常巡视费用可看作固定不变，表示为：CO＝O×t(2)式中：O为单位时间的日常巡视费用。继电保护装置的检修维护费包括检修人工费用、更换插件费用以及其他费用的总和，可分为设备的定期检修和故障后检修所产生的成本。继电保护装置的检修维护费用表示为：其中Nj为维修次数；Mj为单次检修的成本。当j＝1时，表示全部检修成本：CM1＝M1N1(4)j＝2时，表示部分检修成本：CM2＝M2N2(5)j＝3时，表示故障检修成本：考虑核心元器件的失效模式差异，将失效率划分为硬件失效、软件失效及人因失效：λ(α)＝λHW+λSW+λHR(7)进一步，考虑国产替代时可能仅单个插件替代，将硬件失效划分为CPU插件失效、电源插件失效以及其他插件失效：λHW＝λHW1+λHW2+λHW3(8)故障成本为检修时间内造成的停电损失费用，表示为：式中：F为单位时间内停电损失费用；t0为每次故障造成的停电时间。综上所述，继电保护装置全生命周期成本为：式中：j＝1，2，3分别表示CPU插件、电源插件以及其他插件的失效率。步骤2、根据实际继电保护装置缺陷数据，确定继电保护装置的各核心元器件硬件失效率、软件失效率以及人因失效率等失效率参数。在该步骤2中，继电保护装置不同核心元器件的硬件失效率存在差异，考虑其时变性质，采用三参数Weibull分布进行拟合，失效率表示为：λHW(t)＝(β/η)((t-γ)/η)β-1(11)式中：β、η、γ为常数。对于软件失效率以及人因失效率，考虑其为恒定值，表示为：式中：n为失效次数，N为继电保护装置数量，t为运行时间。步骤3、基于全生命周期成本模型及相应失效率参数，根据单位时间成本极小值确定国产化继电保护装置的退役时间。在该步骤3中，全生命周期单位时间成本为：将各失效模式的失效率及相应成本代入，得到单位时间成本极小值所对应的时间即为国产化继电保护装置的最佳退役时间。下面再以具体的实例对上述适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法进行说明：基于全国2018年继电保护装置缺陷数据，首先统计CPU插件、电源插件以及其他插件按照运行年限分布的硬件失效率，采用最小二乘法确定三参数Weibull分布失效率中的参数，得到CPU插件、电源插件以及其他插件的硬件失效率分别为：λHW1(t)＝0.00186×((t+7.47)/13.84)1.576(14)λHW2(t)＝0.00396×((t+5441)/5453)2158(15)λHW3(t)＝0.00354×((t+22.87)/27)8.563(16)基于全国2018年继电保护装置缺陷数据，由式(12)计算得继电保护装置的软件失效率为0.002次/年，人因失效率为0.6次/年。按本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤1、考虑继电保护装置的全生命周期，建立适用于核心元器件国产化的继电保护装置全生命周期成本模型；/n步骤2、根据实际继电保护装置缺陷数据，确定继电保护装置的硬件失效率、软件失效率以及人因失效率等失效率参数；/n步骤3、基于全生命周期成本模型及相应失效率参数，根据单位时间成本极小值确定国产化继电保护装置的退役时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、考虑继电保护装置的全生命周期，建立适用于核心元器件国产化的继电保护装置全生命周期成本模型；
步骤2、根据实际继电保护装置缺陷数据，确定继电保护装置的硬件失效率、软件失效率以及人因失效率等失效率参数；
步骤3、基于全生命周期成本模型及相应失效率参数，根据单位时间成本极小值确定国产化继电保护装置的退役时间。


2.根据权利要求1所述一种适用于核心元器件国产化的继电保护装置退役时间确定方法，其特征在于，在所述步骤1中，所述适用于核心元器件国产化的继电保护装置全生命周期成本模型，具体为：
考虑继电保护装置的全生命周期，其全生命周期的成本为：

（1）
式中：CI为投资成本；CO为运行成本；CM为检修维护成本；CF为故障成本；CD为退役废弃处置成本；CR为实施风险成本；
一般来说，继电保护装置的投资成本包括设备购置成本和安装调试成本，可以看作常量；退役废弃处置成本为继电保护装置退出服役后报废处理的成本与设备残留成本之差，可分别取售价的10%和5%；而对于实施风险成本，可忽略不计；
运行成本主要包括日常巡视费用，对于继电保护装置，每年的日常巡视费用可看作固定不变，表示为：

（2）
式中：O为单位时间的日常巡视费用；
继电保护装置的检修维护费包括检修人工费用、更换插件费用以及其他费用的总和，可分为设备的定期检修和故障后检修所产生的成本；继电保护装置的检修维护费用表示为：

（3）
其中Nj为维修次数；Mj为单次检修的成本；
当j=1时，表示全部检修成本：

（4）

j=2时，表示部分检...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛安成，章家欢，吴超，刘中硕，田铭威，陈晓帆，陈乾，景子洋，陶畅，欧阳明浩，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11