一种用于继电保护装置运行状态感知的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于继电保护装置运行状态感知的方法，涉及电力系统继电保护技术领域。本发明专利技术方法，包括：确定继电保护装置在温度应力作用下的老化风险；确定继电保护装置的异常告警的风险；建立继电保护装置运行状态感知的故障树模型；对老化风险及异常告警的风险，使用故障树模型进行运算，确定继电保护装置的运行状态。本发明专利技术反映出了装置老化的历史过程，实现了对装置失效风险的评估；本发明专利技术计及装置告警和运行信息的风险后，更全面地建立了继电保护状态风险的模型。继电保护状态风险的模型。继电保护状态风险的模型。

【技术实现步骤摘要】
一种用于继电保护装置运行状态感知的方法


[0001]本专利技术涉及电力系统继电保护
，并且更具体地，涉及一种用于继电保护装置运行状态感知的方法。

技术介绍

[0002]随着超特高压交直流混联电网建设和高比例新能源电源接入，电源结构和电网特征都发生了重大变化，电网安全运行对继电保护、安控装置等二次系统设备更为依赖，装置故障、失效造成拒动的危害将更严重。与此同时，继电保护装置对其自身状态及运行数据的采集和分析能力不断增强，大数据和人工智能技术的发展为综合应用各类信息奠定了良好基础。
[0003]目前已开展的研究中未能充分挖掘历史信息和统计信息的价值，且将由不同观测量所得的状态感知结果采用直接加权求和的方式进行组合，容易出现因局部观测量异常、权重设定不合理，导致状态感知方法失效的问题，并且现有方法难以支撑实现对装置运行状态的在线智能感知。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提出了一种用于继电保护装置运行状态感知的方法，包括：
[0005]确定继电保护装置在温度应力作用下的老化风险；
[0006]确定继电保护装置的异常告警的风险；
[0007]建立继电保护装置运行状态感知的故障树模型；
[0008]对老化风险及异常告警的风险，使用故障树模型进行运算，确定继电保护装置的运行状态。
[0009]可选的，确定继电保护装置在温度应力作用下的老化风险，包括：
[0010]建立继电保护装置在温度应力下的老化风险模型；
[0011]确定模型中的常数Ea/k与A；
[0012]根据老化风险模型及常数Ea/k与A确定老化风险。
[0013]可选的，建立继电保护装置在温度应力下的老化风险模型，包括：
[0014]使用Weibull分布拟合老化风险，确定Weibull分布的分布函数和概率密度函数，如下：
[0015][0016][0017]式中：τ为Weibull分布的特征寿命，β为Weibull分布的形状参数；确定Weibull分布的特征寿命τ，如下：
[0018][0019]式中：Ea为活化能，k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度，A为一个与温度无关的常数。
[0020]可选的，确定模型中的常数Ea/k与A包括：
[0021]对两组样品在温度T1和T2下进行加速老化试验，所述T1大于T2；
[0022]确定温度T1和T2下老化风险模型中的特征寿命τ1及τ2，形状参数β1及β2，所述β1≈β2，老化风险模型中的β取β1与β2的平均值；
[0023]对式(3)取自然对数，确定如下公式：
[0024][0025]以1/T为横坐标，lnτ为纵坐标的坐标系中，以坐标系中的两个点 (1/T1,lnτ1)、(1/T2,lnτ2)确定式(4)中的参数lnA和Ea/k；
[0026]根据参数lnA确定A。
[0027]可选的，确定老化风险，包括：
[0028]确定继电保护装置的温度在线数据T，由式(3)计算与温度T对应的特征寿命τ，依据式(2)计算单位时间内温度应力对装置的老化效应，继电保护装置的老化风险可表示为单位时间温度应力的老化效应的叠加，如下：
[0029][0030]式中：Δt为装置温度的采样间隔；
[0031]所述即为老化风险模型。
[0032]的健康区间与异常区间、异常区间与严重异常区间的临界值分别为0.15、0.4。
[0033]可选的，确定继电保护装置的异常告警的风险，包括：
[0034]采用相同型号的继电保护装置发生同类型告警的信息，拟合相同型号的继电保护装置发生同类型异常告警的分布函数。将运行时间t代入 Weibull分布的分布函数F(t)，作为装置异常告警的风险。
[0035]告警时间的平均值<t>为：
[0036][0037]式中：Γ()为伽玛函数，将F1＝F(<t>)、F2＝F(2<t>)分别作为健康区间与异常区间、异常区间与严重异常区间的临界值。
[0038]可选的，建立继电保护装置运行状态感知的故障树模型，包括：
[0039]确定继电保护状态感知的目标，根据目标确定继电保护故障树模型；
[0040]所述目标为继电保护装置故障或不正确动作的可能性，将不期望发生的故障或不正确动作，作为故障树的顶事件，将故障原因逐层推进，得到各层级的中间事件，继续推进直到不能再分解，作为底事件。
[0041]可选的，确定继电保护装置的运行状态，包括：
[0042]建立继电保护装置的事件的状态集；
[0043]确定事件状态的隶属度函数；
[0044]确定故障树事件的模糊状态矩阵；
[0045]确定下层事件的权重；
[0046]确定继电保护装置的运行状态。
[0047]可选的，建立继电保护装置的事件的状态集，包括：
[0048]对继电保护装置的事件进行状态评定，构建状态集V＝{V1,V2,V3}，其中，V
i
(i＝1,2,3)为三种状态的状态评价值，分别设为1、0.6、0，即：
[0049]V＝[1,0.6,0]ꢀꢀꢀ
(7)。
[0050]可选的，确定事件的隶属度函数，包括：
[0051]当故障树事件取值远离临界点时，依据事件取值、取值与状态的函数关系确定故障树事件的状态。当故障树事件取值靠近临界点时，在临界点的邻域将状态描述模糊化，设老化模型、告警风险模型或运行信息评估模型对应健康、异常或严重异常状态的取值区间为(X
min
,X
max
)，则故障树事件相应状态的隶属度函数为：
[0052][0053]式中：ΔX＝X
max
‑
X
min
为区间跨度，δ为模糊区间跨度比；
[0054]不同区间的临界区域(X
min
‑
δΔX,X
min
+δΔX)、(X
max
‑
δΔX,X
max
+δΔX)采用模糊状态来代替确定状态；
[0055]所述装置运行信息，包括装置模拟量采集误差、装置差动电流误差、开关量、压板、控制字准确性。
[0056]可选的，确定故障树事件的模糊状态矩阵，包括：
[0057]故障树事件的状态与其下层事件状态直接相关，故障树事件E若包含 k个下层事件，则可以建立由k个下层事件构成的因素集：
[0058]R＝{E1,E2,
…
,E
k
}
ꢀꢀꢀ
(9)
[0059]第i个下层事件的模糊状态矩阵为：
[0060]R
i
＝[r
i1
,r
i2
,r
i3
]ꢀꢀꢀ
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于继电保护装置运行状态感知的方法，所述方法包括：确定继电保护装置在温度应力作用下的老化风险；确定继电保护装置的异常告警的风险；建立继电保护装置运行状态感知的故障树模型；对老化风险及异常告警的风险，使用故障树模型进行运算，确定继电保护装置的运行状态。2.根据权利要求1所述的方法，所述确定继电保护装置在温度应力作用下的老化风险，包括：建立继电保护装置在温度应力下的老化风险模型；确定模型中的常数Ea/k与A；根据老化风险模型及常数Ea/k与A确定老化风险。3.根据权利要求2所述的方法，所述建立继电保护装置在温度应力下的老化风险模型，包括：使用Weibull分布拟合老化风险。确定Weibull分布的分布函数和概率密度函数，如下：如下：式中：τ为Weibull分布的特征寿命，β为Weibull分布的形状参数；确定Weibull分布的特征寿命τ，如下：式中：Ea为活化能，k为玻尔兹曼常数，T为绝对温度，A为一个与温度无关的常数。4.根据权利要求2所述的方法，所述确定模型中的常数Ea/k与A包括：对两组样品在温度T1和T2下进行加速老化试验，所述T1大于T2；确定温度T1和T2下老化风险模型中的特征寿命τ1及τ2，形状参数β1及β2，所述β1≈β2，老化风险模型中的β取β1与β2的平均值；对式(3)取自然对数，确定如下公式：以1/T为横坐标，lnτ为纵坐标的坐标系中，以坐标系中的两个点(1/T1,lnτ1)、(1/T2,lnτ2)确定式(4)中的参数lnA和Ea/k；根据参数lnA确定A。5.根据权利要求2所述的方法，所述确定老化风险，包括：确定继电保护装置的温度在线数据T，由式(3)计算与温度T对应的特征寿命τ，依据式(2)计算单位时间内温度应力对装置的老化效应，继电保护装置的老化风险可表示为单位时间温度应力的老化效应的叠加，如下：式中：Δt为装置温度的采样间隔；
所述即为老化风险模型。的健康区间与异常区间、异常区间与严重异常区间的临界值分别为0.15、0.4。6.根据权利要求1所述的方法，所述方法包括：确定继电保护装置的异常告警的风险，包括：采用相同型号的继电保护装置发生同类型告警的信息，拟合相同型号的继电保护装置发生同类型异常告警的分布函数。将运行时间t代入Weibull分布的分布函数F(t)，作为装置异常告警的风险。告警时间的平均值<t>为：式中：Γ()为伽玛函数，将F1＝F(<t>)、F2＝F(2<t>)分别作为健康区间与异常区间、异常区间与严重异常区间的临界值。7.根据权利要求1所述的方法，所述建立继电保护装置运行状态感知的故障树模型，包括：确定继电保护状态感知的目标，根据目标确定继电保护故障树模型；所述目标为继电保护装置故障或不正确动作的可能性，将不期望发生的故障或不正确动作，作为故障树的顶事件，将故障原因逐层推进，得到各层级的中间事件，继续推进直到不能再分解，作为底事件。8.根据权利要求1所述的方法，所述确定继电保护装置的运行状态，包括：建立继电保护装置的事件的状态集；确定事件状态的隶属度函数；确定故障树事件的模糊状态矩阵；确定下层事件的权重；确定继电保护装置的运行状态。9.根据权利要求8所述的方法，所述建立继电保护装置的事件的状态集，包括：对继电保护装置的事件...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国生，郭鹏，王文焕，张烈，王丽敏，康逸群，李妍霏，张瀚方，闫周天，胡海燕，吴春亮，申华，姜宏丽，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：