智能变电站继电保护系统可靠性的定量计算方法及系统技术方案

一种智能变电站继电保护系统的可靠性定量计算方法：1)计算同步对时信息各信息回路的可靠性；2）根据1)修正三类元件的可靠性；3）将修正后的三类元件的可靠性代入并计算SV信息回路和GOOSE信息回路的可靠性；4）根据所有的SV信息回路可靠性计算SV信息可靠性，根据所有的GOOSE信息回路可靠性计算GOOSE信息可靠性；5）根据SV信息和GOOSE信息的可靠性计算单套继电保护可靠性，根据所有单套继电保护可靠性计算整套继电保护系统的总体可靠性。本方法可以实现对现有多种继电保护系统的可靠性定量计算，具有通用性及易于实施的特点。另外，本发明专利技术还公开了一种采用上述方法的智能变电站继电保护系统的可靠性计算系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能变电站系统可靠性
，具体来说涉及一种智能变电站继电保护系统的可靠性定量计算方法。本专利技术还涉及所述方法用到的智能变电站继电保护系统的可靠性定量计算系统。
技术介绍
继电保护系统是保障电网安全运稳定行的第一道防线，其可靠工作对电网至关重要。随着IEC61850标准的推广以及网络通信和智能一次设备等技术的发展，智能变电站的建设正如雨后春笋一般展开。在智能变电站中，继电保护系统的结构和组成发生了很大改变。新型的电子式和光电式互感器逐步投入应用，成为保护系统的主要测量元件。以太网络取代了传统二次电缆成为保护信息传输的媒介。采样信息和控制信息也被符合IEC61850 标准的SV报文和GOOSE报文所代替。新设备、新技术的应用使得智能变电站继电保护系统的可靠性有别于传统变电站的保护系统，如智能变电站保护系统网络组网模式具有多样性，保护系统中功能部件的冗余配置方案也具有多样性，可选择的继电保护系统构成方案有很多，这些使得智能变电站保护系统的实现方案难以枚举，各种方案孰优孰劣，目前还没有评价标准，如何对这些方案进行正确的可靠性定量计算是一个急需解决的问题。目前现有的方法主要依靠设计人员的经验进行定性分析和评价。传统继电保护系统采用二次电缆连接，保护冗余配置往往由变电站的电压等级及在电力系统中的地位决定，因此保护方案有限。在此背景下，继电保护系统的可靠性研究常采用故障树分析法。故障树法是一种图形化的分析方法，利用演绎法的思想建模，以系统故障为起始点，分析可能造成系统故障的各种因素，逐级细化，并根据上级事件和下级事件的逻辑关系用逻辑门将其连接成倒树形状的结构，根据形成的逻辑框图找出系统发生故障的所有路径，并根据各个事件发生的概率利用概率公式计算出系统发生故障的概率，并且可以计算引起故障的各种因素的重要度。现有方法存在以下不足I.故障树分析方法主要依靠分析人员的思想，逐层找出引起上级故障的全部可能因素，直至最底层事件，较易受人为因素影响。由于思路的差异，不同的人建的模型可能会差别较大，而且不同模型之间难以检查核对，容易造成遗漏或是重复。2.故障树模型是一种分层次的逻辑图，其特点是层次多，体积庞大，当故障因素较多时，会使逻辑图的结构十分复杂，难以用软件实现计算。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，就是提供一种智能变电站继电保护系统可靠性的定量计算方法，本方法可以实现对现有多种继电保护系统的可靠性定量计算，具有通用性及易于实施的特点。本专利技术的目的可通过以下的技术措施来实现一种智能变电站继电保护系统可靠性的定量计算方法，包括如下步骤I)、利用最小路集法，计算同步对时信息各条信息回路的可靠性表达式；2)、根据同步对时信息的可靠性修正被对时的三类元件的可靠性表达式；3)、利用最小路集法，将修正后的三类元件的可靠性表达式代入并计算SV信息回路和GOOSE信息回路的可靠性表达式；4)、根据所有的SV信息回路可靠性表达式计算SV信息可靠性表达式，根据所有的GOOSE信息回路可靠性表达式计算GOOSE信息可靠性表达式； 5)、根据SV信息和GOOSE信息的可靠性表达式计算单套继电保护可靠性表达式，根据所有单套继电保护可靠性表达式计算整套继电保护系统的总体可靠性表达式，按布尔代数的相关运算法则化简后代入数值计算可靠性值。所述步骤I)中的最小路集法，即计算始端节点和末端节点所有最小路径连通的概率，其中一条最小路径连通的概率的计算公式为户(A)= JeJjRj. i=i式中山力=1，2，…，η)为最小路径，其中η为最小路径数量，P(Li)为最小路径Li连通的概率％ (j = 1，2，…，m)为构成最小路径Li的第j个元件的可靠性，所述元件为节点或是线段。当一条信息回路包含多条最小路径时，信息回路可靠性的计算表达式为Kop = I - Π (I -尸(A));/-I所述步骤I)中的同步对时信息的信息回路包括同步时钟源到合并单元的信息回路、同步时钟源到保护单元的信息回路和同步时钟源到智能终端的信息回路。所述步骤2)中的三类元件为合并单元、保护单元和智能终端。所述步骤2)中的三类元件的修正公式为二I - Πα -P(lTS-MUj))i=lKr —I ~~ Πο -P、LTS PRi))/-I尺!τ=1- β-Ρ(υ式中R’ 、R’ PE和R’ IT分别表示修正后的合并单元、保护单元和智能终端的可靠性山和LTS_IT,j别表示同步时钟源分别到合并单元、保护单元和智能终端的第i条最小路径，η表示最小路径的数量。所述步骤3)中的SV信息回路是指以一台互感器单元为始端节点，以一台保护单元为终端节点的信息回路，GOOSE信息回路是指以一台保护单元为始端节点，以一台断路器为终端节点的信息回路。所述步骤3)中的SV信息回路和GOOSE信息回路的计算公式为 ηRsvj =1 — O (1 —))f=l权利要求1.一种智能变电站继电保护系统可靠性的定量计算方法，包括如下步骤 1)、利用最小路集法，计算同步对时信息各条信息回路的可靠性表达式； 2)、根据同步对时信息的可靠性修正被对时的三类元件的可靠性表达式； 3)、利用最小路集法，将修正后的三类元件的可靠性表达式代入并计算SV信息回路和GOOSE信息回路的可靠性表达式； 4)、根据所有的SV信息回路可靠性表达式计算SV信息可靠性表达式，根据所有的GOOSE信息回路可靠性表达式计算GOOSE信息可靠性表达式； 5)、根据SV信息和GOOSE信息的可靠性表达式计算单套继电保护可靠性表达式，根据所有单套继电保护可靠性表达式计算整套继电保护系统的总体可靠性表达式，按布尔代数的相关运算法则化简后代入数值计算可靠性值。2.根据权利要求I所述的智能变电站继电保护系统可靠性的定量计算方法，其特征在于所述步骤I)中的同步对时信息的信息回路包括同步时钟源到合并单元的信息回路、同步时钟源到保护单元的信息回路和同步时钟源到智能终端的信息回路。3.根据权利要求I所述的智能变电站继电保护系统可靠性的定量计算方法，其特征在于所述步骤2)中的三类元件为合并单元、保护单元和智能终端。4.根据权利要求I所述的智能变电站继电保护系统可靠性的定量计算方法，其特征在于所述步骤I)中的最小路集法，即计算始端节点和末端节点所有最小路径连通的概率，其中一条最小路径连通的概率的计算公式为J=I 式中=Li (i=l，2，···，!!)为最小路径，其中η为最小路径数量，P (Li)为最小路径Li连通的概率；Rj(j = I, 2，---,m)为构成最小路径Li的第j个元件的可靠性,所述元件为节点或是线段； 当一条信息回路包含多条最小路径时，信息回路可靠性的计算表达式为λ_=ι-加-尸(4)) ° /=15.根据权利要求I所述的智能变电站继电保护系统可靠性的定量计算方法，其特征在于所述步骤2)中的三类元件的修正公式为Kiu =1-Π(1-U i:二IrPR =1_ΓΙ(1_ P(LTS—mJ) /二 I々=1 - O (1 - P(LTS-lT,i)) /=I 式中:R，m、!^’^和R’ IT分别表示修正后的合并单元、保护单元和智能终端的可靠性；Lts., i、LTS_PIU和LTS_IT, i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能变电站继电保护系统可靠性的定量计算方法，包括如下步骤：1)、利用最小路集法，计算同步对时信息各条信息回路的可靠性表达式；2）、根据同步对时信息的可靠性修正被对时的三类元件的可靠性表达式；3）、利用最小路集法，将修正后的三类元件的可靠性表达式代入并计算SV信息回路和GOOSE信息回路的可靠性表达式；4）、根据所有的SV信息回路可靠性表达式计算SV信息可靠性表达式，根据所有的GOOSE信息回路可靠性表达式计算GOOSE信息可靠性表达式；5）、根据SV信息和GOOSE信息的可靠性表达式计算单套继电保护可靠性表达式，根据所有单套继电保护可靠性表达式计算整套继电保护系统的总体可靠性表达式，按布尔代数的相关运算法则化简后代入数值计算可靠性值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李一泉，王慧芳，王超，黄明辉，陈志光，张弛，刘玮，
申请(专利权)人：广东省电力调度中心，浙江大学，
类型：发明
国别省市：