考虑软件失效和人为失效的全数字化继电保护可靠性系统及评估方法，属于电力系统继电保护可靠性领域。系统包括硬件可靠性系统、软件可靠性系统和人为可靠性系统，其中任一系统中发生失效，都会导致继电保护可靠性系统出现失效。建立全数字化继电保护硬件可靠性系统，软件可靠性及人为可靠性系统；建立所述系统的Markov状态空间；根据Markov系统计算系统可用度。系统正常状态的平稳状态概率之和即为系统可用度。本发明专利技术考虑了影响继电保护可靠性的软件和人为失效，建立了能有效模拟全数字继电保护系统状态转移情况的继电保护可靠性系统及评估方法，解决了现有系统仅从保护装置角度考虑保护的硬件失效，未考虑保护可靠性的其他因素。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种继电保护可靠性系统及评估的方法，尤其一种涉及全数字化继电保护可靠性系统及评估方法，属于电力系统继电保护可靠性领域。
技术介绍
继电保护装置作为电力系统的第一道防线，在保障电网安全运行方面具有决定性作用。确保继电保护装置的可靠性是保障电网安全稳定运行的重要内容之一。随着变电站的数字化改造升级，全数字化继电保护正逐步取代常规保护而被广泛地应用。·研究继电保护可靠性的方法有蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟法、网络法、故障树法和Markov状态空间法等方法。继电保护是可修复的系统,这样的系统可以用Markov过程来描述，因而Markov状态空间法常用于继电保护系统的可靠性建模。目前，建立的继电保护Markov系统，只是针对常规继电保护系统。系统中，继电保护系统被看做一个元件，只是通过考虑检修、自检、一次设备状态、保护配置方案等来不断细化状态空间，从而更好地模拟继电保护系统状态的实际转移过程。实际上，全数字化继电保护包含了较多的电子装置，按照功能可以划分为不同工作单元，将其看做一个元件来进行建模不能很好模拟实际情况。同时，现有模型只考虑了硬件失效，无法模拟软件和人为因素对系统可靠性的影响。而实际上，在继电保护设备运行过程中，除了电子装置带来的硬件失效，软件和人为因素也可能导致继电保护设备的停运。I) Logarithmic exponential 系统John D. Musa 的 Logarithmic exponential系统是一种广泛应用的软件可靠性系统，系统中失效函数随失效发生而指数递减。指数递减的思想是早期发现的失效比晚期发现的失效对失效函数的减小作用大。2)人员可靠性分析基本目的是定量化评估人的错误行为对系统造成的影响。人员可靠性分析发展到目前有近20种分析方法,如Swain A. D的THERP法，Humphreys P的HEART法，Spurgin A. J的HCR法等，其中，应用最广泛的是人为失误率预测技术(THERP)和人员认知可靠性(HCR)系统技术。(如，张晶晶，丁明，《人为失误对保护系统可靠性的影响》，，《电力系统自动化》，2012，36 (8))3)人员认知可靠性系统(HCR)技术威布尔分布拟合法HCR系统在分析人的可靠性时，以认知心理学为基础，着重研究人在应急情景下的动态认知过程，包括探查、断、决策等意向行为，探究人的失误机理并建立系统。系统中人为失误导致的人员失效率服从威布尔分布，通过拟合获得威布尔分布参数就能得到人员失效率。(如，王洪德，《基于人的认知可靠性(HCR)系统的人因操作失误研究》，《中国安全科学学报》，2006，16 (7)。)
技术实现思路
本专利技术针对现有继电保护可靠性评估的研究对象为常规保护，仅从保护装置的角度考虑了保护的硬件失效，而未考虑保护可靠性的其他因素，因而无法模拟全数字继电保护系统实际运行情况。本专利技术从系统级的角度将全数字继电保护系统按照功能划分为不同工作单元，考虑了影响继电保护可靠性的软件、和人为失效，建立了能够有效模拟全数字继电保护系统状态转移情况的继电保护可靠性系统和评估方法。本专利技术的主要内容包括I)建立全数字化继电保护系统硬件可靠性系统；2)建立全数字化继电保护系统软件可靠性及人为可靠性系统；3)建立全数字化保护系统的Markov状态空间；4)根据Markov系统计算系统可用度。 一种考虑软件失效和人为失效的全数字化继电保护可靠性系统，所述继电保护可靠性系统包括全数字化继电保护硬件可靠性系统，此系统是针对全数字化继电保护硬件失效，基于全数字化继电保护硬件结构建立的一种反映硬件失效规律的可靠性系统；全数字化继电保护软件可靠性系统，此系统是针对全数字化继电保护系统软件失效，结合软件失效模式而建立的一种可靠性系统；全数字化继电保护人为可靠性系统，此系统是针对人为因素导致的全数字化继电保护失效，结合人为失效模式建立的一种可靠性系统；全数字化继电保护存在硬件失效、软件失效和人为失效二种失效模式，由硬件可靠性系统、软件可靠性系统和人为可靠性系统基于Markov状态空间理论构成考虑软件和人为失效的全数字化继电保护系统可靠性系统；硬件可靠性系统、软件可靠性系统和人为可靠性系统三者相互独立，其中任一系统中发生失效，都会导致继电保护可靠性系统出现失效，硬件可靠性系统、软件可靠性系统和人为可靠性系统共同构成继电保护可靠性系统。所述的一种考虑软件和人为失效的全数字化继电保护系统可靠性系统和可靠性评估方法，其特征是考虑软件和人为失效的Markov系统，具体将继电保护系统失效分为硬件、软件和人为失效，分别建立硬件、软件和人为失效系统，从而得到全数字化继电保护系统可靠性系统。所述全数字化继电保护硬件可靠性系统，具体将全数字化继电保护按功能划分成四个工作单元，即互感器单元、互感器至保护装置的二次回路、保护装置单元和保护装置到断路器的二次回路四个部分，采用电子设备可靠性预计手册分别估计其失效率。所述全数字化继电保护软件可靠性及人为可靠性系统，具体地采用Logarithmicexponential系统来研究保护软件的可靠性，软件失效率为λ (u) = λ Qe_0u ;采用HCR (人的认知可靠性系统技术)威布尔分布拟合法进行人员失效率定量计算，人员失效率为λ P=exp {- 0I ο所述全数字化继电保护系统可用度计算方法为结合硬件可靠性系统、软件可靠性系统及人为可靠性系统，列写系统失效状态，确定各个状态的状态转移关系，基于Markov过程建立系统的Markov状态空间。由系统状态空间，列写状态转移矩阵，建立状态转移方程，求解状态转移方程得到平稳状态概率，系统正常状态的平稳状态概率之和即为系统可用度。本专利技术考虑了影响继电保护可靠性的软件、和人为失效，建立了能够有效模拟全数字继电保护系统状态转移情况的继电保护可靠性系统和评估方法。解决了现有系统仅从保护装置的角度考虑保护的硬件失效，而未考虑保护可靠性的其他因素。附图说明图I是本专利技术方法流程图。图2是继电保护系统硬件可靠性系统单元模块示意图。图3是全数字化保护系统的状态空间图。具体实施方式 下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。一种考虑软件失效和人为失效的全数字化继电保护可靠性系统，该继电保护可靠性系统包括全数字化继电保护硬件可靠性系统，此系统是针对全数字化继电保护硬件失效，基于全数字化继电保护硬件结构建立的一种反映硬件失效规律的可靠性系统；全数字化继电保护软件可靠性系统，此系统是针对全数字化继电保护系统软件失效，结合软件失效模式而建立的一种可靠性系统；全数字化继电保护人为可靠性系统，此系统是针对人为因素导致的全数字化继电保护失效，结合人为失效模式建立的一种可靠性系统；全数字化继电保护存在硬件失效、软件失效和人为失效三种失效模式，由硬件可靠性系统、软件可靠性系统和人为可靠性系统基于Markov状态空间理论构成考虑软件和人为失效的全数字化继电保护系统可靠性系统；硬件可靠性系统、软件可靠性系统和人为可靠性系统三者相互独立，其中任一系统中发生失效，都会导致继电保护可靠性系统出现失效，硬件可靠性系统、软件可靠性系统和人为可靠性系统共同本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种考虑软件失效和人为失效的全数字化继电保护可靠性系统，其特征在于，所述继电保护可靠性系统包括：全数字化继电保护硬件可靠性系统，此系统是针对全数字化继电保护硬件失效，基于全数字化继电保护硬件结构建立的一种反映硬件失效规律的可靠性系统；全数字化继电保护软件可靠性系统，此系统是针对全数字化继电保护系统软件失效，结合软件失效模式而建立的一种可靠性系统；全数字化继电保护人为可靠性系统，此系统是针对人为因素导致的全数字化继电保护失效，结合人为失效模式建立的一种可靠性系统；全数字化继电保护存在硬件失效、软件失效和人为失效三种失效模式，由硬件可靠性系统、软件可靠性系统和人为可靠性系统基于Markov状态空间理论构成考虑软件和人为失效的全数字化继电保护系统可靠性系统；硬件可靠性系统、软件可靠性系统和人为可靠性系统三者相互独立，其中任一系统中发生失效，都会导致继电保护可靠性系统出现失效，硬件可靠性系统、软件可靠性系统和人为可靠性系统共同构成继电保护可靠性系统。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：薛安成，王宝，罗麟，王睿琛，毕天姝，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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