一种继电保护系统的多模式隐藏故障风险分析方法技术方案

本发明专利技术属于电力系统继电保护和风险分析领域，公开了一种继电保护系统的多模式隐藏故障风险分析方法，包括建立继电保护系统的多模式隐藏故障模型；根据多模式隐藏故障模型对由继电保护隐藏故障导致的电网N-k故障进行风险分析，获得继电保护系统隐藏故障的风险指标值。本发明专利技术对保护系统的隐藏故障进行简化建模分析；分析不同种典型模式的保护隐藏故障特点，建立多种模式的隐藏故障模型；针对隐藏故障的风险分析问题，提出一种电网N-k故障分析方法。分析中采用了基于改进功能组分解法和事件树分析方法的N-k故障概率求解方法，并建立了相应的连锁故障风险指标；提高电网N-k故障概率的计算准确度，能对继电保护系统的隐藏故障进行风险评估分析。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于电力系统继电保护和风险分析领域，公开了，包括建立继电保护系统的多模式隐藏故障模型；根据多模式隐藏故障模型对由继电保护隐藏故障导致的电网N-k故障进行风险分析，获得继电保护系统隐藏故障的风险指标值。本专利技术对保护系统的隐藏故障进行简化建模分析；分析不同种典型模式的保护隐藏故障特点，建立多种模式的隐藏故障模型；针对隐藏故障的风险分析问题，提出一种电网N-k故障分析方法。分析中采用了基于改进功能组分解法和事件树分析方法的N-k故障概率求解方法，并建立了相应的连锁故障风险指标；提高电网N-k故障概率的计算准确度，能对继电保护系统的隐藏故障进行风险评估分析。【专利说明】
本专利技术属于电力系统继电保护和风险分析领域，更具体地，涉及。
技术介绍
继电保护系统是电力系统的一个重要防线，关系到电网的安全稳定运行水平。由于受到设备自身和外部环境等多种因素的影响，保护系统往往会存在有一定的隐藏故障。保护的隐藏故障(Hidden Failure HF)定义为保护系统中的一种持久性缺陷:在正常情况下，该缺陷不被暴露和察觉。但是当系统发生故障或出现不正常运行状态时会被触发，导致保护装置不正确动作。数次大停电事故表明，保护系统的隐藏故障在电网发生连锁故障的过程中起到了推波助澜的作用。实际电网中，继电保护系统的配置应由主保护和后备保护构成。一般情况下，主保护由差动保护和纵联距离保护组成；后备保护则包括相间距离保护，接地距离保护和零序电流保护。继电保护系统的隐藏故障常可以分为以下三类:(1)硬件故障造成的隐性故障；(2)软件系统造成的隐性故障；(3)保护定值造成的隐性故障。目前针对隐藏故障的建模分析方法是单一的，只考虑保护某一种类型的隐藏故障。部分方法认为保护元件隐藏故障爆发是因为元件有功潮流过载，隐藏故障爆发的概率与该元件潮流过载率有关；部分方法从保护元件的动作逻辑图出发分析隐藏故障爆发的特点，这种分析方法从保护原理出发进行分析，分析的仍是保护系统的某一个模式的隐藏故障；在某些特殊的运行方式下，原先配合合理的定值可能会不满足系统运行的要求，导致保护产生隐藏故障。部分方法通过分析不合理的保护定值来分析由保护定值所引起隐藏故障的特点。另外，继电保护系统最终都是通过动作断路器来实现保护功能的。断路器装置虽然是电网的一次设备，但鉴于其关系到继电保护系统的实际保护作用，所以有必要分析断路器隐藏故障的特点。继电保护系统的隐藏故障在横向方向上反映在不同保护原理构成的保护上，纵向方向上反映在不同位置的保护相互配合情况上。保护系统的隐藏故障应是具有多种模式，多种层次的，目前的方法主要针对某一种模式的隐藏故障进行分析。单一模式的分析方法忽略了故障发生在线路的不同位置应对应着不同模式的隐藏故障，并且保护系统不同模式的隐藏故障之间应是相互联系，相互影响的。继电保护系统的隐藏故障会反映在电网的N-k故障过程中，对隐藏故障进行风险分析最终反映在对电网的N-k故障风险分析中。电网N-k故障风险分析主要包括N-k故障概率求解和N-k故障后果损失两方面。目前，求解电网N-k故障概率多采用功能组和故障事件树分析方法。多模式的隐藏故障模型中隐藏故障组合模式多，N-k故障路径繁多，目前的功能组法和故障事件树分析方法不能有效地处理在多模式模型下N-k故障的分析。另外，在N-k故障后果损失中，目前的后果损失评价指标多采用负荷损失表示。实际电网N-k故障中，后果损失指标并不能充分反映故障的后果损失情况。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了，其目的在于对多模式的隐藏故障进行分析，由此发现更多的N-k故障路径，提高N-k故障路径发生概率的计算准确度，识别出电网的薄弱环节。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了，包括下述步骤:S1:建立继电保护系统的多模式隐藏故障模型；S2:根据所述多模式隐藏故障模型对由继电保护隐藏故障导致的电网N-k故障进行风险分析，获得继电保护系统隐藏故障的风险指标值。更进一步地,步骤SI具体为:Sll:对继电保护系统的隐藏故障进行简化:只考虑由隐藏故障导致差动保护拒动的情况；只考虑由隐藏故障导致纵联距离保护误动的情况；不考虑零序电流保护的隐藏故障；将相间距离的隐藏故障和接地距离保护的隐藏故障统一为距离保护的隐藏故障；S12:计算简化后的隐藏故障发生的概率:根据电网的实际运行情况的统计值获得通信通道故障概率；所述通信通道故障概率即为差动保护拒动隐藏故障发生的概率；根据通信信道故障概率和故障落入隐藏故障区间的概率获得纵联距离保护隐藏故障发生的概率；根据拒动断路器的位置和厂站的接线方式获得断路器拒动隐藏故障发生的概率；根据距离I，II段的定值获得距离保护的隐藏故障发生的概率；根据距离III段定值躲负荷的可靠系数偏离实际运行要求的可靠系数值的程度获得距离保护III段定值隐藏故障发生的概率。更进一步地,步骤S2具体为:S21:采用功能组分解方法和事件树方法计算电网N-k故障的故障概率；S22:根据电网的实际运行情况和运行规定获得综合后果损失指标值；所述综合后果损失指标值等于三个子指标乘以权重系数求和；其中第一子指标为丢失电厂电源容量，第二子指标为变压器的下网功率损失，第三子指标为断面功率传输裕度的变化值；S23:将电网N-k故障的故障概率乘以电网N-k故障的综合后果损失指标值获得继电保护系统隐藏故障的风险指标值。在本专利技术提供的多模式隐藏故障风险分析方法中，由于建立了继电保护系统的多模式隐藏故障模型，使得可以发现更多的N-k故障路径，提高N-k故障路径发生概率的计算准确度。通过对N-k故障的识别和分析可以找出系统中的脆弱路径和薄弱环节。对这些薄弱环节的重点监控可以有效地提高系统的可靠性。另外，优先对薄弱环节中的保护进行检修或升级，除了最大程度地提高可靠性以外，还可以使得保护升级更具有针对性和经济性。【专利附图】【附图说明】图1为保护系统隐藏故障的简化建模分析方法；图2为纵联距离保护的隐藏故障区间；图3为距离I段定值对应的隐藏故障区间；图4为距离II段定值对应的隐藏故障区间；图5为距离III段定值误动概率曲线；图6为改进功能组分解法分析电网N-k故障；图7为电网N-k故障对应的事件树。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术属于电力系统继电保护和风险分析领域，具体涉及一种继电保护系统隐藏故障的建模分析，以及评估隐藏故障风险的风险分析方法。本专利技术的目的在于对继电保护系统的隐藏故障进行风险分析。通过在不同方向和不同层次上，对保护系统的隐藏故障进行分析，建立了一种继电保护系统的多模式隐藏故障模型。同时将隐藏故障的风险反映到电网N-k故障风险中，建立了一种隐藏故障的风险分析方法。在N-k故障风险分析中，采用了一种简化的N-k故障概率求解方法，并提出了相应的后果损失指标。该方法可以用于对保护隐藏故障的建模、风险分析以及对电网连锁故障作用机理等若干关键技术问题进行分析。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种继电保护系统的多模式隐藏故障风险分析方法，其特征在于，包括下述步骤：S1：建立继电保护系统的多模式隐藏故障模型；S2：根据所述多模式隐藏故障模型对由继电保护隐藏故障导致的电网N?k故障进行风险分析，获得继电保护系统隐藏故障的风险指标值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邱建，朱林，李一泉，石东源，陈志光，孙光，曾耿晖，周特军，黄明辉，张弛，
申请(专利权)人：广东电网公司电力调度控制中心，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：