繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究.pdf

1、繼電保護(hù)作為電力系統(tǒng)的第一道防線，應(yīng)具有選擇性、快速性、靈敏性和可靠性。其中，保護(hù)系統(tǒng)的可靠性是影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一，也是優(yōu)化保護(hù)設(shè)計(jì)和運(yùn)行的重要參考依據(jù)。論文在分析繼電保護(hù)可靠性需求的基礎(chǔ)上，針對(duì)如何建立客觀、準(zhǔn)確的可靠性模型及符合保護(hù)系統(tǒng)工作特點(diǎn)的可靠性與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法開展研究。
　　 首先從繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的概念和特點(diǎn)入手，提出了主要針對(duì)繼電保護(hù)硬件系統(tǒng)可靠性分析的“3RF技術(shù)”，即繼電保護(hù)故障模式及影響分析

2、(RFMEA)、保護(hù)可靠性故障樹分析技術(shù)( RFTA)和繼電保護(hù)故障報(bào)告、分析與糾正措施系統(tǒng)( RFRACAS)。研究了3RF技術(shù)在保護(hù)可靠性分析中的應(yīng)用，從可靠性預(yù)防、分析、處理及數(shù)據(jù)收集與初步挖掘等方面將其發(fā)展成一整套繼電保護(hù)可靠性程序。其中，RFMEA分析各種失效模式及其影響，主要為RFTA提供定性的建模依據(jù)。RFTA方法涵蓋了保護(hù)系統(tǒng)可靠性模型及其求解方法:動(dòng)態(tài)故障樹與馬爾可夫( Markov)狀態(tài)空間相結(jié)合的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)可

3、靠性模型能反映實(shí)際保護(hù)系統(tǒng)的故障與修復(fù)過(guò)程、拓?fù)渑c邏輯關(guān)系、備用及閉鎖等特性，建模簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)模塊化;而基于動(dòng)態(tài)故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)與蒙特卡羅(Monte Carlo)仿真的模型求解方法在發(fā)揮Markov方法與Monte Carlo仿真方法優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，降低了Markov狀態(tài)劃分的難度及系統(tǒng)級(jí)故障樹模型的求解復(fù)雜度，能為尋找系統(tǒng)薄弱環(huán)節(jié)、提高保護(hù)設(shè)計(jì)可靠性及制定更為合理的檢修周期提供參考。RFRACAS是一個(gè)信息系統(tǒng)，保證保護(hù)的失效信息、缺陷信

4、息能及時(shí)準(zhǔn)確的收集、分析，為評(píng)估和改善保護(hù)可靠性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐?？傮w上，3RF技術(shù)適用于繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)、研制、應(yīng)用及維護(hù)過(guò)程，有助于在相同可靠性要求下縮減研發(fā)時(shí)間和費(fèi)用，相同投資情況下提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。
　　 其次，提出了繼電保護(hù)原理性失效的雙層概率模型，在真實(shí)反映保護(hù)原理及時(shí)序特性的基礎(chǔ)上，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況和保護(hù)定值，定量計(jì)算保護(hù)原理與特定故障或系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)匹配程度的隨機(jī)性。其第一層是賦時(shí)Petri網(wǎng)描述的保護(hù)邏輯動(dòng)態(tài)層

5、，用于處理保護(hù)邏輯關(guān)系和時(shí)序關(guān)系，反映保護(hù)邏輯的動(dòng)態(tài)過(guò)程;第二層是模糊信息層，在模糊Petri網(wǎng)中體現(xiàn)各保護(hù)邏輯元件及其組合的概率信息。雙層模型克服了常規(guī)可靠性評(píng)估方法只反映某些固定模式下的長(zhǎng)期可靠性水平、而忽略實(shí)時(shí)運(yùn)行條件及保護(hù)時(shí)間定值等因素對(duì)可靠性影響的不足，旨在為提高保護(hù)運(yùn)行可靠性提供參考。
　　 第三，立足新形勢(shì)下基于通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)至關(guān)重要但目前關(guān)注有限的該類保護(hù)重要支撐技術(shù)的可靠性，即保護(hù)通信系統(tǒng)

6、的可靠性，以連通可靠性為切入點(diǎn)，以能較全面反映各層次通信系統(tǒng)的區(qū)域集中式廣域保護(hù)的通信系統(tǒng)為載體，進(jìn)行了分層分析和綜合評(píng)估。
　　 最后，為使保護(hù)系統(tǒng)各種失效模式及其對(duì)保護(hù)系統(tǒng)可靠性的影響可以在一個(gè)統(tǒng)一的模型中得以綜合反映，從保護(hù)失效機(jī)理出發(fā)提出了基于失效模式競(jìng)爭(zhēng)的保護(hù)可靠性綜合分析方法。并在繼電保護(hù)可靠性分類分析和綜合分析的基礎(chǔ)上，考慮保護(hù)失效發(fā)生的可能性及失效后果的嚴(yán)重程度，將脆弱性評(píng)估方法與繼電保護(hù)可靠性分析相結(jié)合、將繼電