[發明專利]一種智能變電站保護系統的風險評估方法

在審

• 申請號: 201710711169.1
• 申請日: 2017-08-18
• 公開（公告）號: CN107491876A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 童曉陽;刁興華
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙)51232
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明涉及智能變電站自動化技術領域。

背景技術

在國網公司的倡導下，基于IEC61850的智能變電站得到快速的發展與應用，基于新理念和新技術的新設備大量涌現，智能變電站二次設備的信號輸入輸出方式、通信架構、系統集成度及智能化水平等方面都發生了很大的變革，在堅強智能電網的背景下，傳統的可靠性研究方法和指標已經不能全面反映保護系統的運行狀況，研究保護系統的風險評估具有重要意義。

智能變電站是聯系電廠與用戶的重要節點，也是智能電網建設的重要內容，在智能電網中承擔著電壓變換、電能集散和電壓控制的重要作用，是智能電網最為重要的運行參數采集點和管控措施執行點。在既有的物理的電力網絡的基礎上，智能變電站二次系統吸收計算機科學、集成電路、智能控制、光電技術、現代通信及自動化技術等領域的研究，具有一次設備智能化、全站信息數字化及信息共享標準化等重要特征，智能變電站還發展了保護系統復雜性，它是一個由多套二次設備組成的系統，比如由合并單元、保護設備、智能終端等二次設備構成保護系統，設備狀態可視化在內的諸多高級應用功能，在提升自動化及供電可靠性水平的同時，也極大地豐富了二次系統的內涵，有利推動了變電站的綜合智能化水平，因此需要在新的環境下對智能變電站二次系統的可靠性進行評估。

中國專利公開號為CN104680431A，公開了《一種智能變電站二次系統可靠性評估方法》，利用智能變電站二次系統功能信息模型，建立智能變電站二次系統功能可靠性模型，再利用智能變電站二次系統功能，建立功能和系統兩個粒度的智能變電站二次系統的可靠性評估指標，再以蒙特卡羅方法為基礎，計算被評估的可靠性指標。中國專利公開號為CN102723775A，公開了《一種智能變電站二次系統可靠性評估方法》，將智能變電站系統劃分為通信、控制、保護和站控層子系統，借助設備的平均無故障時間和平均修復時間參數，利用可用性框圖，得到各子系統的可靠性參數，從而找到二次系統的薄弱環節，進而提高智能變電站二次系統的可靠性。中國專利公開號為CN102136113A，公開了《智能變電站二次系統可靠性評估方案》，利用可靠性框圖、鄰接矩陣和最小路集建立智能變電站二次系統可靠性評估模型，并將元件重要度分析引入到二次系統中，利用概率重要度和關鍵重要度實施元件重要度的評價等，對智能變電站二次系統可靠性進行評估。

上述相關專利主要側重于，按照智能變電站二次系統的組成，僅建立二次系統自身的可靠性指標，但是它們均沒有考慮保護系統失效時給電力系統帶來的后果，例如，沒有考慮不同保護系統失效會產生不同的主接線結構變化，影響了主接線的故障頻率等可靠性指標；沒有考慮不同保護系統失效帶來不同的失負荷量等衍生問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種智能變電站保護系統的風險評估方法，它能有效解決傳統的可靠性評估無法表達保護系統失效后果的問題，能夠給出更加全面、客觀的風險評估結果。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的，：一種智能變電站保護系統的風險評估方法，包括：

1)針對智能變電站所有二次設備，統一給出正常工作、誤動、拒動三種狀態，分析每個二次設備的正常工作狀態、誤動狀態、拒動狀態之間的轉移情況，列出各二次設備的狀態轉移矩陣，利用馬爾科夫過程，根據所有二次設備的可靠性統計數據，計算得到二次設備的可靠性指標；根據每個間隔下保護系統的二次設備組成及其可靠性指標，采用可靠性框圖法，獲得每個間隔下保護系統的穩態可用度、穩態誤動率、穩態拒動率；針對其中一套保護系統失效的情景，獲得對應的變電站主接線結構，采用最小路集法，計算得到此時主接線的故障頻率及其相對值，由潮流計算獲得對應電力系統的失負荷量，以上數據作為后續風險評估的基礎數據；

2)針對電網未發生故障而一套保護系統發生異常動作或電網發生故障時相應的保護系統未正常動作的情景，構造智能變電站保護系統發生異常的異常風險，即采用該保護系統異常的發生概率、失負荷量、對應主接線的故障頻率的相對值，以三者的乘積來定量評估該保護失效給電力系統帶來的風險；

3)針對雙重化配置的保護系統，當雙套保護系統中的一套保護系統已停運而另一套保護系統發生失效時，稱為該雙重化保護系統發生停運失效，構造該保護系統的停運失效風險，即另一套保護系統失效的發生概率、失負荷量、對應主接線的實時故障頻率的相對值三者的乘積；