[發明專利]一種基于狀態監測的智能變電站繼電保護系統檢修方法

有效

• 申請號: 201710783978.3
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107730070B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 肖繁;陳堃;黎恒炫;張侃君;李鵬;杜鎮安;洪梅子
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/00;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本發明根據智能變電站繼電保護系統狀態檢修的工程實際需求，提出了一種基于狀態監測的智能變電站繼電保護系統檢修方法。該方法首先根據元件運行狀況分值，確定其處于正常工況還是異常狀況；然后，考慮役齡檢修回退的影響，分別建立了元件基于長期演變規律的故障率基礎模型(DT模型)和短期驟變規律的DS模型；最后，結合保護系統的配置情況建立了繼電保護系統的綜合風險模型，進而制定繼電保護系統各元件的檢修策略方案，可較好地滿足智能變電站繼電保護系統狀態檢修的實際需求。

技術領域

本發明電力系統技術領域，具體是一種基于狀態監測的智能變電站繼電保護系統檢修方法。

背景技術

繼電保護作為智能變電站的重要組成部分，其正常運行與否對電力系統的運行有十分重要的影響。隨著保護裝置和通信系統等狀態監測手段的不斷發展，對智能變電站繼電保護系統實施狀態檢修已成為一種提高繼電保護系統可靠性、減小設備失效概率的重要手段，是智能變電站繼電保護系統建設的重要方向。目前，對智能變電站繼電保護系統的狀態檢修研究大多為定性分析，根據設備實時運行工況制定狀態檢修策略的定量分析的研究尚較少見。

[國家電網，《繼電保護系統狀態檢修導則》[Z]:2014]，采用對二次設備評分的方式給出了微機型繼電保護裝置的狀態檢修方案，但該方案的評分方式沒有結合設備故障或異常運行的實際規律，同時其給出的檢修時間也較粗略，容易造成“過檢”或“欠檢”的現象；[丁茂生，王鋼，賀文.基于可靠性經濟分析的繼電保護最優檢修間隔時間[J]. 中國電機工程學報，2007，27(25):44-48]，該文獻提出了一種基于可靠性經濟的繼電保護最佳檢修間隔方案，建立了單套保護與兩套保護的狀態空間模型，但該文獻沒有考慮智能變電站繼電保護系統多元件特性與狀態檢修策略，當設備狀態較多時，將會出現狀態組合空間爆炸問題；[李明，韓學山，王勇等.變電站狀態檢修決策模型與求解[J].中國電機工程學報，2012，32(25)：196-202]，該文獻提出根據狀態檢修結果，通過遺傳算法求解變電站最小經濟損失確定狀態檢修策略，但該方法對繼電保護系統不具普適性。

綜上，現有繼電保護系統的狀態檢修方案易于工程應用，但也存在無法直接確定設備檢修周期，難以充分發揮狀態檢修技術優勢的突出問題，而其他狀態檢修方法則不適用于智能變電站繼電保護系統。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明提供了一種基于狀態監測的智能變電站繼電保護系統檢修方法，該方法根據繼電保護系統各元件的故障特性，建立描述各元件長期演變規律和短期驟變規律的 DTDS(degradation-threshold and degradation-shock)模型；在此基礎上，結合繼電保護系統的誤動和拒動特性，建立了繼電保護系統的風險評估模型，以實現智能變電站繼電保護系統檢修策略的優化處理，以更好地滿足智能變電站繼電保護系統狀態檢修的實際應用需求。

本發明提供了一種基于狀態監測的智能變電站繼電保護系統檢修方法，包括下述步驟：

S1：根據繼電保護系統中同一類元件在不同時間段的故障率，通過Marquardt求解該元件基于威布爾分布函數的形狀參數和尺度參數，建立該元件的故障率基礎模型；

S2：根據元件運行狀況分值X判斷該元件運行狀態處于正常工況還是異常狀況，若XX_M，則轉步驟S3；否則，轉步驟S5，其中 X_M作為區別組件正常狀況與異常狀況的門檻值；

S3：采用檢修回退修正方法，計算經上次檢修后設備在其故障率基礎模型上的等效運行年限；

S4：根據元件在上次檢修后在故障率基礎模型中的等效運行年限，求得組件在當前時刻的故障率，轉步驟S6；

S5：元件的異常狀況采用Gamma函數進行描述，根據元件進入異常狀態后運行了一段時間后的分值通過期望極大化算法對Gamma 分布的概率密度函數的形狀參數與尺度參數值進行求解，所述形狀參數與尺度參數值用于元件處于異常運行狀態時求解該元件的累計失效概率；