[發明專利]考慮繼電保護可靠性的牽引供電系統風險評估方法

在審

• 申請號: 201711376737.3
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107832984A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 林圣;馮玎;楊茜茜;高仕斌;王貞
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;中國鐵路總公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司51200
• 代理人: 張輝

技術領域

本發明涉及牽引供電系統領域，特別是一種考慮繼電保護可靠性的牽引供電系統風險評估方法。

背景技術

牽引供變電系統的安全可靠運行對保證鐵路及高速鐵路的正常運行具有十分重要的意義，隨著高速鐵路建設的迅速發展，我國鐵路牽引供電系統運營以及維護的壓力也逐漸加大。對牽引供變電系統已經發生的事故進行快速精準的故障發現及診斷，可以縮短故障的處理時間，盡可能控制住故障影響范圍；對牽引供變電系統目前的運行狀態進行健康診斷及風險評估，可以幫助運營工作人員對系統狀態進行較為精準的識別及認知，為牽引供變電系統的狀態維護和檢修提供一定依據；對牽引供變電系統將來一段時間的狀態進行評估和預測，能夠反映出牽引供變電系統將來的發展趨勢，給維護人員的維修工作提供一定的依據，減少甚至避免系統內部故障的發生。

由此可見，對牽引供變電系統進行健康診斷和風險評估有利于提高牽引供變電系統的故障處理水平，促進狀態檢修在實際情況中的應用，給牽引供變電系統的故障預測及預防奠定的基礎。同時，對牽引供變電系統進行健康診斷和風險評估的這一過程中存在諸多不確定性因素及條件，在進行健康診斷和風險評估時需對上述這些不確定因素也加以考慮。牽引供電系統作為電氣化鐵路的核心構成，其安全可靠運行關乎列車運行經濟性及安全性，繼電保護作為牽引供電系統安全運行的重要組成部分，在電氣化鐵路快速發展的背景下，考慮繼電保護可靠性，對牽引供電系統進行風險量化評估，能夠掌握牽引供電系統安全運行水平，對系統檢修維護策略制定具有重要意義。

目前，對于牽引供電系統風險評估的研究。主要是對牽引供電系統及設備進行安全性分析和狀態評估，結合實例與傳統安全分析的結論進行比較，給出較為全面的安全性方法和措施，提出牽引供電系統及設備的實時評估及預警，從而實現主動維護。然而，目前研究大多尚未考慮牽引供電系統繼電保護對系統帶來的風險程度，缺少一定的理論體系來研究繼電保護系統對牽引供電系統的影響。

發明內容

本發明提供了一種考慮繼電保護可靠性的牽引供電系統風險評估方法，該方法考慮了繼電保護可靠性，量化了繼電保護對牽引供電系統風險程度影響，掌握了繼電保護可靠性對牽引供電系統安全運行風險程度的影響。其應用有助于更全面地掌握牽引供電系統風險程度，指導牽引供電系統維護維修計劃，提高牽引供電系統運行水平。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種考慮繼電保護可靠性的牽引供電系統風險評估方法，包括以下步驟：

步驟1：基于馬爾可夫狀態空間法的風險概率評估

綜合考慮繼電保護硬件、軟件因素，按誤動和拒動兩種故障模式進行狀態劃分，建立繼電保護系統的馬爾可夫狀態空間模型；

將硬件模塊中的指標值和軟件模塊中的指標值作為馬爾可夫狀態空間模型的輸入，進而得繼電保護馬爾可夫狀態轉移矩陣；由公式得到繼電保護處于正常工作狀態、不可自檢硬件拒動狀態、可自檢硬件誤動狀態、不可自檢硬件誤動狀態、可自檢硬件拒動狀態、軟件誤動狀態以及軟件拒動狀態的概率P_i，i＝0,1,2，…，6，S為繼電保護馬爾可夫狀態轉移矩陣；所述硬件模塊中的指標值包括硬件誤動故障率λ_hw、硬件拒動故障率λ_hj、硬件自檢系數c、硬件修復率u_h以及不可自檢硬件檢修率r，所述軟件模塊中的指標值包括軟件故障率λs、軟件誤動故障率λsw、軟件拒動故障率λsj以及軟件修復率u_s；

步驟2：基于風險后果的經濟損失計算

分析繼電保護失效給牽引供電系統帶來的后果，將繼電保護失效帶來的不同損失分為A、B、C三類：I_j，j＝A、B、C；A類經濟損失I_A表示由于線路停運而帶來的經濟損失；B類經濟損失I_B表示故障切除時間延長而給設備帶來沖擊的損耗；C類經濟損失I_C表示并補裝置退出導致的供電系統下降；