[發明專利]一種國產化繼電保護的核心元器件冗余結構確定方法

在審

• 申請號: 202010966762.2
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112231126A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 薛安成;陳曉帆;陶暢;景子洋
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F11/00
• 分類號: G06F11/00;G06F11/16;G06Q50/06;H02H7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種國產化繼電保護的核心元器件冗余結構確定方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1、首先從不同的冗余方式中選取適合的冗余方式；

步驟2、根據各核心元器件可靠性，求出各核心元器件在不同冗余方式下的失效率；

步驟3、根據繼電保護裝置的串聯可靠性模型，求取核心元器件組合后的繼電保護裝置的失效率，選取不滿足可靠性要求的冗余方式；

步驟4、按照核心元器件成本由低到高的順序，元器件數量逐個遞增，直至滿足繼電保護可靠性要求，并以此來確定滿足國產化繼電保護可靠性要求且最小成本的核心元器件冗余結構。

2.根據權利要求1所述國產化繼電保護的核心元器件冗余結構確定方法，其特征在于，在所述步驟1中，所選取適合冗余方式的過程具體為：

從理論上來說，冗余的元器件數量越多可靠性越高，但隨之增加的成本也越高，在實際中無限增加元器件數量來提高可靠性的方法并不可取；綜合考慮經濟性與可靠性，四冗余法、三冗余法可以用盡量少的成本滿足可靠性要求；進一步，根據少數服從多數原則，三冗余法中選取三取二冗余方式，而四冗余法中，四取二先或后與同時也包含了二取一邏輯原理，故選擇四取二先或后與冗余方式；

三取二冗余方式是指3個元器件中至少有2個元器件動作時，才動作出口的冗余方式；采用三取二冗余時，至少有2個元器件故障失效時，整個模塊才會故障失效；假設同一類型的核心元器件具有相同的失效率，則三取二冗余方式下的失效率表達式為：

四取二冗余方式是指4個元器件獨立且功能完全相同，輸出邏輯的方式不同，作用也不同；假設同一類型的核心元器件具有相同的失效率，采用兩兩先或然后輸出再與的方式，則四取二先或后與冗余方式下的失效率表達式為：

故選取的適合冗余方式為三取二和四取二先或后與冗余方式。

3.根據權利要求1所述國產化繼電保護的核心元器件冗余結構確定方法，其特征在于，在所述步驟2中，所述求出各核心元器件在不同冗余方式下的失效率的過程具體為：

首先根據不同核心元器件可靠性，基于所得的兩種冗余方式的失效率表達式，得到各核心元器件在兩種不同冗余方式下的失效率。

4.根據權利要求1所述國產化繼電保護的核心元器件冗余結構確定方法，其特征在于，在所述步驟3中，所述求取核心元器件組合后的繼電保護裝置的失效率，選取不滿足可靠性要求的冗余方式的過程具體為：

根據繼電保護裝置串聯可靠性模型原理，將各元器件分別采用同一種冗余方式組合，求取繼電保護裝置在兩種不同冗余方式下的失效率，則繼電保護裝置在三取二冗余方式下失效率為：

繼電保護裝置在四取二先或后與冗余方式下失效率為：

其中，為各核心元器件的失效率；

進一步，設定一個繼電保護裝置可靠性最低要求，即繼電保護裝置允許的最大失效率；

最后，在兩種冗余方式中選取不滿足繼電保護裝置可靠性要求的冗余方式，即，該冗余方式各核心元器件均為個。

5.根據權利要求1所述國產化繼電保護的核心元器件冗余結構確定方法，其特征在于，在所述步驟4中，所述按照核心元器件成本由低到高的順序，元器件數量逐個遞增，直至滿足繼電保護可靠性要求，并以此來確定滿足國產化繼電保護可靠性要求且最小成本的核心元器件冗余結構的過程具體為：

根據各核心元器件成本，由低到高順序為a₁＜a₂＜a₃＜a₄＜a₅＜a₆；

首先增加1個a₁元器件，則a₁元器件個數為，其余元器件個數為，求取繼電保護裝置失效率：

若，則滿足繼電保護可靠性要求；

若，則不滿足繼電保護可靠性要求，繼續增加1個a₂元器件；

以此類推，按成本由低到高順序逐個增加核心元器件數量，直至滿足繼電保護可靠性要求，并以此來確定滿足國產化繼電保護可靠性要求且最小成本的核心元器件冗余結構。