[发明专利]一种基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法

说明书

本发明根据智能变电站继电保护系统状态检修的工程实际需求，提出了一种基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法。该方法首先根据元件运行状况分值，确定其处于正常工况还是异常状况；然后，考虑役龄检修回退的影响，分别建立了元件基于长期演变规律的故障率基础模型(DT模型)和短期骤变规律的DS模型；最后，结合保护系统的配置情况建立了继电保护系统的综合风险模型，进而制定继电保护系统各元件的检修策略方案，可较好地满足智能变电站继电保护系统状态检修的实际需求。

技术领域

本发明电力系统技术领域，具体是一种基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法。

背景技术

继电保护作为智能变电站的重要组成部分，其正常运行与否对电力系统的运行有十分重要的影响。随着保护装置和通信系统等状态监测手段的不断发展，对智能变电站继电保护系统实施状态检修已成为一种提高继电保护系统可靠性、减小设备失效概率的重要手段，是智能变电站继电保护系统建设的重要方向。目前，对智能变电站继电保护系统的状态检修研究大多为定性分析，根据设备实时运行工况制定状态检修策略的定量分析的研究尚较少见。

[国家电网，《继电保护系统状态检修导则》[Z]:2014]，采用对二次设备评分的方式给出了微机型继电保护装置的状态检修方案，但该方案的评分方式没有结合设备故障或异常运行的实际规律，同时其给出的检修时间也较粗略，容易造成“过检”或“欠检”的现象；[丁茂生，王钢，贺文.基于可靠性经济分析的继电保护最优检修间隔时间[J]. 中国电机工程学报，2007，27(25):44-48]，该文献提出了一种基于可靠性经济的继电保护最佳检修间隔方案，建立了单套保护与两套保护的状态空间模型，但该文献没有考虑智能变电站继电保护系统多元件特性与状态检修策略，当设备状态较多时，将会出现状态组合空间爆炸问题；[李明，韩学山，王勇等.变电站状态检修决策模型与求解[J].中国电机工程学报，2012，32(25)：196-202]，该文献提出根据状态检修结果，通过遗传算法求解变电站最小经济损失确定状态检修策略，但该方法对继电保护系统不具普适性。

综上，现有继电保护系统的状态检修方案易于工程应用，但也存在无法直接确定设备检修周期，难以充分发挥状态检修技术优势的突出问题，而其他状态检修方法则不适用于智能变电站继电保护系统。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法，该方法根据继电保护系统各元件的故障特性，建立描述各元件长期演变规律和短期骤变规律的 DTDS(degradation-threshold and degradation-shock)模型；在此基础上，结合继电保护系统的误动和拒动特性，建立了继电保护系统的风险评估模型，以实现智能变电站继电保护系统检修策略的优化处理，以更好地满足智能变电站继电保护系统状态检修的实际应用需求。

本发明提供了一种基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法，包括下述步骤：

S1：根据继电保护系统中同一类元件在不同时间段的故障率，通过Marquardt求解该元件基于威布尔分布函数的形状参数和尺度参数，建立该元件的故障率基础模型；

S2：根据元件运行状况分值X判断该元件运行状态处于正常工况还是异常状况，若XX_M，则转步骤S3；否则，转步骤S5，其中 X_M作为区别组件正常状况与异常状况的门槛值；

S3：采用检修回退修正方法，计算经上次检修后设备在其故障率基础模型上的等效运行年限；

S4：根据元件在上次检修后在故障率基础模型中的等效运行年限，求得组件在当前时刻的故障率，转步骤S6；

S5：元件的异常状况采用Gamma函数进行描述，根据元件进入异常状态后运行了一段时间后的分值通过期望极大化算法对Gamma 分布的概率密度函数的形状参数与尺度参数值进行求解，所述形状参数与尺度参数值用于元件处于异常运行状态时求解该元件的累计失效概率；