[发明专利]一种广域后备保护系统可靠性评估方法及系统

说明书

本申请公开了一种广域后备保护系统可靠性评估方法及系统，方法包括：将广域后备保护系统分成多个子系统，综合利用故障树分析法、Markov状态空间建立了各子系统和整个系统的可靠性模型，最后利用故障树结构函数和Monte Carlo仿真的模型进行了广域后备保护系统可靠性评估，与现有技术相比:减少可靠性评估复杂度；考虑了各种影响可靠性的随机因素，提升可靠性评估正确性。从而解决了现有技术计算复杂度，无法保证可靠性评估正确性的技术问题。

技术领域

本申请涉及电力技术领域，尤其涉及一种广域后备保护系统可靠性评估方法及系统。

背景技术

广域后备保护系统是由多个变电站的众多智能电子设备进行通信、交互、协作、协同而共同完成一次设备的后备保护功能的分布式系统。区域集中式广域后备保护具有集中进行跳闸决策的运行特点，一旦出现广域后备保护误动，可能引起大范围的一次设备误切；同时如果出现某种原因，如决策中心故障，将使整个区域的广域后备保护失效。因此，对广域后备保护可靠性的研究具有重要的意义。

与传统保护相比，广域后备保护作为分布式系统，在保护原理、实现方式、信息域、作用域等方面都有较大的变化，影响其可靠性的因素和环节增加，而这些因素可能彼此并不独立；这一特征使得原来研究传统保护的模型或方法在研究广域后备保护过程中受到制约。在评估一个系统的可靠性时，我们关心的是这个系统完成预定功能的可能性。而功能的完成需要硬件和软件这两大环节同时可靠地工作。广域后备保护系统是一个分布式复杂系统，其功能属于分布式实时功能，即功能需要多个IED通过交换信息共同协作，并在规定时间内完成。广域后备保护算法具有一定的容错性能，部分信息错误、IED故障或通信故障导致部分信息缺失等情况下，广域后备保护仍能正确决策，并切除故障元件。这大大增加了广域后备保护可靠性评估的难度。如何有效地评估广域后备保护系统的可靠性，已成为工程应用中期待解决的一个重要问题。

目前研究可靠性的常用方法主要分为解析法和模拟法，解析法包括：网络法、最小路集法、最小割集法、Markov状态空间法、故障树分析法、GO法；模拟法主要有蒙特卡罗仿真法。然而，常规故障树分析法、最小路集法、最小割集法和GO法涉及修复过程时还需结合Markov模型的模块化算法，增加了计算复杂度，无法保证可靠性评估的正确性。

发明内容

本申请提供了一种广域后备保护系统可靠性评估方法及系统，用于解决现有技术计算复杂度，无法保证可靠性评估正确性的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种广域后备保护系统可靠性评估方法，所述方法包括：

将广域后备保护系统划分成广域后备保护采样系统、广域电力通信网、继电保护装置、广域后备保护跳闸系统；

基于变电站IED及双星型网络拓扑结构，分析所述广域后备保护采样系统以及所述广域后备保护跳闸系统的拒动失效情况和误动失效情况，根据拒动失效情况构建故障树模型，根据误动失效情况构建故障树模型；

分别以环网和线型网络建立所述广域电力通信网的广域电力通信网可靠性模型，分析所述广域电力通信网可靠性模型的失效情况，根据失效情况建立所述广域电力通信网的故障树模型；

根据所述继电保护装置的硬件模块失效与拒动或误动失效之间的关系，构建硬件模块的拒动或误动失效的故障树模型；建立所述继电保护装置的软件的Markov状态空间图，根据所述Markov状态空间图构建软件的拒动或误动失效的故障树模型；

根据所述广域后备保护采样系统的故障树模型、所述广域电力通信网的故障树模型、所述继电保护装置的的故障树模型、广域后备保护跳闸系统的故障树模型构建广域后备保护系统的整体可靠性故障树模型；

通过故障树结构函数的序贯Monte Carlo仿真方法对所述整体可靠性故障树模型进行可靠性仿真分析，得到广域后备保护系统的可靠性评估结果。