一種智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估方法，屬于電力系統(tǒng)信息自動化
技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，使變電站朝著智能化發(fā)展。由于一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的 快速融合，智能變電站二次系統(tǒng)的可靠性越來越受到電網(wǎng)運行人員的關(guān)注。目前，智能變電 站二次系統(tǒng)基本實現(xiàn)了數(shù)字化，并且支持功能自由分布。二次系統(tǒng)的一項功能的完成需要 多個設(shè)備和軟件配合，單個設(shè)備或者軟件也往往同時參與多個功能的完成。如果將軟件、設(shè) 備、網(wǎng)絡(luò)等分開單獨評估可靠性容易丟失它們之間的交互關(guān)系，而傳統(tǒng)的可靠性指標(biāo)在面 向智能變電站二次系統(tǒng)功能時顯得不夠全面，不能滿足實際運行要求。
[0003] 因此，以智能變電站二次系統(tǒng)功能為對象，建立以功能為基礎(chǔ)的新的可靠性評估 指標(biāo)，依據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)對功能信息模型的定義建立可靠性模型，對智能變電站二次系統(tǒng) 進(jìn)行可靠性評估，具有實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估 方法，以二次系統(tǒng)功能為對象，建立新的可靠性評估指標(biāo)，能夠真實的反映智能變電站二次 系統(tǒng)多尺度的可靠性。
[0005] 為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估方法，包括以下步驟：
[0007] (1)根據(jù)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所描述的智能變電站二次系統(tǒng)功能信息模型，利用可靠 性框圖建立二次系統(tǒng)功能可靠性模型；
[0008] (2)面向智能變電站二次系統(tǒng)功能，建立功能和系統(tǒng)兩個粒度的智能變電站二次 系統(tǒng)可靠性評估指標(biāo)；
[0009] (3)以非序貫蒙特卡羅方法為基礎(chǔ)，計算被評估智能變電站二次系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。
[0010] 作為上述技術(shù)方案的具體優(yōu)選，所述的步驟（1)中，利用可靠性框圖建立的二次 系統(tǒng)功能可靠性模型，是由二次系統(tǒng)功能包含的邏輯節(jié)點和邏輯連接串并聯(lián)而成的綜合可 靠性模型。
[0011] 作為上述技術(shù)方案的具體優(yōu)選，所述的步驟（2)中，智能變電站二次系統(tǒng)可靠性 評估指標(biāo)包括：
[0012] 1)功能穩(wěn)態(tài)不可用率（Steady Unavailability of function，Us):
[0013] JZi ==lim(l-為·(?))=」^ ho,a,
[0014] 式中：Af (t)為功能可用率，tfailure為功能故障時間，t t()tal為總時間；
[0015] 2)系統(tǒng)功能失效概率（Loss of function probability，LOFP):
[0016] LOFP = TjPi ieS
[0017] 式中：S為二次系統(tǒng)中有功能失效的所有狀態(tài)集合為二次系統(tǒng)在狀態(tài)i的概 率；
[0018] 3)系統(tǒng)期望功能失效量（Expected functions not working，EFNff):
[0019] 謂，： ieS
[0020] 式中：Ci為二次系統(tǒng)在狀態(tài)i的功能失效數(shù)量，P i為二次系統(tǒng)在狀態(tài)i的概率。
[0021] 作為上述技術(shù)方案的具體優(yōu)選，所述的二次系統(tǒng)功能可用率Af(t)按照以下算式 計算求得：
【主權(quán)項】
1. 一種智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估方法，其特征是，包括以下步驟： (1) 根據(jù)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所描述的智能變電站二次系統(tǒng)功能信息模型，利用可靠性框 圖建立二次系統(tǒng)功能可靠性模型； (2) 面向智能變電站二次系統(tǒng)功能，建立功能和系統(tǒng)兩個粒度的智能變電站二次系統(tǒng) 可靠性評估指標(biāo)； (3) 以非序貫蒙特卡羅方法為基礎(chǔ)，計算被評估智能變電站二次系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估方法，其特征是，所述的 步驟（1)中，利用可靠性框圖建立的二次系統(tǒng)功能可靠性模型，是由二次系統(tǒng)功能包含的 邏輯節(jié)點和邏輯連接串并聯(lián)而成的綜合可靠性模型。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估方法，其特征是，所述的 步驟（2)中，智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估指標(biāo)包括： 1) 功能穩(wěn)態(tài)不可用率（Steady Unavailability of function，Us):
式中：Af (t)為功能可用率，tfailUM為功能故障時間，t total為總時間； 2) 系統(tǒng)功能失效概率（Loss of function probability，LOFP):
式中：S為二次系統(tǒng)中有功能失效的所有狀態(tài)集合；Pi為二次系統(tǒng)在狀態(tài)i的概率； 3) 系統(tǒng)期望功能失效量（Expected functions not working，EFNW):
式中A為二次系統(tǒng)在狀態(tài)i的功能失效數(shù)量，p i為二次系統(tǒng)在狀態(tài)i的概率。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估方法，其特征是，所述的 二次系統(tǒng)功能可用率Af (t)按照以下算式計算求得：
其中：Af(t)為功能可用率，η和m分別為二次系統(tǒng)功能包含的邏輯節(jié)點和邏輯連接的 數(shù)量，<"(〇為功能第i邏輯節(jié)點的可用率，<(0為功能第j邏輯連接的可用率，i和j均 為大于0的自然數(shù)，且1彡i彡n，1彡j彡m。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估方法，其特征是，所述的 步驟（3)中，智能變電站二次系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的計算步驟如下： 1) 收集智能變電站二次系統(tǒng)各元件可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，計算邏輯節(jié)點和邏輯連接故障率 和修復(fù)率，并進(jìn)行非序貫蒙特卡羅抽樣； 2) 依據(jù)二次系統(tǒng)功能可靠性模型，得到不同二次系統(tǒng)功能的狀態(tài)； 3) 判斷二次系統(tǒng)功能是否存在冗余配置，若是，對冗余功能進(jìn)行抽樣，計算冗余后的的 功能狀態(tài)；若否，保持功能狀態(tài)不變；從而得到最終的二次系統(tǒng)狀態(tài)集； 4) 計算當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)下的智能變電站二次系統(tǒng)功能失效量； 5) 判斷功能失效量方差系數(shù)是否滿足條件，若否，則重復(fù)進(jìn)行上述步驟1)~4);若是， 則執(zhí)行下一步； 6) 計算二次系統(tǒng)的功能穩(wěn)態(tài)不可用率，系統(tǒng)功能失效概率和系統(tǒng)期望功能失效量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估方法，包括以下步驟：(1)根據(jù)IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)所描述的智能變電站二次系統(tǒng)功能信息模型，利用可靠性框圖建立二次系統(tǒng)功能可靠性模型；(2)面向智能變電站二次系統(tǒng)功能，建立功能和系統(tǒng)兩個粒度的智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估指標(biāo)；(3)以非序貫蒙特卡羅方法為基礎(chǔ)，計算被評估智能變電站二次系統(tǒng)可靠性指標(biāo)。本發(fā)明所述的一種智能變電站二次系統(tǒng)可靠性評估方法，克服了傳統(tǒng)可靠性評估容易丟失軟硬件之間交互關(guān)系，指標(biāo)不夠豐富等缺點，具有良好可行性和可操作性，能為智能變電站二次系統(tǒng)功能分布的合理性，運行的可靠性提供切實有效的依據(jù)。
【IPC分類】G06Q50-06
【公開號】CN104680431
【申請?zhí)枴緾N201510122135
【發(fā)明人】俞斌, 高博, 丁津津, 汪玉, 李遠(yuǎn)松, 羅亞橋, 鄭國強, 謝毓廣, 徐斌, 戴申華
【申請人】國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月19日