[发明专利]基于变异系数法的智能变电站二次系统可靠性评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及可靠性评估领域，具体涉及一种基于变异系数法的智能变电站二次系统可靠性评估方法。

背景技术

智能变电站二次系统对于智能变电站甚至整个电力系统的安全稳定运行具有至关重要的作用。随着IEC61850标准在电力系统中的推广应用，智能变电站二次系统较传统二次系统无论在功能上还是结构上均发生了重大变化。智能变电站二次系统的主要特征为网络化，变电站设备通过不同的网络拓扑结构连接为一个整体，各设备的功能需要依赖网络来实现。因此，必须对智能变电站二次系统的可靠性进行有效评估，以保障变电站的正常稳定运行。

在目前已经开展的智能变电站二次系统可靠性研究中，大多针对二次系统中某个子系统(如保护系统、通信系统等)单独进行可靠性评估，无法对智能变电站二次系统的可靠性状况进行客观地整体评价，不能反映各拓扑结构各指标与理想指标之间的整体相似程度。如采用经典的故障树分析方法分析变电站的通信系统的可靠性，最终得到系统的失效度及可用率。结合故障树分析法与蒙特卡罗方法构建可靠性评估模型，首先建立基于故障树分析法的二次系统失效模型，然后通过蒙特卡洛法对可靠性进行量化分析。通过分析二次系统中各节点的逻辑功能，构建功能逻辑节点连接图，对各逻辑节点和逻辑连接分别进行故障率计算，最终得到整体系统的可靠性评估结果。

对智能变电站二次系统进行科学定量的评估，建立适用于实际工程应用的智能变电站二次系统可靠性分析数学模型，有助于定位二次系统的薄弱环节，提 升变电站设计的可靠性水平，为智能变电站二次系统的运行维护与故障诊断提供技术支持，有利于提高电力系统运行的安全性、可靠性和经济性。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于变异系数法的智能变电站二次系统可靠性评估方法，有助于提高变电站通信系统设计规划过程中的可靠性水平，为智能变电站二次系统运行维护与故障诊断提供有力的技术支持。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种基于变异系数法的智能变电站二次系统可靠性评估方法，包括如下步骤：

(1)统计智能变电站内各关键元件的个数，根据相关厂商提供的每种元件的失效率数据，针对不同的二次系统网络结构和各元件的数量，计算各元件在各种网络结构下的综合失效率；

(2)以每列代表一种二次系统网络结构，每行代表一种元件的综合失效率，建立可靠性评价矩阵；

(3)对可靠性评价矩阵中的负向指标进行同向化处理，将其转化为正向指标，然后对同向化处理后的可靠性评价矩阵进行无量纲化处理，化为标准可靠性矩阵；

(4)分别计算标准可靠性矩阵中每个行向量的均值与标准差，根据均值与标准差计算每个行向量的变异系数，根据变异系数得到每种元件综合失效率的权重值；

(5)采用相应的权重值对标准可靠性矩阵的行向量相乘进行修正，得到加权可靠性矩阵；

(6)建立可靠性特征空间，将加权可靠性矩阵中的每个列向量视作该特征 空间中的一个具体样本点，并根据加权可靠性矩阵确定可靠性特征空间中的最优点与最劣点；

(7)计算各样本点到最优点和最劣点的距离，进而得到每个样本点对最优点与最劣点的相对接近度，对各样本的相对接近度进行排序，得到各样本点所代表的二次系统网络结构可靠性评估结果。

优选的，所述步骤(1)中的智能变电站内各关键元件包括：站控层交换机、间隔层交换机、保护装置、保护接口、IED设备、通信链路、服务器。

优选的，所述步骤(6)中的可靠性特征空间，其维数应与智能变电站所包含的关键元件的个数相同。

优选的，所述步骤(6)中的最优点为一个列向量，其维数应与智能变电站所包含的关键元件的个数相同，其每一行的元素值为加权可靠性矩阵对应行中元素值的最大值。

优选的，所述步骤(6)中的最劣点为一个列向量，其维数应与智能变电站所包含的关键元件的个数相同，其每一行的元素值为加权可靠性矩阵对应行中元素值的最小值。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

采用变异系数法进行综合评价，可以很快地找出影响智能变电站二次系统可靠性的因素，提高变电站通信系统设计规划过程中的可靠性水平，为智能变电站二次系统运行维护与故障诊断提供有力的技术支持。

附图说明

图1：本发明提供的基于变异系数法的智能变电站二次系统可靠性评估方法流程图；

图2：本发明提供的基于IEC61850标准的智能变电站二次系统结构图；