[发明专利]考虑继电保护可靠性的牵引供电系统风险评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及牵引供电系统领域，特别是一种考虑继电保护可靠性的牵引供电系统风险评估方法。

背景技术

牵引供变电系统的安全可靠运行对保证铁路及高速铁路的正常运行具有十分重要的意义，随着高速铁路建设的迅速发展，我国铁路牵引供电系统运营以及维护的压力也逐渐加大。对牵引供变电系统已经发生的事故进行快速精准的故障发现及诊断，可以缩短故障的处理时间，尽可能控制住故障影响范围；对牵引供变电系统目前的运行状态进行健康诊断及风险评估，可以帮助运营工作人员对系统状态进行较为精准的识别及认知，为牵引供变电系统的状态维护和检修提供一定依据；对牵引供变电系统将来一段时间的状态进行评估和预测，能够反映出牵引供变电系统将来的发展趋势，给维护人员的维修工作提供一定的依据，减少甚至避免系统内部故障的发生。

由此可见，对牵引供变电系统进行健康诊断和风险评估有利于提高牵引供变电系统的故障处理水平，促进状态检修在实际情况中的应用，给牵引供变电系统的故障预测及预防奠定的基础。同时，对牵引供变电系统进行健康诊断和风险评估的这一过程中存在诸多不确定性因素及条件，在进行健康诊断和风险评估时需对上述这些不确定因素也加以考虑。牵引供电系统作为电气化铁路的核心构成，其安全可靠运行关乎列车运行经济性及安全性，继电保护作为牵引供电系统安全运行的重要组成部分，在电气化铁路快速发展的背景下，考虑继电保护可靠性，对牵引供电系统进行风险量化评估，能够掌握牵引供电系统安全运行水平，对系统检修维护策略制定具有重要意义。

目前，对于牵引供电系统风险评估的研究。主要是对牵引供电系统及设备进行安全性分析和状态评估，结合实例与传统安全分析的结论进行比较，给出较为全面的安全性方法和措施，提出牵引供电系统及设备的实时评估及预警，从而实现主动维护。然而，目前研究大多尚未考虑牵引供电系统继电保护对系统带来的风险程度，缺少一定的理论体系来研究继电保护系统对牵引供电系统的影响。

发明内容

本发明提供了一种考虑继电保护可靠性的牵引供电系统风险评估方法，该方法考虑了继电保护可靠性，量化了继电保护对牵引供电系统风险程度影响，掌握了继电保护可靠性对牵引供电系统安全运行风险程度的影响。其应用有助于更全面地掌握牵引供电系统风险程度，指导牵引供电系统维护维修计划，提高牵引供电系统运行水平。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种考虑继电保护可靠性的牵引供电系统风险评估方法，包括以下步骤：

步骤1：基于马尔可夫状态空间法的风险概率评估

综合考虑继电保护硬件、软件因素，按误动和拒动两种故障模式进行状态划分，建立继电保护系统的马尔可夫状态空间模型；

将硬件模块中的指标值和软件模块中的指标值作为马尔可夫状态空间模型的输入，进而得继电保护马尔可夫状态转移矩阵；由公式得到继电保护处于正常工作状态、不可自检硬件拒动状态、可自检硬件误动状态、不可自检硬件误动状态、可自检硬件拒动状态、软件误动状态以及软件拒动状态的概率P_i，i＝0,1,2，…，6，S为继电保护马尔可夫状态转移矩阵；所述硬件模块中的指标值包括硬件误动故障率λ_hw、硬件拒动故障率λ_hj、硬件自检系数c、硬件修复率u_h以及不可自检硬件检修率r，所述软件模块中的指标值包括软件故障率λs、软件误动故障率λsw、软件拒动故障率λsj以及软件修复率u_s；

步骤2：基于风险后果的经济损失计算

分析继电保护失效给牵引供电系统带来的后果，将继电保护失效带来的不同损失分为A、B、C三类：I_j，j＝A、B、C；A类经济损失I_A表示由于线路停运而带来的经济损失；B类经济损失I_B表示故障切除时间延长而给设备带来冲击的损耗；C类经济损失I_C表示并补装置退出导致的供电系统下降；