[发明专利]一种考虑冗余度的工业过程电压暂降中断概率评估方法

权利要求书

1.一种考虑冗余度的工业过程电压暂降中断概率评估方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：获取电压暂降数据；

S2：判断矩形暂降是否属于矩形三相平衡暂降，若属于，则执行步骤S3；若不属于，则对其进行三相规范化，将不平衡暂降转化为平衡暂降，再执行步骤S3；

S3：将设备运行状态划分为：正常运行区域、不确定区域、故障区域；考虑VTC及其不确定区域计算敏感设备电压暂降域故障概率；

S4：考虑工业过程冗余度对设备电压暂降域故障概率进行修正；

S5：考虑敏感设备间逻辑连接方式计算工业过程中中断概率；

S3包括以下步骤：

S3.1：对设备运行状态划分为：正常运行区域A；不确定区域B，即设备的电压暂降耐受能力不确定区域；故障区域C；

(1)正常运行区域A包括tT_min且uU_max的区域和U_maxu的区域；正常运行区域A中设备故障率P_trip.A＝0；

其中，U_min、U_max分别为敏感设备电压暂降幅值耐受最小值和最大值；

T_min、T_max分别为敏感设备电压暂降幅值耐受最小值和最大值；

(2)电压暂降耐受能力不确定区域B，即电压暂降幅值u满足U_minuU_max，且电压暂降持续时间t均满足T_mintT_max的区域为不确定区域B；

(3)故障区域C为T_maxt且uU_min的区域；故障区域C中设备的故障概率P_trip.C＝1；

S3.2：将不确定区域B划分为：暂降幅值高且持续时间短、暂降严重程度低的区域B₁；

暂降持续时间较长、但暂降幅值高、暂降严重程度高的区域B₂；

暂降持续时间短、但暂降幅值较低、暂降严重程度高的区域B₃；

其中，B₁区域满足U_minuU_max，T_mintT_max；

B₂区域满足U_minuU_max，T_maxt；

B₃区域满足uU_min，T_mintT_max；

S3.3：分别计算B₁区域、B₂区域、B₃区域中电压暂降造成设备故障的概率：

(1)B₁区域电压暂降造成设备故障的概率为：

式中，T′_max为短时电压变化最大持续时间；T_max＞t＞T_min；U_max＞u＞U_min；

(2)B₃区域电压暂降造成设备故障的概率为：

式中，T_max＞t＞T_min；u＜U_min；

(3)B₂区域电压暂降造成设备故障的概率为：

式中，T′_max＞t＞T_max；U_max＞u＞U_min；

S4具体操作为：

暂降发生前过程稳定运行，过程参数均保持在额定值P_nom，发生暂降后，过程参数发生变化，逐渐开始偏离额定值P_nom，设在t₂时刻，过程参数越过可接受限值P_limit，过程因无法保持正常的运行状态而出现中断或重启；设Δt为过程响应延迟时间；过程抗扰时间PIT＝t₂-t₁，其中t₁为暂降发生时刻；

如果电压暂降在过程参数值越过可接受限值P_limit之前结束，由于供电电压恢复，设备重新启动，在设备输出量恢复到正常水平之后，过程参数开始恢复，过程重启开始，则过程重启成功需满足的条件是：暂降持续时间t_sag与设备重启时间t_res以及设备重启延时Δt_E之和小于过程抗扰时间PIT值，即

t_sag+t_res+Δt_E＜PIT (12)

式中Δt_E主要由设备控制系统的扫描时间或反应时间决定；

故工业过程冗余度因子定义式如下：

式中，PIT为过程抗扰时间，t_sag为暂降持续时间，Δt_E为设备重启延时，t_res.min为暂降结束后设备最小重启时间；当计算结果R≤0时，表示该过程参数无冗余度；

(PIT-t_sag-Δt_E)值与t_res的比值越大，设备在故障后所获得的重启时间就越充分，设备重启成功的概率就越大，即环节的冗余度就越大，设备重启的成功恢复正常运行的概率就越大；

对于A区域，电压暂降严重程度低，此区域设备故障概率P_trip＝0，在考虑冗余度后设备的故障概率为0/R，仍为0；对于B区域和C区域，R的大小反映了设备重启时间是否充足，当R1时，设备重启时间较为充分，考虑冗余度后设备故障概率变小，同理，当R1时，考虑冗余度后设备故障概率变大，当R＝1时，冗余度对设备故障概率没有影响；

综上，当冗余度因子R大于零时，考虑冗余度的设备电压暂降故障概率可由下式计算得到：

式中Ptrip.B(t,u)P_trip.B(t,u) 为设备受到B区域暂降影响后故障概率，包括当时，取