[发明专利]一种电力设备相继故障风险识别方法及系统

说明书

本发明公开了一种电力设备相继故障风险识别方法及系统，对电网运行外部环境、电力设备本体状态信息进行甄别和提取，获得表征电网运行风险的关键数据；利用所述关键数据构建上述电力设备本体状态信息异常时的设备故障的概率分布模型；利用随机过程数学理论，结合设备故障的概率分布模型，将设备故障概率转化为设备间相继故障时间间隔的概率分布；利用所述设备间相继故障时间间隔的概率分布，确定给定置信度下的相继故障时间间隔。优点：从随机过程的角度对该问题进行了建模，对相应的划分标准进行了明确；更好地为不同阶段故障的动态控制决策提供可靠依据；能够在实际中的合理运用，普适性和实用性好，具有较高的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及一种电力设备相继故障风险识别方法及系统，属于大电网运行与分析技术领域。

背景技术

随着经济社会的持续发展，电网规模不断扩大，输电通道愈加密集，恶劣天气等风险因素往往导致近区多个设备在风险期内先后发生跳闸，造成难以承受的经济损失和社会影响。近年来部分国家已经接连出现多次恶劣天气导致局部电网多设备相继故障导致的大面积长时间停电事件。

传统的电力系统安全稳定机制以电力系统“三道防线”为基础，经过电力系统计算得到一系列离线策略表，在实时运行中通过匹配实际电网故障与策略表的方式来维护电力系统主网安全稳定。在极端天气引发的相继故障事件中，第一道防线(如继电保护动作等措施)无法保证电网稳定，第二道防线的预定策略往往难以与实际故障过程匹配，无法发挥有效作用，只能依赖第三道防线如低频减载、振荡解列等措施遏止电网的失稳过程，虽然最终电网恢复稳定运行，但相应的控制代价往往难以承受，造成严重社会影响。

即便电网运行人员在相继故障发生前已经预先得到极端天气预警，由于缺乏相应的识别方法，难以判别电力设备在极端天气作用下故障的时序过程，通常处于保守性考虑，将所有风险设备视为同时故障。根据历年电网设备故障案例统计结果，极端天气引发的相继故障，大多数属于近区电网中多个电力设备在一段时间内发生先后跳闸的情况，多个设备同时发生故障的情况十分罕见。因此，若将相继故障视为同时故障，其结果往往是过度控制，造成不必要的损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种电力设备相继故障风险识别方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电力设备相继故障风险识别方法，

对电网运行外部环境、电力设备本体状态信息进行甄别和提取，获得表征电网运行风险的关键数据；

利用所述关键数据构建上述电力设备本体状态信息异常时的设备故障的概率分布模型；

利用随机过程数学理论，结合设备故障的概率分布模型，将设备故障概率转化为设备间相继故障时间间隔的概率分布；

利用所述设备间相继故障时间间隔的概率分布，确定给定置信度下的相继故障时间间隔。

进一步的，所述设备故障的概率分布函数和概率密度函数表示为：

P(Y≤t)＝1-P(Y＞t)＝1-e^-λt

式中，P(Y≤t)表示单一设备故障时间不大于时间t的概率分布，Y，y是设备故障时间的随机变量；P(Y＞t)表示单一设备故障事件大于时间t的概率分布，e是自然常数，λ是原二项分布的期望，通过历史数据进行近似拟合得到，p(y)表示概率密度。

进一步的，所述设备间相继故障时间间隔的概率分布表示为：

其中，