[发明专利]变电站继电保护系统模型及其可靠性计算方法

说明书

本发明公开了一种变电站继电保护系统模型及其可靠性计算方法，变电站继电保护系统根据保护装置出口跳闸方式的不同分为直跳模式和网跳模式两种，并且保护系统的信息采集方式也分为直采和网采两种形式；构建基于GO法的变电站继电保护系统模型，根据电站继电保护系统模型对继电保护系统进行可靠性分析。本发明将系统GO模型进行了分解,大大降低了由于大量共有信号的存在造成的GO运算的复杂程度；利用扩展GO法分析计算继电保护系统的可靠性可知,保护的直采网跳运行模式比网采网跳运行模式的可靠性要高,并且线路保护的可靠性优于变压器保护的可靠性,母线保护的可靠性最低。

技术领域

本发明涉及一种变电站继电保护系统模型及其可靠性计算方法，属于继电保护系统技术领域。

背景技术

变电站继电保护系统合理完善的配置和良好的工作可靠性是智能变电站安全稳定运行发挥其重要功能的保证。目前针对变电站继电保护系统可靠性做出了一系列的研究,主要的应用方法包括故障树法、可靠性框图法和最小路集法,但是没有进行定量分析。由于继电保护系统是一个可修复系统,因此在研究其可靠性时需要考虑各个单元的修复概率。成功流((goal oriented,GO)法不仅可以分析多时序、多状态、可修复系统的可靠性,而且具有原理简单、易于理解的优点,因此在系统可靠性分析中具有广阔的应用前景。智能变电站继电保护系统中的模块单元配置比较复杂,共有信号也比较多,GO法是一种将成功作为目标的,从事件源头经过一个由系统工程图直接推导而来的GO模型的计算来确定该系统某些概率的可靠性分析方法,主要应用于具有复杂时序和可修复系统。

在进行可靠性定量计算时基于组合状态的联合概率的计算方法比较繁琐,因此目前GO法定量计算中大多采用操作符的状态概率公式法。在GO模型中往往存在一种输入信号,它至少同时连接着两个或者两个以上操作符,这种输入信号被定义为共有信号。共有信号的存在加剧了状态概率公式法的计算难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种变电站继电保护系统模型及其可靠性计算方法，首先根据变电站继电保护系统的实际配置和结构建立了各种采样模式下的线路保护、母线保护和变压器保护的可靠性的GO模型；然后根据源点-汇点概念将系统GO模型进行了分解,简化了共有信号的状态累积概率计算，最后通过利用扩展GO法对智能变电站继电保护系统的可靠性进行了定量计算。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种变电站继电保护系统模型及其可靠性计算方法，变电站继电保护系统根据保护装置出口跳闸方式的不同分为直跳模式和网跳模式两种，并且保护系统的信息采集方式也分为直采和网采两种形式；构建基于GO法的变电站继电保护系统模型，根据电站继电保护系统模型对继电保护系统进行可靠性分析。

作为本发明的进一步改进，所述GO法利用推导出的GO模型和操作符计算规则实现系统的各种可靠性指标分析；

在GO模型中存在一种输入信号,它至少同时连接着两个或者两个以上操作符,这种输入信号被定义为共有信号。

作为本发明的进一步改进，对具有M个输入信号其中含有这种共有信号的系统的概率计算进行推导简化：

首先系统中仅含有一个共有输入信号S时,通过一次函数构造法来确定输出信号R的状态累积概率为

P_R＝(1-P_S)P′_R+P_SP_R， (1)

式中：P_S和P_R分别是共有信号S和输出信号R的状态累积概率；P＇_R和P″_R分别是共有信号S故障(P_S＝0)和成功(P_S＝1)状态下的概率；