[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

摘要

本发明公开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，包括以下步骤建立继电保护系统的Markov状态空间模型，根据Markov状态空间法求出系统各个状态的概率，求得继电保护处于不可自检误动状态的概率Pw以及不可自检拒动状态的概率Pj；采用FMEA(潜在失效模式与后果分析)将继电保护失效带来的风险后果分为三类，将其分别带来的3种不同经济损失进行量化；计算风险评估指标风险指标为风险概率和风险后果的乘积，求得不同继电保护故障、不同设备保护故障以及不同经济损失类型的牵引供电系统风险值。本发明方法所得到评估结果有助于更全面的掌握牵引供电系统风险程度，指导牵引供电系统维修维护计划，提高牵引供电系统运行水平。

主权项

一种考虑继电保护可靠性的牵引供电系统风险评估方法，其特征在于，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Pi，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λhw、硬件拒动故障率λhj、硬件自检系数c、硬件修复率uh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us；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：Ij，j＝A、B、C；A类经济损失IA表示由于线路停运而带来的经济损失；B类经济损失IB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IC表示并补装置退出导致的供电系统下降；A类经济损失IA＝C1×Iw+C2×It，其中C1为线路故障导致晚点的列车数，C2为线路故障导致停运的列车数，Iw为列车晚点经济损失，It为列车停运经济损失；计算公式为：Iw＝α×Q×tw×M，α为列车上座率，Q为单次列车可运载人数，tw为晚点时间，M为旅客单位时间平均收入；It＝V×α×Q+α×Q×th×M，V为列车平均票价，th为更换出行方式额外用时；B类经济损失其中SQ为牵引变压器价格，Δt为变压器损失的寿命，TQ为变压器设计使用寿命；C类经济损失通过牵引侧负荷损失的价值来衡量经济损失；其中E为每月缴纳的电费总额，cosα为并补装置正常工作时功率因数，cosβ为并补装置退出时功率因数，tB为并补装置退出运行时间；步骤3：考虑继电保护可靠性的牵引供电系统风险评估结果风险评估指标值R为风险概率Pi和经济损失Ij的乘积，即R＝Pi×Ij；根据步骤1和步骤2得出的风险概率和经济损失值，求出各失效模式的风险评估指标值R。