CN102800030B - 地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代计算的风险评估方法，包括步骤：抽取电网继电保护设备风险评估的基本静态数据；利用设备的静态数据进行地区电网继电保护设备静态可靠性指标计算；抽取地区电网集控系统中继电保护设备状态监测的实时数据；利用实时数据对静态可靠性指标进行互动迭代计算，得到电网的动态可靠性指标，然后进行地区电网继电保护设备风险评估。本发明还提供一种基于综合可靠性互动迭代计算的地区电网继电保护设备风险评估系统，通过本发明的技术，实现了准确对地区电网继电保护设备的运行风险进行风险评估，能更好地为相关运行人员提供更加准确的检修安排和运行的参考。

Description

地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代评估方法

技术领域

本发明涉及一种地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代评估方法及系统，属于电网风险评估技术领域。

背景技术

准确掌握电网继电保护设备运行状态与风险有利于发掘供区内的关键薄弱环节，对保障电网安全稳定运行意义重大。全国电力联网环境下需要特别重视继电保护设备运行状况的统计与分析工作，然而，当前传统方法着重对继电保护设备固有缺陷及其可靠性进行事后统计分析，对分批次、型号、厂家的产品性能、质量、可靠性能进行信息汇总，属于设备级事后分析手段，缺乏对实际系统运行状态的影响量化。现行的继电保护设备的全寿命管理和状态检修监测中，也缺乏对二次系统的外部环境因子的考虑。因此，如何建立如电网运行方式、负荷水平、负荷重要性、区域划分、停供范围等诸多外部因素的二次系统风险评估体系，来从多个维度更客观地评价各类继电保护设备的运行状态及其带来的风险置信水平，以及基于综合可靠性的检修计划制定成为业内技术人员继续解决的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代评估方法及系统，实现了准确对电网继电保护设备的可靠性计算和风险评估。

为了实现上述目的，本发明提供一种地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代评估方法，包括步骤：

抽取电网继电保护设备风险评估的基本静态数据；

利用设备的静态数据进行地区电网继电保护设备静态可靠性指标计算；

抽取地区电网集控系统中继电保护设备状态监测的实时数据；

利用实时数据对静态可靠性指标进行互动迭代计算，得到电网继电保护设备的动态可靠性指标；

将电网继电保护设备的动态可靠性指标与实际规定安全性指标进行比对，根据比对值进行电网继电保护设备风险评估。

所述基本静态数据包括地区电网继电保护设备的类型、运行名称、编号、型号、电压等级、生产厂家、运行区域、生产时间、投运时间和历史运行状态统计数据。

所述地区电网继电保护设备的类型包括：线路保护、变压器保护、电抗器保护、断路器保护、母线保护。

所述历史运行状态统计数据主要包括：继电保护设备自投运之日起到上个统计周期止的动作、缺陷、故障及事故统计数据。

所述缺陷统计包括一般缺陷、重大缺陷和紧急缺陷三类，缺陷类型主要包括硬件缺陷、软件缺陷、通信缺陷和性能缺陷四类。

所述静态可靠性指标是通过层次分析法（AHP）将继电保护设备的地区可靠性、类型可靠性和生产厂家可靠性进行计算而来。

所述层次分析法（AHP）算法的主要步骤为：

建立三类可靠性与静态可靠性之间的递阶层次结构；

对同一层次的各元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，构造两两比较判断矩阵；

由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重；

计算各层元素对静态可靠性指标的合成权重，并进行排序。

所述继电保护设备状态监测的实时数据主要包括：

继电保护设备的动作数据，含正确动作和不正确动作；

继电保护设备的缺陷数据，含一般缺陷、重大缺陷、紧急缺陷及其对应的缺陷分类；

继电保护设备的事故数据。

所述利用实时数据对静态可靠性指标进行互动迭代计算的主要步骤包括：动态数据处理、动态修正参数计算、所得动态值对静态可靠性指标进行修正、返回综合可靠性指标主要步骤。

所述动态数据处理包括以下步骤：观察数据获取、数据有效性校验、数据挖掘处理；

所述动态修正参数计算是指利用所处理过的动态数据进行静态可靠性指标的动态修正系数计算。

基于综合可靠性互动迭代计算的地区电网继电保护设备风险评估系统，包括依次连接的数据抽取单元、可靠性指标计算单元以及风险评估单元。

所述数据抽取单元，用于抽取地区电网继电保护设备的静态和动态数据；与地区电网数据库连接；

所述可靠性指标计算单元，用于计算继电保护设备静态可靠性指标及动态可靠性指标的互动迭代计算，并得出继电保护设备的动态可靠性指标；与数据抽取单元连接；

所述风险评估单元，调取可靠性指标计算单元的动态可靠性指标与地区电网数据库的实际规定安全性指标进行比对，根据比对值得出地区电网继电保护设备的风险等级；与地区电网数据库及可靠性指标计算单元连接。

所述数据抽取单元包括：依次连接的数据采集模块、过滤修正模块、模数转换模块、通信传输模块以及解调模块；

所述数据采集模块，用于对继电保护设备运行状态及动作情况的数据采集；

所述过滤修正模块，用于对所采数据信号进行过滤和修正；

所述模数转换模块，用于将所述数据信号进行模数转换；

所述通信传输模块，用于将所采数据转换而来的模拟量进行通信传输；

所述解调模块，用于对所述数据进行解调得到数字化的数据。

所述可靠性指标计算单元包括静态可靠性指标计算模块和互动迭代计算模块。

本发明的有益效果：

本发明通过对地区电网传输到控制中心的继电保护设备实时数据进行迭代分析计算，得到当前地区电网继电保护设备综合可靠性指标及风险评估结果，实现了准确对地区电网继电保护设备的运行风险评估，能更好地为相关运行人员提供更加准确的检修安排和运行的参考。采用迭代计算可以更准确的得到继电保护设备的动态可靠性指标，可进一步提高风险评估的准确性；静态可靠性指标是通过层次分析法，得来，这样可以更好的选定目标、找到静态指标的重点。

附图说明

图1是本发明地区继电保护设备可靠性互动迭代评估方法的流程示意图；

图2是本发明的基于综合可靠性互动迭代计算的地区电网继电保护设备风险评估系统的结构示意图；

图3为静态可靠性指标的获取示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代评估方法作详细描述。

参见图1，图1是本发明的地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代评估方法的流程图，包括步骤：

抽取电网继电保护设备风险评估的基本静态数据；

利用设备的静态数据进行地区电网继电保护设备静态可靠性指标计算；

抽取地区电网集控系统中继电保护设备状态监测的实时数据；

利用实时数据对静态可靠性指标进行互动迭代计算，得到电网的动态可靠性指标，然后进行地区电网继电保护设备风险评估。

为了更加清晰本发明的技术方案下面结合优选的实施方式作详细描述。

对于所述基本静态数据包括地区电网继电保护设备的类型、运行名称、编号、型号、电压等级、生产厂家、运行区域、生产时间、投运时间和历史运行状态统计数据。

对于所述地区电网继电保护设备的类型主要包括：线路保护、变压器保护、电抗器保护、断路器保护、母线保护。

所述历史运行状态统计数据主要包括：继电保护设备自投运之日起到上个统计周期止的动作、缺陷、故障及事故统计数据。其中缺陷统计包括一般缺陷、重大缺陷和紧急缺陷三类，缺陷类型主要包括硬件缺陷、软件缺陷、通信缺陷和性能缺陷四类。

利用层次分析法（AHP）将继电保护设备的地区可靠性、类型可靠性和生产厂家可靠性进行计算从而得出静态可靠性指标。

上述AHP算法的主要步骤为：

建立三类可靠性与静态可靠性之间的递阶层次结构；

对同一层次的各元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，构造两两比较判断矩阵；

由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重；

计算各层元素对静态可靠性指标的合成权重，并进行排序。

根据继电保护设备实时数据对静态可靠性指标进行互动迭代计算的主要步骤包括：动态数据处理、动态修正参数计算、对静态可靠性指标进行修正、返回综合可靠性指标等主要步骤。

上述继电保护设备状态监测的实时数据主要包括：

继电保护设备的动作数据，含正确动作和不正确动作；

继电保护设备的缺陷数据，含一般缺陷、重大缺陷、紧急缺陷及其对应的缺陷分类；

继电保护设备的事故数据。

下面结合附图和实施例对本发明的基于综合可靠性互动迭代计算的地区电网继电保护设备风险评估系统作详细描述。

参见图2，图2是本发明的基于综合可靠性互动迭代计算的地区电网继电保护设备风险评估系统的结构示意图，包括：依次连接的数据抽取单元、可靠性指标计算单元以及风险评估单元。

其工作原理是：利用数据抽取单元抽取地区电网继电保护设备的静态和动态数据；通过可靠性指标计算单元，计算继电保护设备静态可靠性指标及动态可靠性指标的互动迭代计算；最后根据可靠性指标计算单元的计算结果，风险评估单元根据风险评估办法对当前地区电网的继电保护设备进行风险评估。

为了更加清晰本发明的技术方案下面结合优选的实施方式作详细描述。

对于所述数据抽取单元包括：依次连接的数据采集模块、过滤修正模块、模数转换模块、通信传输模块以及解调模块。

其中所述数据采集模块，用于对继电保护设备运行状态及动作情况的数据采集；过滤修正模块，用于对所采数据信号进行过滤和修正；模数转换模块，用于将所述数据信号进行模数转换；通信传输模块，用于将所采数据转换而来的模拟量进行通信传输；解调模块，用于对所述数据进行解调得到数字化的数据。

其中所述可靠性指标计算单元包括静态可靠性指标计算模块和互动迭代计算模块。

静态可靠性指标的获取如图3所示，

静态可靠性由传统风险属性C1、类型属性C2、供区属性C3和厂家属性C4构成。

1）传统风险属性C1可以根据设备的故障损失程度A1、平均故障率A2、运行状态A3和时限失效水平A4计算而来；

2）类型属性C2可以根据设备的分类缺陷概率A5、分类正确动作概率A6和缺陷严重程度A7计算而来；

3）供区属性C3可以根据设备所属供区的分区缺陷概率A8、分区正确动作概率A9和缺陷严重程度A10计算而来；

4）厂家属性C4可以根据设备的生产厂家的分厂缺陷概率A11、分厂正确动作概率A12和缺陷严重程度A13计算而来。

在确定指标体系各层次结构以及各个层次指标计算方法之后，利用AHP的层次判断矩阵计算静态可靠性指标。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代计算的风险评估方法，其特征在于，包括步骤：

抽取电网继电保护设备风险评估的基本静态数据；

利用设备的静态数据进行地区电网继电保护设备静态可靠性指标计算；

抽取地区电网集控系统中继电保护设备状态监测的实时数据；

利用实时数据对静态可靠性指标进行互动迭代计算，得到电网继电保护设备的动态可靠性指标，所述利用实时数据对静态可靠性指标进行互动迭代计算的主要步骤包括：动态数据处理、动态修正参数计算、所得动态值对静态可靠性指标进行修正、返回综合可靠性指标主要步骤；

所述动态数据处理包括以下步骤：观察数据获取、数据有效性校验、数据挖掘处理；

所述动态修正参数计算是指利用所处理过的动态数据进行静态可靠性指标的动态修正系数计算；

将电网继电保护设备的动态可靠性指标与实际规定安全性指标进行比对，根据比对值进行电网继电保护设备风险评估。

2.根据权利要求1所述的一种地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代计算的风险评估方法，其特征在于，所述基本静态数据包括地区电网继电保护设备的类型、运行名称、编号、型号、电压等级、生产厂家、运行区域、生产时间、投运时间和历史运行状态统计数据。

3.根据权利要求2所述的一种地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代计算的风险评估方法，其特征在于，所述地区电网继电保护设备的类型包括：线路保护、变压器保护、电抗器保护、断路器保护、母线保护；所述历史运行状态统计数据主要包括：继电保护设备自投运之日起到上个统计周期止的动作、缺陷、故障及事故统计数据；所述缺陷统计包括一般缺陷、重大缺陷和紧急缺陷三类，缺陷类型主要包括硬件缺陷、软件缺陷、通信缺陷和性能缺陷四类。

4.根据权利要求1所述的一种地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代计算的风险评估方法，其特征在于，所述静态可靠性指标是通过层次分析法AHP将继电保护设备的地区可靠性、类型可靠性和生产厂家可靠性进行计算而来。

5.根据权利要求4所述的一种地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代计算的风险评估方法，其特征在于，所述层次分析法AHP算法的主要步骤为：

建立三类可靠性与静态可靠性之间的递阶层次结构；

对同一层次的各元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，构造两两比较判断矩阵；

由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重；

计算各层元素对静态可靠性指标的合成权重，并进行排序。

6.根据权利要求1所述的一种地区电网继电保护设备综合可靠性互动迭代计算的风险评估方法，其特征在于，所述继电保护设备状态监测的实时数据主要包括：

继电保护设备的动作数据，含正确动作和不正确动作；

继电保护设备的缺陷数据，含一般缺陷、重大缺陷、紧急缺陷及其对应的缺陷分类；

继电保护设备的事故数据。

7.一种基于综合可靠性互动迭代计算的地区电网继电保护设备风险评估系统，其特征在于，包括：依次连接的数据抽取单元、可靠性指标计算单元以及风险评估单元；

所述数据抽取单元，用于抽取地区电网继电保护设备的静态和动态数据；与地区电网数据库连接；

所述可靠性指标计算单元，用于计算继电保护设备静态可靠性指标及动态可靠性指标的互动迭代计算，并得出继电保护设备的动态可靠性指标；所述可靠性指标计算单元包括静态可靠性指标计算模块和互动迭代计算模块，与数据抽取单元连接；

所述风险评估单元，调取可靠性指标计算单元的动态可靠性指标与地区电网数据库的实际规定安全性指标进行比对，根据比对值得出地区电网继电保护设备的风险等级；与地区电网数据库及可靠性指标计算单元连接。

8.根据权利要求7所述的基于综合可靠性互动迭代计算的地区电网继电保护设备风险评估系统，其特征在于，所述数据抽取单元包括：依次连接的数据采集模块、过滤修正模块、模数转换模块、通信传输模块以及解调模块；

所述数据采集模块，用于对继电保护设备运行状态及动作情况的数据采集；

所述过滤修正模块，用于对所采数据信号进行过滤和修正；

所述模数转换模块，用于将所述数据信号进行模数转换；

所述通信传输模块，用于将所采数据转换而来的模拟量进行通信传输；

所述解调模块，用于对所述数据进行解调得到数字化的数据。