[发明专利]一种基于IEC61850的背靠背换流站物理信息系统可靠性评估方法

权利要求书

1.一种基于IEC61850的背靠背换流站物理信息系统可靠性评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)获取背靠背换流站的物理设备子系统信息和网络信息子系统信息；

(2)建立背靠背换流站的物理设备子系统和网络信息子系统的接口矩阵，以描述物理设备子系统基本元件和网络信息子系统基本元件之间的连接关系；接口矩阵如下：

其中，p_m.n为在故障事件m状态下故障事件n发生的概率；

(3)通过故障假设，分析接口矩阵的网络拓扑结构，分析在故障假设下子故障事件发生的概率，从而确定接口矩阵中每个参数；

(4)利用接口矩阵，对计及变电站物理信息系统的背靠背换流站进行可靠性评估；

所述步骤(1)中：物理设备子系统包括过程层单元、间隔层单元和站控层单元，过程层单元包括电流互感器、电压互感器和合并单元，间隔层单元包括智能电力监测装置，站控层单元包括人机接口和SCADA系统；网络信息子系统包括过程层母线和站控层母线，过程层母线用于连接过程层和间隔层，站控层母线用于连接间隔层和站控层；

所述步骤(3)包括以下子步骤：

(3.1)将物理设备子系统和网络信息子系统按照基本元件所在的线路位置分割为N个区域，每个基本元件对应一个区域；

(3.2)将物理设备子系统和网络信息子系统的状态设置为故障事件m；

(3.3)分析故障事件m和故障事件n的独立发生概率，故障事件m发生的概率为：故障事件n的发生概率为：其中λ_mi为导致故障事件m发生的第i个基本元件的失效率，μ_mi为导致故障事件m发生的第i个基本元件的维修率，λ_ni为导致故障事件n发生的第i个基本元件的失效率，μ_ni为导致故障事件n发生的第i个基本元件的维修率；

(3.4)计算此时物理设备子系统和网络信息子系统中在故障事件m状态下发生故障事件n的概率p_m.n，则可得接口矩阵参数：p_m.n＝p_m×p_n；

(3.5)重复上述步骤直至得出接口矩阵中的每个参数；

所述步骤(4)包括以下子步骤：

(4.1)对每个基本元件建立工作或失效的时序状态样本，对每个基本元件工作或失效的状态持续时间进行可靠性仿真分析，将所有基本元件设为工作状态；

(4.2)获得基本元件工作或失效的状态持续时间：

其中random为0到1的随机数，ρ_i为第i个基本元件的失效率或维修率，i为基本元件编号，N_C为基本元件个数；

(4.3)寻找所有状态中最小的状态持续时间

T＝min{T_i},1≤i≤N_C

将与最小的状态持续时间对应的第i个基本元件的状态从工作/失效转换为失效/工作，并将仿真时刻增加至T，并记录此时失效基本元件的个数为n_q；

(4.4)利用接口矩阵，判断背靠背换流站的可靠性：

设p_q,j(1≤j≤n_q)是初级故障事件q发生时，物理信息系统j故障事件发生的概率，而且：

生成一个0～1的随机数y，0＜y≦1，寻找对应的接口矩阵参数p_m.n，得到相应的故障事件S，利用新的故障事件S代替原有仿真故障事件：

利用新的故障事件集进行潮流计算，循环迭代计算出LOLP和EENS指标：

当系统存在负荷消减时，H_i＝1，否则，H_i＝0，其中C_i＝H_i×cutload_i，N_k为仿真次数，cutload_i为负荷削减量；

计算LOLP或EENS的值的方差系数：

当方差系数小于设定值时，结束循环迭代，此时LOLP或EENS的值为该电力系统可靠性，其中F为LOLP或EENS的值，V(F)为F方差值，E(F)为F的期望值。