[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

说明书

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；(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。本发明通过考虑ICT故障对电力系统的影响，扩大了电力系统可靠性建模与分析的范围，考虑了通信网络元素，从而使可靠性评估结果更加逼近实际结果。

技术领域

本发明涉及到电力系统评估领域，具体涉及到一种基于IEC61850的背靠背换流站物理信息系统可靠性评估方法。

背景技术

定量可靠性指标对电力系统的规划、运营、维护和监管等至关重要。现有的系统可靠性评估方法主要集中物理部分，信息网络部分在这些评估中被认为是完全可靠的。电力系统信息网络是指在电力系统二次侧与测量、控制、监控和保护功能相关的设备和活动。整体电力系统也被称为“物理信息电力系统”，其中通信网络和电源组件是相互依存的。网络物理相互依存关系在各级电力系统中广泛存在。

信息和通信技术(以下简称ICT)在电力系统的应用变得越来越普遍，它能改善系统控制、保护、监控和数据处理能力。通常，ICT技术在现有的电力系统可靠性评估过程中被认为是完全可靠的。然而，ICT技术在实际运行过程也存在失效和故障的情况，ICT的失效会导致相应部件故障的范围和程度，但是由于现有的系统可靠性评估方法未能对电力系统中的ICT进行评估，因此不能准确反映电力ICT的可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于IEC61850的背靠背换流站物理信息系统可靠性评估方法，考虑ICT故障对电力系统的影响，扩大了电力系统可靠性建模与分析的范围，考虑了通信网络元素，从而使可靠性评估结果更加逼近实际结果。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

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。

进一步地，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。

进一步地，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；