[发明专利]基于生存分析加GO法的继电保护系统可靠性评价方法

权利要求书

1.一种基于生存分析加GO法的继电保护系统可靠性评价方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：收集继电保护可靠性基础数据，采用生存分析方法估计设备的可靠度，得到保护装置投运各个时间段的设备可靠度；

步骤二：建立继电保护系统可靠性的GO图以及继电保护系统可靠性的GO运算；

其中建立继电保护系统可靠性的GO图包括：

基于GO法建立继电保护系统结构模型，将继电保护系统原理图、流程图或工程图直接按一定规则翻译成由操作符和信号流两大要素构成的GO图，其中操作符代表具体部件或逻辑关系，信号流代表具体的物流，由信号流连接操作符，然后按操作符的运算步骤进行计算；

继电保护系统可靠性的GO运算包括：通过继电保护系统的GO图，采用概率公式算法，得到系统各信号流成功概率的表达式，即系统从开始状态到各装置正确工作的概率表达式；

步骤三：根据系统从开始状态到各装置正确工作的概率表达式以及整个系统的正确工作概率的表达式，结合保护装置实际运行时间段的可靠度，计算得到系统到各装置正确工作的概率以及整个系统的正确工作概率。

2.根据权利要求1所述的基于生存分析加GO法的继电保护系统可靠性评价方法，其特征在于：所述可靠性基础数据包括保护装置的投入运行时刻、故障退出时刻。

3.根据权利要求1或2所述的基于生存分析加GO法的继电保护系统可靠性评价方法，其特征在于：步骤一的具体实现过程如下：

(a)收集该类型继电保护装置n台设备的投入运行时刻t_begin和故障退出时刻t_fail，计算得到每台设备的生存服役时长t＝t_fail-t_begin,其中第j台设备的生存时长表示为t_j＝t_j.fail-t_j.begin；

(b)将n台设备的生存服役时长t₁,t₂,t₃,……,t_n按照从小到大的顺序排列，得到时长序列t₍₁₎,t₍₂₎,t₍₃₎,…,t_(n)；

(c)设T表示生存时间，R(t)＝P(Tt)表示T的生存函数，即为设备可靠度，其含义为该设备生存时长大于时间t的概率，考虑随机截尾模型下的RSS生存分析，令t₁,t₂,t₃,……,t_n为抽自T的简单随机样本，设t₍₁₎≤t₍₂₎≤t₍₃₎≤…≤t_(n)是t₁,t₂,t₃,…,t_n的从小到大的次序值，具体算法如式(1)所示：

若t是保护装置的生存运行时间，则R(t)是该保护装置在t_j时刻仍然正常运行的概率，即运行时间长于t_j的概率；保护装置的最小失效时间为t₁，若所有保护装置的运行时长都超过t₁，则在t∈[0,t₁)范围内的设备可靠度R(t)＝1；保护装置的最大运行时长是t_n，若保护装置的运行时长都没有超过t_n，则保护装置在t∈[t_n,+∞)的范围内的设备可靠度为R(t)＝0；

(d)利用公式(1)计算t∈[t_(j),t_(j+1))的设备可靠度，进而得到保护装置投运各个时间段的设备可靠度，其中若t_(i)是截尾数据，令δ(i)＝0；若t_(i)是失效数据，则令δ(i)＝1。

4.根据权利要求1所述的一种基于生存分析加GO法的继电保护系统可靠性评价方法，其特征在于：步骤二中继电保护系统可靠性的GO运算采用概率公式算法进行继电保护系统可靠性的GO法运算，具体实现过程如下：

信号流表示系统单元的输入和输出以及单元之间的关联，包含状态值和状态概率2个属性，用状态值0～N表示信号流的多状态，状态值0代表一种提前状态，状态值1,2,···,N-1表示多种成功状态，最大的状态值N表示故障状态，状态值有相应的状态概率，对于有时序的系统，0～N状态值可以称为时间点，用以代表一系列给定的具体时间值；

概率公式算法将引入“状态累积概率”，其定义为：A(i)表示信号流状态值为0到i的所有概率之和：

式中：i表示系统可能存在的第i种状态；P(j)表示信号流状态值为j的概率；

在有N+1个状态的系统中，状态0表示提前状态，状态1～N-1表示多种成功状态，状态N表示故障状态，有的系统没有提前状态，则i的取值为1～N，共N个状态，状态累积概率有以下特性：

A(N)＝1 (4)

对于继电保护系统来讲，一般的操作符均为2状态操作符，即1为正常状态，2为故障状态，根据公式(3)可知有A(1)＝P(1)，A(2)＝1，设A_i(j)表示编号为i的信号流状态值为0到j的所有概率之和；P_Si(j)表示编号为i的操作符状态值为j的概率，对于上述操作符，P_Si(1)表示编号为i的操作符的成功状态，等于编号为i的操作符的可靠度，即P_Si(1)＝R_i，采用概率公式算法，直接得到系统各信号流成功概率的表达式，即A₁(1)＝P_S1(1)＝R₁，其他设备的可靠度按系统从开始状态到各装置正确工作的概率表达式计算得到。