[发明专利]基于故障率拟合的电网安全稳定控制装置可靠性评估方法

说明书

本发明公开了一种基于故障率拟合的电网安全稳定控制装置可靠性评估方法。首先采集安全稳定控制装置的历史故障率和全程状态监测量；随后，建立安全稳定控制装置故障率拟合模型，该模型可结合协变量向量，实时反映设备的状态；接着拟合出安全稳定控制装置故障率函数，求解参数拟合的估计参数，该函数可以表征安控装置在运行周期内的故障率变化情况；最后利用安全稳定控制装置故障率拟合过程中的估计参数，考虑安全稳定控制装置关联，建立安全稳定控制装置可靠度及复合故障率函数，表征安全稳定控制装置运行周期中的安全性，从而实现电力系统安全稳定控制装置运行故障的实时评估。

技术领域

本发明涉及电力系统保护和控制技术领域，具体涉及基于故障率拟合的电网安全稳定控制装置可靠性评估方法。

背景技术

与继电保护作为电网抵御干扰的第一道防线类似，安全稳定控制系统(安控系统)作为第二道防线保证着电网的正常运行。安全稳定控制装置(安控装置)通过一定的控制逻辑相互配合，使得安控系统可以实现预防控制、紧急控制和恢复控制等功能。由于违规操作、定值设置与实际电网不匹配以及设备长时间运行老化等隐患问题，安控装置在运行过程中存在着失效风险。安控装置失效导致安控系统拒动或误动，可能引发大规模的电网安全稳定问题。因此，对安控装置进行失效风险分析及可靠性评估，对于保障电力系统应对电网故障的抵御能力意义重大。

现有的设备可靠性评估主要依赖于对故障设备的历史运行数据进行统计，利用统计方法对设备的故障概率进行计算，包括故障树、马尔可夫等方法。故障树法将整个电力系统分解为多个子系统和底层部件，通过计算底层部件的失效分布，配合系统内部各个子系统之间的逻辑关系，获得顶层系统的失效分布。马尔可夫法通过建立装置或系统的状态转移模型，结合不同元件对装置的重要性，分析装置或系统转移至故障状态的原因及概率。但是，上述方法对样本容量的大小有着较高的要求，系统内部复杂的影响机理和高耦合度导致的状态数量爆炸性增长也使得相应的计算复杂度指数上升。

近年来，数据需求量小、计算简洁的基于参数拟合的设备可靠性评估开始进入人们的视野。极大似然估计、同伦算法和灰色-三参数威布尔分布逐渐得到应用。但是，目前鲜有安控装置参数拟合的研究。由于组成元件、运行原理、功能等的区别，一次设备和继电保护的可靠性评估方法难以直接应用于安控装置。因此亟需结合安全稳定控制装置本身的结构特点，建立合适的安全稳定控制装置故障率模型，实现电力系统安全稳定控制装置的可靠性评估。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明实际需要解决的问题是：如何从安全稳定控制装置的运行周期中采集历史统计数据和状态监测量，并统计出离散的故障率数据。如何建立安全稳定控制装置的故障率拟合模型，并提出符合运行状态的协变量组。如何利用采集到的离散数据拟合出符合装置运行规律的故障率函数，且函数检验达标。如何利用故障率拟合过程所得的估计参数，求解安控装置的可靠度与复合故障概率等可靠性评价指标，实现装置的可靠性评估。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案:

基于故障率拟合的电网安全稳定控制装置可靠性评估方法，包括如下步骤：

S101、采集安全稳定控制装置的历史故障率和全程状态监测量；

S102、根据预设连接函数和预设基准故障率函数，建立安全稳定控制装置故障率拟合模型；

S103、将历史故障率和历史状态监测量带入安全稳定控制装置故障率拟合模型中，得到连接函数的回归系数；

S104、将历史故障率、回归系数以及历史状态监测量带入安全稳定控制装置故障率拟合模型中，拟合得到基准故障率函数的估计参数，并进行检验；

S105、利用通过检验的估计参数，计算得到安全稳定控制装置的可靠度；

S106、利用通过检验的估计参数、回归系数和当前状态监测量，结合安全稳定控制装置的关联情况，计算得到安全稳定控制装置的复合故障率；