專利名稱：考慮軟件和人為因素的繼電保護裝置最優檢修周期計算方法
技術領域：
本發明涉及一種考慮軟件和人為因素的繼電保護裝置最優檢修周期計算方法，屬于電力系統保護技術領域。
背景技術：
繼電保護裝置是保證供電系統安全運行和可靠供電的重要設備。當電網發生故障時，如果繼電保護裝置不能正確動作，不僅會使電力系統的故障擴大，甚至可能因不良的連鎖反應而造成整個電網崩潰，導致大面積停電，給人們的正常生活、經濟發展及社會穩定帶來嚴重影響。因此，確保繼電保護裝置的可靠性是保障電網安全穩定運行的一個非常重要的內容。對繼電保護系統進行可靠性分析研究，能及時發現繼電保護裝置的隱患，有助于快速消除保護缺陷，提高保護的可用率，避免電網發生事故時因保護裝置不正確動作引起事·故的擴大。預防性檢修是指間隔一定的時間，對繼電保護設備進行維護，避免繼電保護設備出現故障的檢修方法，它是使繼電保護設備提高保護可靠性，減少各種潛在風險的有效方法。但如果預防性檢修的檢修間隔時間過短，就會產生過度檢修(網內統計數據表明周期性檢驗排故率不足2%)，增大人員過失的可能性，且檢修越頻繁，項目越繁瑣，出現人員過失的可能性就越大(即增加了誤碰、誤接線、誤整定的概率(大量誤動事故案例顯示80%為人為責任)。但如果檢修間隔時間過長，就不能及時發現潛在故障，造成保護對象故障時保護失效。因此，準確地確定預防性檢修的檢修周期，能夠避免上述問題的發生。電力系統保護中繼電保護裝置運行時可靠性指標的定義和計算與電力系統可靠性指標計算、繼電保護裝置的評價、使用、完善與發展等密切相關。通過繼電保護可靠性評估，得出故障率，修復率，可用度等各種可靠性指標，設計出模型，根據模型，得出繼電保護設備最優檢修周期，以指導電力部門合理安排檢修計劃。目前，繼電保護裝置的可靠性模型大致分為兩類，一是采用蒙特卡洛模擬法，以大數定律為依據，對繼電保護設備可用率模擬計算；另一類統稱為解析法，如以故障樹為基礎的故障樹分析法和以Markov過程為依據的Markov模型。但是，對于解析方法的可靠性模型，如Markov模型，需要考慮到繼電保護裝置可能存在的各種狀態，包括人為失效和軟件失效因素。大量誤動事故案例顯示80%為人為責任，而軟件失效的因素也是不容小覷。但是現有關于繼電保護裝置的Markov模型尚未提出一種較為合理的包含人為失效和軟件失效因素的Markov模型，因此基于Markov模型的最優檢修周期的計算方法也幾乎都忽略了人為因素的影響和軟件失效的情況
發明內容
本發明針對現有技術中，沒有考慮足夠的因素，提出了一種考慮軟件失效和人為因素的Markov可靠性計算方法，計算電力系統繼電保護裝置的最優檢修周期。該方法考慮軟件和人為因素，更加準確地刻畫了繼電保護裝置故障的狀態，使得最優檢修周期的計算更加準確。技術方案是，考慮軟件和人為因素的繼電保護裝置最優檢修周期計算方法，所述方法包括下列步驟步驟I :列出包括軟件失效和人為因素在內的所有繼電保護裝置的狀態，并建立Markov狀態轉移圖；步驟2 :根據電網的實測數據確定Markov模型中的各個參數；步驟3 :根據建立好的Markov模型得到繼電保護裝置不可用率的計算公式；步驟4:根據不可用率與檢修周期的關系，求得使不可用率最小的對應的檢修周期，即為繼電保護裝置最優檢修周期。
所述建立的Markov狀態轉移圖應該包含繼電保護裝置的所有狀態，各個狀態的駐留概率構成一個完備事件組。所述根據電網的實測數據確定Markov模型中各參數包含(I)獲得繼電保護裝置失效次數Νλ，所統計的保護裝置總數Nst;(2)計算繼電保護裝置的失效率入。；(3)獲得繼電保護裝置故障前后的時刻，計算繼電保護裝置修復率μ ^ ;(4)根據自檢效率ST、繼電保護裝置失效率λ ^、繼電保護裝置修復率μ ^等參數得到模型中各狀態轉移率。所述繼電保護裝置的不可用率為狀態轉移圖中繼電保護裝置不正常工作的駐留概率之和。該方法考慮軟件和人為因素，更加準確地刻畫了繼電保護裝置故障的狀態，使得最優檢修周期的計算更加準確。
圖I是本發明流程圖。圖2是繼電保護裝置的狀態轉移圖。圖3是繼電保護裝置的檢修周期與不可用率的關系。圖4是繼電保護裝置不同自檢率下的檢修周期與不可用率的關系。
具體實施例方式下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。圖I是本發明流程圖。考慮軟件和人為因素的繼電保護裝置最優檢修周期計算方法，該方法包括步驟如下步驟I :列出包括軟件失效和人為因素在內的所有繼電保護裝置的狀態，并建立Markov狀態轉移圖；把繼電保護保護裝置劃分為保護裝置正常工作、保護裝置故障可自檢、保護裝置故障不可自檢、定期檢修、軟件失效和人為失誤六個狀態。根據對保護裝置劃分的六個狀態建立保護裝置的狀態轉移圖，如圖2所示。圖2是繼電保護裝置的狀態轉移圖。圖上看到，繼電保護設備正常處于狀態I ;當繼電保護設備發生故障，被系統自檢發現，則進入狀態2，經修復后，設備再次回到狀態I ;當繼電保護設備發生故障，未被系統自檢發現，則進入狀態3，該狀態的保護裝置直到定期檢修才會被發現故障，即轉到狀態2，之后，故障的保護裝置被修復后，依然回到狀態I ;當繼電保護設備一直處于正常工作狀態，即狀態1，直到保護裝置定期檢修，則進入狀態4，檢修結束再回到狀態I ;當繼電保護設備出現軟件失效或是人為失誤操作時，保護裝置進入狀態5或狀態6，經檢修后，再次回到狀態I.步驟2 :根據電網的實測數據確定Markov模型中的各個參數；根據某電網實測數據，統計繼電保護裝置失效率為λ ^，修復率為μ。。 設自檢率為90%，人為失誤占設備故障的80%，檢修周期為1500小時，則λ J=O. 9 λ ο, λ 2=0. I λ 0, λ 5=0. 8 λ 0,軟件失效服從 Logarithmic exponential 模型即
權利要求
1.考慮軟件和人為因素的繼電保護裝置最優檢修周期計算方法，其特征在于，該計算方法步驟如下 步驟I :列出包括軟件失效和人為因素在內的所有繼電保護裝置的狀態，并建立Markov狀態轉移圖； 步驟2 :根據電網的實測數據確定Markov模型中的各個參數； 步驟3 :根據建立好的Markov模型得到繼電保護裝置不可用率的計算公式； 步驟4 :根據不可用率與檢修周期的關系，得到使不可用率最小的對應的檢修周期，該檢修周期即為繼電保護裝置最優檢修周期。
2.根據權利要求I所述的考慮軟件和人為因素的繼電保護裝置最優檢修周期計算方法，其特征在于，所述參數包括 (1)獲得繼電保護裝置失效次數Νλ，所統計的保護裝置總數Nst; (2)計算繼電保護裝置的失效率入。； (3)獲得繼電保護裝置故障前后的時刻，計算繼電保護裝置修復率μ^ ; (4)根據自檢效率ST、繼電保護裝置失效率λ^、繼電保護裝置修復率μ ^等參數得到模型中各狀態轉移率。
3.根據權利要求I所述的考慮軟件和人為因素的繼電保護裝置最優檢修周期計算方法，其特征在于，所述繼電保護裝置不可用率的計算公式為
全文摘要
考慮軟件和人為因素的繼電保護裝置最優檢修周期計算方法，屬于電力系統保護技術領域。列出包括軟件失效和人為因素在內的所有繼電保護裝置的狀態，并建立Markov狀態轉移圖；根據電網的實測數據確定Markov模型中的各個參數；根據建立好的Markov模型得到繼電保護裝置不可用率的計算公式，即不可用率與檢修周期的關系；根據不可用率與檢修周期的關系，求得使不可用率最小的對應的檢修周期，即為繼電保護裝置最優檢修周期。該方法考慮軟件和人為因素，更加準確地刻畫了繼電保護裝置故障的狀態，使得最優檢修周期的計算更加準確。
文檔編號G06F19/00GK102945319SQ201210418769
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月26日 優先權日2012年10月26日
發明者薛安成, 羅麟, 王寶, 王睿琛, 畢天姝, 章沈潛 申請人:華北電力大學