專利名稱：基于失效模式區(qū)分和norm分布的繼電保護裝置時變失效率估算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)保護技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于失效模式區(qū)分和norm分布的繼電保護裝置時變失效率估算方法。
背景技術(shù)：
繼電保護裝置是保證供電系統(tǒng)安全運行和可靠供電的重要設(shè)備。當電網(wǎng)發(fā)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(tǒng)的故障擴大，甚至可能因不良的連鎖反應(yīng)而造成整個電網(wǎng)崩潰，導致大面積停電，給人們的正常生活、經(jīng)濟發(fā)展及社會穩(wěn)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(wǎng)安全穩(wěn)定運行的一個非常重要的內(nèi)容。對繼電保護系統(tǒng)進行可靠性分析研究，能及時發(fā)現(xiàn)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(wǎng)發(fā)生事故時因保護裝置不正確動作引起事故的擴大。電力系統(tǒng)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(tǒng)可靠性指標計算、繼電保護裝置的評價、使用、完善與發(fā)展等密切相關(guān)。普遍的方法是通過繼電保護可靠性評估，得出恒定失效率(故障)、修復率以及可用度等各種可靠性指標，設(shè)計出模型，根據(jù)模型，得出繼電保護設(shè)備最優(yōu)檢修周期，以指導電力部門合理安排檢修計劃。目前繼電保護裝置可靠性模型中應(yīng)用較廣的是Markov模型，而Markov模型也是以恒定失效率為狀態(tài)轉(zhuǎn)移率來建模的。隨著Markov模型狀態(tài)量的增加，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移率的確定難度增大，影響了模型的準確度；由于基于恒定失效率的Markov模型要求失效特性服從指數(shù)分布，但實際上，只有偶然失效近似服從指數(shù)分布，繼電保護裝置失效還有很大一部分是由于老化原因?qū)е?，因此失效率恒定的假設(shè)并不能完全刻畫繼電保護裝置的失效特性。相比恒定失效率，時變失效率還可以估算出失效率與時間的函數(shù)關(guān)系，因而在準確度上比恒定失效率更加具有優(yōu)勢。因此，針對不同的失效特性，如偶然失效和老化失效，可以通過不同的算法來對失效率進行估算，而norm分布一般可以很好的模擬失效特性。但是，現(xiàn)有關(guān)于繼電保護時變失效率的文章較少，尚未提出一種基于失效模式區(qū)分和norm分布的繼電保護裝置時變失效率估算方法，繼電保護裝置的時變失效率估算沒有一種很好的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有繼電保護裝置失效率估算方法中，缺少一種能夠區(qū)分不同失效模式和基于norm分布的算法，提出了一種基于失效模式區(qū)分和norm分布的繼電保護裝置時變失效率估算方法。該方法可以更加準確的模擬繼電保護裝置失效率隨時間變化的特性，為繼電保護裝置的可靠性評估提供更加準確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案:基于失效模式區(qū)分和norm分布的繼電保護裝置時變失效率估算方法，包括下列步驟:步驟一:獲取失效信息，判斷繼電保護數(shù)據(jù)的失效模式是偶然失效或老化失效；步驟二:當失效模式為偶然失效時，米用恒定失效率的估算方法估算失效率入ο ;當失效模式為老化失效時，采用時變失效率的估算方法估算失效率λ Jtk)。步驟三:計算時變失效率等于恒定失效率的臨界時間h，其計算公式為
權(quán)利要求
1.基于失效模式區(qū)分和norm分布的繼電保護裝置時變失效率估算方法，其特征是，包括下列步驟: 步驟一:獲取失效信息，判斷繼電保護數(shù)據(jù)的失效模式是偶然失效或老化失效； 步驟二:當失效模式為偶然失效時，采用恒定失效率的估算方法估算失效率Xtl;當失效模式為老化失效時，米用時變失效率的估算方法估算失效率\ I (tk)。
步驟三:計算時變失效率等于恒定失效率的臨界時間h，繼電保護裝置的失效率是以臨界時間h為界的分段函數(shù)；當觀測時間大于臨界時間h時，失效率為時變失效率，當觀測時間小于臨界時間、時，失效率為恒定失效率，其公式如下,
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于失效模式區(qū)分和norm分布的繼電保護裝置時變失效率估算方法，其特征是:所述恒定失效率的算法為考慮檢修時間和定時截尾數(shù)據(jù)的極大似然估 計法，其計算公式為4 = 其中Nst為t時刻保護裝置總數(shù)，Ν5Δ 為At時刻后失效的保護裝置數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于失效模式區(qū)分和norm分布的繼電保護裝置時變失效率估算方法，其特征是:所述時變失效率的估算方法的估算過程包括以下步驟: 步驟一:實現(xiàn)norm分布的參數(shù)估計； 步驟二:根據(jù)得到的norm分布參數(shù)用基于norm分布的計算公式計算時變故障率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于失效模式區(qū)分和norm分布的繼電保護裝置時變失效率估算方法，其特征是:上述步驟二中，用基于norm分布的計算公式計算時變故障率，其計算公式為= 其中=V，為norm分布的概率密度函 (4)ν2πσ數(shù)，R(Jk) = 1-F(ik) = 1-f, /《.rKx-為繼電保護裝置的可靠度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于失效模式區(qū)分和norm分布的繼電保護裝置時變失效率估算方法，其特征是:上述步驟一中，通過最小方差無偏估計法來實現(xiàn)norm分布的參數(shù)估計；或通過MATLAB中norm分布擬合函數(shù)normfit來實現(xiàn)norm分布的參數(shù)估計。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于失效模式區(qū)分和norm分布的繼電保護裝置時變失效率估算方法。采用基于恒定失效率的極大似然估計方法估計偶然失效的失效率λ0；根據(jù)獲取的基本信息，擬合老化失效數(shù)據(jù)，求取norm分布中密度函數(shù)的參數(shù)；根據(jù)得到的norm分布密度函數(shù)的參數(shù)計算老化失效的失效率λ1；計算偶然失效率與老化失效率相等的臨界時間t0，則繼電保護裝置的失效率為以t0為界的分段函數(shù)t0時刻之前，繼電保護裝置的失效率為恒定失效率λ0，t0時刻之后，繼電保護裝置的失效率為時變失效率λ1。本發(fā)明使繼電保護裝置失效率更符合一般工業(yè)產(chǎn)品的“浴盆曲線”，較之恒定失效率更加準確，對繼電保護裝置的評估與風險評估提供了更好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
文檔編號G06F19/00GK103198219SQ201310118578
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者曹小拐, 羅宇航, 林睿, 邵震, 張科峰, 任鑫芳, 張蔓 申請人:中國南方電網(wǎng)有限責任公司超高壓輸電公司廣州局