继电保护系统可靠性评估模型研究

跨大区电网互联和电力市场的发展在带来明显经济效益的同时,也对电力系统的安全性和可靠性提出了严峻的挑战。近几十年来,不断发生的大停电事故表明继电保护的误动或拒动是电力系统发生连锁故障的重要因素。但是过去人们一直把可靠性分析的重心放在一次系统上,这就造成了二次系统可靠性理论研究的薄弱。本文力求从可靠性建模的角度,抓住影响继电保护可靠性的主要因素,引入新的可靠性评估方法,建立继电保护装置及其系统的可靠性模型,解决过去只关注保护装置本身可靠性的局限,着重研究了二次回路中其他设备、保护动作逻辑和保护配置方案对继电保护可靠性的影响。 分析了继电保护可靠性的特殊性,指出不仅应该研究继电保护装置本身的可靠性,还要研究考虑二次回路中其他装置影响的继电保护装置可靠性和各保护装置配合工作的系统可靠性。 将一种新的可靠性评估方法——GO法用于继电保护装置的可靠性评估中。建立了单、双端信息原理两大类保护的GO法可靠性模型,模型中考虑了诸如TA/TV、通道、通信装置和断路器等相关装置的影响,依据模型可以计算单套保护装置的诸如装置完好度、平均故障率和平均维修时间等可靠性指标。算例结果与历年统计数据相符,为评估不同保护配置方案的系统可靠性奠定了基础。 结合一次设备运行状况,根据实际保护配置方案,对于由不同保护装置组成的保护系统,依据其动作逻辑,考虑继电保护的误动和拒动状态,建立系统的马尔可夫模型。得出的关于保护系统的拒动概率和误动概率指标为平衡系统的安全性和可靠性提供了定量参考。所做工作有利于计算不同原理或不同厂家保护装置组成的系统可靠性。 对影响继电保护可靠性的因素进行了灵敏度分析。通过依次将每个元件参数正向或负向变化50%的百分率而其余参数保持不变,计算新的可靠性指标,分析各参数对系统可靠性的敏感程度。研究结果表明断路器、主保护拒动和远后备保护误动分别是影响继电保护装置及系统可靠性的最强因素。