智能变电站二次系统状态评价方法研究

智能变电站伴随着智能电网概念而诞生,是发展智能电网的重要基础和支撑,作为智能输电网的枢纽中心,其二次系统运行状态的优劣直接关系到大电网系统的安全性和稳定性。同时随着电力设备状态检修的深入和应用,亟需展开智能变电站二次系统状态评价的探索与研究。然而,相较于传统变电站二次系统,基于新型智能电子设备、IEC61850标准和以太网通信技术的智能变电站二次系统不管是在系统结构或是构成元件上均存在较大差异。而当前二次系统状态评价还处于起步阶段,一方面业内尚未建立健全的标准规范和统一的评价方案,另一方面现有技术还难以实现二次设备状态的在线诊断。为此,本文通过对二次系统状态信息源和评价对象的分析,建立了智能变电站二次系统状态评价指标集和层次分析模型,进而综合利用模糊评判法、灰色聚类分析法和改进层次分析法建立了智能变电站二次系统离线状态评价方法,并为实时保证一次电气量可靠精确的转换,建立了基于残差电流拟合的继电保护测量回路在线状态诊断方法,可为制定科学的二次系统状态检修策略提供理论参考依据。结合智能变电站二次系统运行维护的安全性和经济性背景,基于对智能变电站二次系统结构特点和二次设备功能作用的分析,论文对二次系统离线状态评价和在线状态诊断研究现状进行了概述,在对相关文献整理和分析后,提出了当前智能变电站二次系统状态评价和隐藏故障诊断所存在的缺陷及面临的问题。为了尽量科学全面的评价二次系统运行状态,提出了基于运检信息管理系统和一体化信息平台获取离线和在线状态信息的途径;根据智能变电站二次系统结构和设备功能特点,确立了二次系统状态评价对象;并通过对二次设备运行状态特征分析,结合运检标准规程、测试技术规范及已有研究文献,统一建立了二次系统状态评价指标集和层次评价模型。根据已建立的状态评价指标集和层次模型,首先建立了定量和定性状态指标的评分模型,并分别利用模糊评判法和灰色聚类分析法建立了两者的状态评判向量,主要包括建立定量指标的模糊隶属函数以及定性指标的状态评价样本矩阵和灰色聚类白化权函数,进而构建了评价对象的状态评判矩阵;其次,利用改进层次分析法求得评价对象各状态指标的权重向量;最后,基于计算所得的状态评判矩阵与状态指标权重向量,利用加权平均模型求得综合状态评价结果。为了实时评价重要二次设备的在线运行状态,通过对继电保护电流测量回路误差来源及其关于一次电流和温度特性的分析,提出了残差电流的概念,建立了固有残差电流关于一次电流和温度的关联函数,并利用人工神经网络实现了固有残差电流的拟合,进而提出了基于残差电流拟合的继电保护测量回路在线状态诊断方法。