《智能變電站的可靠性研究的國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述》3500字

智能變電站的可靠性研究的國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述1.1智能變電站二次系統(tǒng)的可靠性研究現(xiàn)狀以智能變電站二次系統(tǒng)為對象的可靠性研究和可靠性工程的發(fā)展是密不可分的。在核工程、電力、電力、武器裝備等相關(guān)領(lǐng)域的研究中，可靠性研究都是必須的，大大促進(jìn)了可靠性研究領(lǐng)域的整體發(fā)展[11]。其中解析法和模擬法是可靠性研究的基本方法。解析法的計(jì)算則是以工作模型為基礎(chǔ)，取決于各元件的相互關(guān)系以及系統(tǒng)規(guī)模。模擬法的工作過程較直觀，結(jié)果的精確度直接由解析法、仿真次數(shù)決定，仿真次數(shù)增加會使得可靠性指標(biāo)無限接近卻不等于真實(shí)值，二者各有所長。隨著行業(yè)的發(fā)展，綜合運(yùn)用解析法和模擬法進(jìn)行可靠性研究是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢[12-14]。在大部分二次系統(tǒng)中，各元件通過通信網(wǎng)聯(lián)系。較多文獻(xiàn)通過通信仿真軟件模擬通信業(yè)務(wù)，在IEC61850標(biāo)準(zhǔn)下，對通信網(wǎng)的時(shí)間特性和信息流特性展開研究，提出優(yōu)化拉制策略[10-12]。文獻(xiàn)[13]基于報(bào)文通信方式，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，提出了面向通用對象的變電站事件（GOOSE）通信預(yù)警元件，運(yùn)行人員能夠在數(shù)據(jù)預(yù)處理中發(fā)現(xiàn)不正常情況。張其林等人通過仿真實(shí)驗(yàn)，建立IED交互模型，驗(yàn)證了智能電子設(shè)備（IED）間的交互關(guān)系，使得保護(hù)系統(tǒng)在軟件邏輯層面的可靠性得到進(jìn)一步提升[14]?；ゲ傩允荌EC61850應(yīng)用的重要目標(biāo)之一，通過建立邏揖節(jié)點(diǎn)的交互模型，使用進(jìn)程仿真工具實(shí)現(xiàn)了對IED交互過程中的死鎖和可達(dá)性的驗(yàn)證[15]。根據(jù)不同注重點(diǎn)，二次系統(tǒng)的模型均做了一定簡化。針對保護(hù)系統(tǒng)的動態(tài)可靠性，戴志輝等結(jié)合模擬法、解析法，真實(shí)可靠地反映出了系統(tǒng)的失效、修復(fù)過程[16]。文獻(xiàn)[17-21]針對影響變電站保護(hù)系統(tǒng)可靠性的因素進(jìn)行了探討。文獻(xiàn)[22]的研究給出了關(guān)于可靠性的排序：可修復(fù)系統(tǒng)>冗余級聯(lián)+環(huán)形網(wǎng)>一般級聯(lián)+星形網(wǎng)連接。文獻(xiàn)[23]結(jié)合事件樹、可靠性框圖法，針對自動化系統(tǒng)、供電可靠性進(jìn)行了定量分析。文獻(xiàn)[24]則通過最小路集法，得到了各個(gè)基于過程總線的數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)模型的可靠性。文獻(xiàn)[25]的對象是不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下的保護(hù)系統(tǒng)，通過故障樹、蒙特卡羅仿真方法，得到了元件的概率重要度。文獻(xiàn)[26]通過仿真使用，得到了不同組網(wǎng)方案下的網(wǎng)絡(luò)性能。文獻(xiàn)[27]針對各種場景下的通信性能，搭建了過程層網(wǎng)絡(luò)測試系統(tǒng)，得到的結(jié)果是：三網(wǎng)合一模式最優(yōu)。結(jié)合實(shí)體關(guān)系例圖和貝葉斯概率的優(yōu)越性，概率關(guān)系模型也被用來進(jìn)行變電站自動化系統(tǒng)的功能可靠性[28]。文獻(xiàn)[29]研究了保護(hù)系統(tǒng)失效對電力系統(tǒng)的影響程度和故障切除時(shí)間對不可用度的影響，結(jié)果認(rèn)為電力系統(tǒng)的不可用度會因?yàn)榭s短切除時(shí)間而提高。文獻(xiàn)[30]則以狀態(tài)空間法為主，進(jìn)一步總結(jié)了電力系統(tǒng)中，特定變電站受到其他變電站故障的影響程度。文獻(xiàn)[31]精確評估了變電站可靠性，信息物理接口矩陣的引入為大型信息物理系統(tǒng)的可靠性分析奠定了基礎(chǔ)。文獻(xiàn)[32]則使用了可靠性框圖法（RBD），分析了保護(hù)系統(tǒng)在不同采樣跳閘方式下的可靠性，并特別研究了保護(hù)元件在直接采樣、直接跳閘模式下的各種數(shù)據(jù)指標(biāo)，如靈敏度和重要度。文獻(xiàn)[36]則從結(jié)構(gòu)重要度、Birnbaum重要度、關(guān)鍵重要度出發(fā)，通過最小路集法，分析了保護(hù)系統(tǒng)的元件重要度，進(jìn)而得到各種系統(tǒng)的可靠性，并在實(shí)際數(shù)據(jù)中證明了冗余技術(shù)的重要作用。文獻(xiàn)[37-38］對二次系統(tǒng)進(jìn)行了模塊劃分，主要分為：告警模塊、測控模塊、通信模塊、保護(hù)模塊，提出了變電站二次系統(tǒng)整體可靠性的計(jì)算方法。文獻(xiàn)[39]從智能電子設(shè)備（IED）裝置內(nèi)部組成的角度，研究了裝置的可靠性數(shù)據(jù)，以此為基礎(chǔ)，計(jì)算了保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。1.2智能變電站數(shù)字化保護(hù)系統(tǒng)智能變電站的基本結(jié)構(gòu)過程層、間隔層、站控層組成的三層以及站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)組成的兩網(wǎng)。其中過程層由智能終端、合并單元、智能化一次設(shè)備構(gòu)成。在過程層通過電子互感器采集數(shù)據(jù)。電子互感器是由兩部分組成的，一部分是傳感器模塊，安裝在一次設(shè)備上，獲取一次設(shè)備的電壓電流并且轉(zhuǎn)換為數(shù)字；另一部分是由合并單元模塊，安裝在二次設(shè)備上，主要是對遠(yuǎn)方的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并處理，電子互感器絕緣比較簡單，一次和二次設(shè)備之間沒有直接的聯(lián)系，輸出的是數(shù)字，二次側(cè)是合并單元，可以開路，重量輕，易攜帶和更換。過程層直接和一次設(shè)備接觸和信息交換。間隔層主要是保護(hù)裝置和測控裝置組成，實(shí)現(xiàn)故障錄播，狀態(tài)在線監(jiān)測功能。站控層是整個(gè)智能變電站的核心部分。在信號傳輸上，采用光太網(wǎng)交換機(jī)，包括GOOSE和SV網(wǎng)絡(luò)；站控層網(wǎng)絡(luò)通常采用電太網(wǎng)交換機(jī)，為MMS（MultimediaMessagingService）網(wǎng)絡(luò)。所謂goose指的是面向?qū)ο蟮淖冸娬臼录?，可以傳輸一次設(shè)備的開關(guān)量以及環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)的傳輸，存在自檢功能，不僅可以傳輸開關(guān)量還可以傳輸對實(shí)時(shí)性要求不高的模擬量；SV主要是數(shù)據(jù)的采樣；智能終端以一次設(shè)備采用電纜連接，但是和二次設(shè)備之間采用光纖連接。在規(guī)約上，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約采用的103方式，該方式采用的是點(diǎn)對點(diǎn)模式，目前的智能變電站采用的是IEC61850，取消了原來的硬接線，所有數(shù)據(jù)的采集就地處理，再通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)約傳輸?shù)缴弦患墶Ｔ诠ぷ鬟^程上，傳統(tǒng)的變電站采用的是機(jī)械式互感器然后通過電纜直接傳遞給保護(hù)裝置和測測控裝置，然后保護(hù)裝置通過操作箱再對斷路器做出相應(yīng)的斷開還是閉合的指示；智能變電站是首先通過合并單元采集再通過GOOSE傳遞到保護(hù)裝置。在斷路器上，傳統(tǒng)的是保護(hù)通過傳輸給操作箱，由操作箱來執(zhí)行；但是智能變電站是通過智能終端接受來自保護(hù)裝置的信號并且來控制斷路器的開斷；數(shù)據(jù)都是按照一定的規(guī)約進(jìn)行傳輸?shù)?，采用的光纖傳輸，因此數(shù)據(jù)的共享性很高。在智能變電站中，數(shù)據(jù)是通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此需要保證時(shí)間的一致性，否則會存在保護(hù)的滯后效應(yīng)。綜上所述，傳統(tǒng)變電站和智能變電站之間的區(qū)別表現(xiàn)在：從傳統(tǒng)變電站A/D轉(zhuǎn)換變成更加高速的數(shù)據(jù)接口；通過電子互感器獲取數(shù)據(jù)，不用考慮互感器的飽和問題；沒有開關(guān)的輸入輸出，全部由保護(hù)裝置發(fā)出命令，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街悄芤淮卧O(shè)備；光纖取代了原來的電纜，數(shù)據(jù)傳輸速度更快了，數(shù)據(jù)處理的速度更快了。但是在繼電保護(hù)的原理上還是和傳統(tǒng)的差不多，只是在數(shù)據(jù)的共享上有了很大的跨越。智能變電站相比較傳統(tǒng)的變電站元件增加了，比如合并單元、交換機(jī)等等，給保護(hù)帶來數(shù)據(jù)傳輸便利的同時(shí)也存在相同的風(fēng)險(xiǎn)；傳統(tǒng)的變電站采用的電纜傳輸，智能變電站采用網(wǎng)絡(luò)傳輸，因此在可靠性評估上除了傳統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)需要加入實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)這一狀態(tài)量；結(jié)構(gòu)上變得更加復(fù)雜，在評估模型的建立上需要考慮模型的實(shí)用性以及可推廣性。參考文獻(xiàn)李孟超，王允平，李獻(xiàn)偉,等.智能變電站及技術(shù)特點(diǎn)分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38(18)：59-62.鄭玉平.智能變電站二次設(shè)備與技術(shù)[M].中國電力出版社，2014.戴志輝.繼電保護(hù)可靠性及其風(fēng)險(xiǎn)評估研究[D].華北電力大學(xué)，2012.張躍麗.智能變電站二次系統(tǒng)可靠性及相關(guān)問題研究[D].上海交通大學(xué)，2013.Task-ForceUCPSO.FinalReportontheAugust14,2003BlackoutintheUnitedStatesandCanada：CausesandRecommendations[J].2004.VlietMTHV,YearsleyJR,LudwigF,etal.VulnerabilityofUSandEuropeanelectricitysupplytoclimatechange[J].NatureClimateChange,2012,2(9)：676-681.鄭剛.深圳電網(wǎng)一起大面積停電事件及分析總結(jié)[J].華電技術(shù)，2014(4)：53-56.李俊.深圳電網(wǎng)4·10大停電事件的處理及啟示[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2014，8(1)：65-69.沈智健.繼電保護(hù)失效概率及對輸電系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的影響[D].重慶大學(xu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