基于电气回路故障特性的分布式电网风险评估系统及分布式电网风险评估方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于电气回路故障特性的分布式电网风险评估系统及分布式电网风险评估方法，其包括2个以上的信息采集及处理单元和电网风险评估后台计算机所述信息采集及处理单元包括压力传感器、位置传感器、液位传感器、温度传感器、信息采集子单元、合并子单元和信息预处理及传输子站；所述各传感器的输出端分别通过光缆与信息采集子单元的相应输入端相连接，所述信息采集子单元和合并子单元的输出端分别通过光缆与所述信息预处理及传输子站的输入端相连接，所述信息预处理及传输子站通过光纤网络与所述电网风险评估后台计算机双向连接。本发明的优点是可对分布式电网的电气设备进行故障特性分析，保障电网设备安全稳定运行。
【专利说明】基于电气回路故障特性的分布式电网风险评估系统及分布
式电网风险评估方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于电气回路故障特性的分布式电网风险评估系统及分布式电网风险评估方法，属于风险评估领域。
【背景技术】
[0002]电网规模的不断扩大化以及系统元件的不断复杂化是当前电网发展的主要特点。近年来，重要输变电设备故障所致事故频发，不但造成巨大的经济损失，而且影响了社会秩序。电气回路作为电力系统的重要组成部分，它由众多输变电设备组合连接而成，且不同种类的电气设备故障对电气回路单元故障率的影响程度并不一样，其一旦发生故障将严重影响电能的传输与分配，对供电可靠性和运行稳定性也极为不利。随着电网建设步伐加快，跨区联络线不断增多，大量的阻波器、母线、全封闭组合电器等输变电设备投入应用，这些设备的可靠性水平直接关系到电网安全稳定运行的风险水平。
[0003]传统定期检修模式对输变电设备状态不做评估，直接进行“一刀切”式检修安排，因为检修时间固定，存在检修不足和检修过剩的弊端。检修不足，应修设备不能进行及时修理，造成输变电设备故障率提高；检修过剩，造成大量人力、物理浪费，过度检修造成设备不可逆损伤使设备寿命减短，不必要的检修加大设备故障风险。因此，固定的检修模式已经越来越不适应电网设备维修和经济运行的发展需要。状态检修是一种动态的、根据设备实时状态的一种检修模式，能够根据设备的投运前基础信息、运行中信息、故障和事故情况、试验(预试)数据、同类设备家族参考信息以及其它相关的信息，制定灵活检修方式的一种维修方式，做到设备“应修必修，修必修好”。这不仅可以大大地节约维修成本，而且可以减少因不必要的维修造成的设备故障，提高维修速度和维修质量，提高电网供电可靠性和电网运行的经济性。
[0004]对电力系统运行安全风险的评估主要通过提出一些静态安全和暂态安全指标，这些指标可以定量评估电网运行直接风险，但已有安全评估指标未能将设备或回路当前故障和系统中的潜在连锁故障结合进行综合考虑，因而风险评估指标不够全面合理。鉴于此，本发明含有合理、全面的电网安全风险综合评估指标体系，对输电回路、变电回路和母线回路故障造成的电网运行风险作定量评估。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供了一种基于电气回路故障特性的分布式电网风险评估系统及分布式电网风险评估方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用一种基于电气回路故障特性的分布式电网风险评估系统的技术方案:
本发明包括2个以上的信息采集及处理单元和电网风险评估后台计算机；
所述信息采集及处理单元包括压力传感器、位置传感器、液位传感器、温度传感器、信息采集子单元、合并子单元和信息预处理及传输子站；
所述各传感器的输出端分别通过光缆与信息采集子单元的相应输入端相连接，所述信息采集子单元和合并子单元的输出端分别通过光缆与所述信息预处理及传输子站的输入端相连接，所述信息预处理及传输子站通过光纤网络与所述电网风险评估后台计算机双向连接；
所述各传感器分别安装于分布式电网的变电站中主要输变电设备中；所述各传感器分别检测主要输变电设备的气体含量、油压、油温和断路器开关状态的传感器；
所述信息采集子单元为用于采集各传感器信息并按IEC61850规约生成报文的可编程控制器；
所述合并子单元为将采集到的电气信息按IEC61850规约生成报文的合并子单元； 所述信息预处理及传输子站为计算电气回路故障概率的ARM工控机；
所述电网风险评估后台计算机为位于调度中心、安装有电网风险评估程序的工控机。
[0007]所述可编程控制器的 型号为S7-200 CPU224;所述合并子单元的型号为UDM-502-G ;所述ARM工控机的型号为PCX-9540 ;所述位于调度中心的工控机的型号为PCX-9540。
[0008]所述压力传感器的型号为TPT503、位置传感器的型号为WYDC、液位传感器的型号为PY201、温度传感器的型号为T-100。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的分 布式电网风险评估方法:
(一)信息采集及处理:所述信息采集子单元和合并子单元对采集的信息按IEC61850规约生成报文传送至信息预处理及传输子站；
(二)信息预处理:通过所述信息预处理及传输子站中的电气设备故障特性分析程序对所述各传感器采集的信息进行预处理，计算出电气回路的总故障概率Λ ；
所述信息预处理的具体步骤如下:
(1 )、根据下述故障概率模型方程式(I)计算比例参数Kj和曲率参数的值:
【权利要求】
1.一种基于电气回路故障特性的分布式电网风险评估系统，其特征在于包括2个以上的信息采集及处理单元和电网风险评估后台计算机； 所述信息采集及处理单元包括压力传感器、位置传感器、液位传感器、温度传感器、信息采集子单元、合并子单元和信息预处理及传输子站； 所述各传感器的输出端分别通过光缆与信息采集子单元的相应输入端相连接，所述信息采集子单元和合并子单元的输出端分别通过光缆与所述信息预处理及传输子站的输入端相连接，所述信息预处理及传输子站通过光纤网络与所述电网风险评估后台计算机双向连接； 所述各传感器分别安装于分布式电网的变电站中主要输变电设备中；所述各传感器分别检测主要输变电设备的气体含量、油压、油温和断路器开关状态的传感器； 所述信息采集子单元为用于采集各传感器信息并按IEC61850规约生成报文的可编程控制器； 所述合并子单元为将采集到的电气信息按IEC61850规约生成报文的合并子单元； 所述信息预处理及传输子站为计算电气回路故障概率的ARM工控机； 所述电网风险评估后台计算机为位于调度中心、安装有电网风险评估程序的工控机。
2.根据权利要求1所述的基于电气回路故障特性的分布式电网风险评估系统，其特征在于所述可编程控制器的型号为S7-200 CPU224 ;所述合并子单元的型号为UDM-502-G ;所述ARM工控机的型号为PCX-9540 ;所述位于调度中心的工控机的型号为PCX-9540。
3.根据权利要求1所述的基于电气回路故障特性的分布式电网风险评估系统，其特征在于所述压力传感器的型号为TPT503、位置传感器的型号为WYDC、液位传感器的型号为PY201、温度传感器的型号为T-100。
4.一种利用权利要求1所述系统对分布式电网风险评估的方法，其特征在于该方法包括以下步骤: (一)信息采集及处理:所述信息采集子单元和合并子单元对采集的信息按IEC61850规约生成报文传送至信息预处理及传输子站； (二)信息预处理:通过所述信息预处理及传输子站中的电气设备故障特性分析程序对所述各传感器采集的信息进行预处理，计算出电气回路的总故障概率
; 所述信息预处理的具体步骤如下: (I)、根据下述故障概率模型方程式(I)计算比例参数A和曲率参数q的值:
【文档编号】G01R31/00GK103439593SQ201310328090
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月31日 优先权日:2013年7月31日
【发明者】胡文平, 于腾凯, 段晓波, 杨军, 巫伟南, 李晓军 申请人:国家电网公司, 国网河北省电力公司电力科学研究院, 河北省电力建设调整试验所