考慮軟件失效和人為失效的全數字化繼電保護可靠性系統及評估方法，屬于電力系統繼電保護可靠性領域。系統包括硬件可靠性系統、軟件可靠性系統和人為可靠性系統，其中任一系統中發生失效，都會導致繼電保護可靠性系統出現失效。建立全數字化繼電保護硬件可靠性系統，軟件可靠性及人為可靠性系統；建立所述系統的Markov狀態空間；根據Markov系統計算系統可用度。系統正常狀態的平穩狀態概率之和即為系統可用度。本發明專利技術考慮了影響繼電保護可靠性的軟件和人為失效，建立了能有效模擬全數字繼電保護系統狀態轉移情況的繼電保護可靠性系統及評估方法，解決了現有系統僅從保護裝置角度考慮保護的硬件失效，未考慮保護可靠性的其他因素。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種繼電保護可靠性系統及評估的方法，尤其一種涉及全數字化繼電保護可靠性系統及評估方法，屬于電力系統繼電保護可靠性領域。
技術介紹
繼電保護裝置作為電力系統的第一道防線，在保障電網安全運行方面具有決定性作用。確保繼電保護裝置的可靠性是保障電網安全穩定運行的重要內容之一。隨著變電站的數字化改造升級，全數字化繼電保護正逐步取代常規保護而被廣泛地應用。·研究繼電保護可靠性的方法有蒙特卡洛(Monte Carlo)模擬法、網絡法、故障樹法和Markov狀態空間法等方法。繼電保護是可修復的系統,這樣的系統可以用Markov過程來描述，因而Markov狀態空間法常用于繼電保護系統的可靠性建模。目前，建立的繼電保護Markov系統，只是針對常規繼電保護系統。系統中，繼電保護系統被看做一個元件，只是通過考慮檢修、自檢、一次設備狀態、保護配置方案等來不斷細化狀態空間，從而更好地模擬繼電保護系統狀態的實際轉移過程。實際上，全數字化繼電保護包含了較多的電子裝置，按照功能可以劃分為不同工作單元，將其看做一個元件來進行建模不能很好模擬實際情況。同時，現有模型只考慮了硬件失效，無法模擬軟件和人為因素對系統可靠性的影響。而實際上，在繼電保護設備運行過程中，除了電子裝置帶來的硬件失效，軟件和人為因素也可能導致繼電保護設備的停運。I) Logarithmic exponential 系統John D. Musa 的 Logarithmic exponential系統是一種廣泛應用的軟件可靠性系統，系統中失效函數隨失效發生而指數遞減。指數遞減的思想是早期發現的失效比晚期發現的失效對失效函數的減小作用大。2)人員可靠性分析基本目的是定量化評估人的錯誤行為對系統造成的影響。人員可靠性分析發展到目前有近20種分析方法,如Swain A. D的THERP法，Humphreys P的HEART法，Spurgin A. J的HCR法等，其中，應用最廣泛的是人為失誤率預測技術(THERP)和人員認知可靠性(HCR)系統技術。(如，張晶晶，丁明，《人為失誤對保護系統可靠性的影響》，，《電力系統自動化》，2012，36 (8))3)人員認知可靠性系統(HCR)技術威布爾分布擬合法HCR系統在分析人的可靠性時，以認知心理學為基礎，著重研究人在應急情景下的動態認知過程，包括探查、斷、決策等意向行為，探究人的失誤機理并建立系統。系統中人為失誤導致的人員失效率服從威布爾分布，通過擬合獲得威布爾分布參數就能得到人員失效率。(如，王洪德，《基于人的認知可靠性(HCR)系統的人因操作失誤研究》，《中國安全科學學報》，2006，16 (7)。)
技術實現思路
本專利技術針對現有繼電保護可靠性評估的研究對象為常規保護，僅從保護裝置的角度考慮了保護的硬件失效，而未考慮保護可靠性的其他因素，因而無法模擬全數字繼電保護系統實際運行情況。本專利技術從系統級的角度將全數字繼電保護系統按照功能劃分為不同工作單元，考慮了影響繼電保護可靠性的軟件、和人為失效，建立了能夠有效模擬全數字繼電保護系統狀態轉移情況的繼電保護可靠性系統和評估方法。本專利技術的主要內容包括I)建立全數字化繼電保護系統硬件可靠性系統；2)建立全數字化繼電保護系統軟件可靠性及人為可靠性系統；3)建立全數字化保護系統的Markov狀態空間；4)根據Markov系統計算系統可用度。 一種考慮軟件失效和人為失效的全數字化繼電保護可靠性系統，所述繼電保護可靠性系統包括全數字化繼電保護硬件可靠性系統，此系統是針對全數字化繼電保護硬件失效，基于全數字化繼電保護硬件結構建立的一種反映硬件失效規律的可靠性系統；全數字化繼電保護軟件可靠性系統，此系統是針對全數字化繼電保護系統軟件失效，結合軟件失效模式而建立的一種可靠性系統；全數字化繼電保護人為可靠性系統，此系統是針對人為因素導致的全數字化繼電保護失效，結合人為失效模式建立的一種可靠性系統；全數字化繼電保護存在硬件失效、軟件失效和人為失效二種失效模式，由硬件可靠性系統、軟件可靠性系統和人為可靠性系統基于Markov狀態空間理論構成考慮軟件和人為失效的全數字化繼電保護系統可靠性系統；硬件可靠性系統、軟件可靠性系統和人為可靠性系統三者相互獨立，其中任一系統中發生失效，都會導致繼電保護可靠性系統出現失效，硬件可靠性系統、軟件可靠性系統和人為可靠性系統共同構成繼電保護可靠性系統。所述的一種考慮軟件和人為失效的全數字化繼電保護系統可靠性系統和可靠性評估方法，其特征是考慮軟件和人為失效的Markov系統，具體將繼電保護系統失效分為硬件、軟件和人為失效，分別建立硬件、軟件和人為失效系統，從而得到全數字化繼電保護系統可靠性系統。所述全數字化繼電保護硬件可靠性系統，具體將全數字化繼電保護按功能劃分成四個工作單元，即互感器單元、互感器至保護裝置的二次回路、保護裝置單元和保護裝置到斷路器的二次回路四個部分，采用電子設備可靠性預計手冊分別估計其失效率。所述全數字化繼電保護軟件可靠性及人為可靠性系統，具體地采用Logarithmicexponential系統來研究保護軟件的可靠性，軟件失效率為λ (u) = λ Qe_0u ;采用HCR (人的認知可靠性系統技術)威布爾分布擬合法進行人員失效率定量計算，人員失效率為λ P=exp {- 0I ο所述全數字化繼電保護系統可用度計算方法為結合硬件可靠性系統、軟件可靠性系統及人為可靠性系統，列寫系統失效狀態，確定各個狀態的狀態轉移關系，基于Markov過程建立系統的Markov狀態空間。由系統狀態空間，列寫狀態轉移矩陣，建立狀態轉移方程，求解狀態轉移方程得到平穩狀態概率，系統正常狀態的平穩狀態概率之和即為系統可用度。本專利技術考慮了影響繼電保護可靠性的軟件、和人為失效，建立了能夠有效模擬全數字繼電保護系統狀態轉移情況的繼電保護可靠性系統和評估方法。解決了現有系統僅從保護裝置的角度考慮保護的硬件失效，而未考慮保護可靠性的其他因素。附圖說明圖I是本專利技術方法流程圖。圖2是繼電保護系統硬件可靠性系統單元模塊示意圖。圖3是全數字化保護系統的狀態空間圖。具體實施方式 下面結合附圖，對優選實施例作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本專利技術的范圍及其應用。一種考慮軟件失效和人為失效的全數字化繼電保護可靠性系統，該繼電保護可靠性系統包括全數字化繼電保護硬件可靠性系統，此系統是針對全數字化繼電保護硬件失效，基于全數字化繼電保護硬件結構建立的一種反映硬件失效規律的可靠性系統；全數字化繼電保護軟件可靠性系統，此系統是針對全數字化繼電保護系統軟件失效，結合軟件失效模式而建立的一種可靠性系統；全數字化繼電保護人為可靠性系統，此系統是針對人為因素導致的全數字化繼電保護失效，結合人為失效模式建立的一種可靠性系統；全數字化繼電保護存在硬件失效、軟件失效和人為失效三種失效模式，由硬件可靠性系統、軟件可靠性系統和人為可靠性系統基于Markov狀態空間理論構成考慮軟件和人為失效的全數字化繼電保護系統可靠性系統；硬件可靠性系統、軟件可靠性系統和人為可靠性系統三者相互獨立，其中任一系統中發生失效，都會導致繼電保護可靠性系統出現失效，硬件可靠性系統、軟件可靠性系統和人為可靠性系統共同本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種考慮軟件失效和人為失效的全數字化繼電保護可靠性系統，其特征在于，所述繼電保護可靠性系統包括：全數字化繼電保護硬件可靠性系統，此系統是針對全數字化繼電保護硬件失效，基于全數字化繼電保護硬件結構建立的一種反映硬件失效規律的可靠性系統；全數字化繼電保護軟件可靠性系統，此系統是針對全數字化繼電保護系統軟件失效，結合軟件失效模式而建立的一種可靠性系統；全數字化繼電保護人為可靠性系統，此系統是針對人為因素導致的全數字化繼電保護失效，結合人為失效模式建立的一種可靠性系統；全數字化繼電保護存在硬件失效、軟件失效和人為失效三種失效模式，由硬件可靠性系統、軟件可靠性系統和人為可靠性系統基于Markov狀態空間理論構成考慮軟件和人為失效的全數字化繼電保護系統可靠性系統；硬件可靠性系統、軟件可靠性系統和人為可靠性系統三者相互獨立，其中任一系統中發生失效，都會導致繼電保護可靠性系統出現失效，硬件可靠性系統、軟件可靠性系統和人為可靠性系統共同構成繼電保護可靠性系統。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：薛安成，王寶，羅麟，王睿琛，畢天姝，
申請(專利權)人：華北電力大學，
類型：發明
國別省市：
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