论文题目：继电保护系统可靠性检测与风险评估研究
摘要：随着我国智能变电站建设,智能变电站中引进智能电子设备和虚端子连接,智能变电站二次系统故障分析及定位面临数据规模庞大、故障机理复杂等问题,传统继电保护测试仪无法对二次系统隐性故障进行检验,促使在继电保护系统可靠性检测和风险评估时需对智能电子设备间交互关系进行深入研究。本文以IEC61850规约为基础,对继电保护系统的可靠性检测和风险评估进行了深入的研究。首先,针对变电站运维中的继电保护调试验收工作,提出了基于自设故障集的智能变电站二次系统故障检测方案。根据智能变电站数字化计量系统采样数字化的特点,提出了自设故障集的建立方法,能够完成GOOSE和SV服务功能的模拟,以达到对保护装置及二次回路可靠性检测的目的。最后以一起220k V变电站全站失压事故为例,应用本方法建立自设故障集,并对检测结果进行了分析。第二,针对变电站运维中的继电保护系统缺陷分析与处理工作,建立了计及风险扩散的继电保护系统风险评估模型。结合二次系统信息流和继电保护逻辑,建立保护系统依赖网络模型;并根据部分装置发生故障风险后引发的风险扩散过程,建立二次系统风险扩散模型;最后通过仿真分析得到二次系统风险扩散的特征,并从保护系统规模、风险恢复参数和误操作角度对二次系统进行了风险评估,使风险扩散过程更贴合智能变电站实际运行情况,能够有效提高继电保护工作的工作效率。第三,为进一步提高变电站继电系统可靠性,提出一种矩阵算法和BP神经网络相结合的故障定位方法。首先对实际变电站二次系统信息物理系统的交互逻辑进行梳理抽象,得到变电站二次系统逻辑节点描述模型和矩阵判据。然后,在获取二次系统拓扑关联和交互信息后利用矩阵算法快速确定可疑故障范围并用BP神经网络的拟合能力实现缩小故障定位范围,提高定位精度。最后以二次系统故障事件为例,展示了基于矩阵算法和BP神经网络二次系统故障定位的分析过程。算例结果表明相较于结合循环神经网络和卷积神经网络相比,所提方法具有更高的诊断准确率。最后,对本文所做的工作进行总结。
关键词：继电保护;智能变电站;可靠性;风险评估;故障定位
学科专业：工程硕士（专业学位）
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 继电保护系统可靠性研究现状
1.2.2 继电保护系统风险评估研究现状
1.2.3 继电保护系统故障定位研究现状
1.3 研究内容及章节安排
1.3.1 研究内容
1.3.2 章节安排
第2章 基于自设故障集的继电保护系统可靠性检测方案
2.1 故障集建立方法
2.1.1 GOOSE服务功能模拟
2.1.2 SV服务功能模拟
2.2 基于自设故障集的继电保护系统可靠性检测方案
2.2.1 软件平台功能
2.2.2 测试装置功能
2.3 算例分析
2.3.1 算例简介
2.3.2 故障集建立
2.3.3 故障检测结果分析
2.4 本章小结
第3章 计及风险扩散的继电保护系统风险评估模型
3.1 继电保护系统依赖网络模型
3.1.1 装置间依赖网络模型的建立
3.1.2 保护进程-装置依赖网络建立
3.1.3 保护系统依赖网络的表示
3.2 继电保护系统风险扩散模型
3.2.1 保护进程-装置网络中的节点状态
3.2.2 故障风险的动态扩散过程
3.3 算例分析
3.3.1 继电保护系统故障风险扩散的基本特征
3.3.2 继电保护系统规模的影响
3.3.3 风险恢复参数α和γ的影响
3.3.4 误操作造成装置故障风险的影响
3.4 本章小结
第4章 基于矩阵算法和BP神经网络结合的继电保护系统故障定位方法
4.1 二次系统矩阵化建模
4.1.1 二次系统连通状态矩阵
4.1.2 逻辑节点描述模型
4.1.3 基于矩阵算法的故障定位方法
4.2 矩阵算法-BP神经网络故障定位方法
4.2.1 BP神经网络模型
4.2.2 矩阵算法-BP神经网络故障定位方法基本流程
4.3 算例分析
4.3.1 算例简介
4.3.2 故障定位模型建立
4.3.3 故障定位模型参数优化
4.3.4 故障定位分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 后续研究工作展望
参考文献
致谢