继电保护系统隐藏故障的风险评估研究

摘要

随着电网结构复杂性和运行不确定性的不断增加，电力系统的运行可靠性面临着日趋严峻的挑战，继电保护系统的隐藏故障是影响电力系统运行可靠性的主要因素之一。对继电保护系统隐藏故障进行建模分析，有助于研究隐藏故障的产生机理，辨识保护系统的薄弱环节；对继电保护系统隐藏故障进行风险评估，有助于分析连锁故障发展过程，识别系统中的关键线路和高风险故障路径。研究继电保护系统隐藏故障的相关问题可以提高电网的运行可靠性，对于提高电力系统安全稳定水平方面起着至关重要的作用。
　　首先，分析了继电保护系统隐藏故障的产生机理。从继电保护装置内部元件功能故障、保护整定定值不合理、保护原理性失效和保护系统辅助元件故障四个方面研究产生隐藏故障的原因。分析发现继电保护系统的隐藏故障具有多模式的特点。总结归纳了现有研究在处理隐藏故障问题时所采用的分析方法，从概率和风险两个角度阐述了各种方法的实现机理。
　　接着，研究了超高压输电线路继电保护系统的隐藏故障。通过分析线路主保护、后备保护、断路器装置、断路器失灵保护的隐藏故障，建立了多模式的隐藏故障模型。在该模型的基础上，提出了电网N-k故障预想分析方法。从定值风险区间、距离Ⅲ段躲负荷可靠性和断路器装置故障三个角度预想了电网可能存在的N-k故障路径。算例分析表明：该方法有助于分析电网N-k故障的故障机理，辨识出一些重要的故障路径，发现保护系统的薄弱环节。
　　最后，评估了继电保护系统隐藏故障的风险。通过研究由继电保护系统隐藏故障导致的电网N-k故障风险来评估隐藏故障的风险水平。提出一种基于事件树分析法和功能组分解法的电网N-k故障概率求取方法，以及一种综合电源功率损失、负荷功率损失和输电断面功率损失的故障后果评价指标。实际电网算例分析表明：该方法有助于提高N-k故障概率的计算准确度，辨识出系统中的关键线路，发现电网的薄弱环节，防治连锁故障的发生。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要工作

2继电保护系统的隐藏故障及其分析方法

2.1引言

2.2继电保护系统隐藏故障产生原因

2.3继电保护系统隐藏故障分析方法

2.4本章小结

3继电保护系统多模式隐藏故障模型及电网N-k故障分析

3.1引言

3.2超高压输电线路继电保护系统隐藏故障典型模式分析

3.3考虑继电保护多模式隐藏故障的电网N-k故障预想分析

3.4算例分析

3.5本章小结

4计及多模式隐藏故障模型的继电保护系统风险评估

4.1引言

4.2电网N-k故障风险评估的基本方法

4.3计及继电保护多模式隐藏故障的电网N-k故障风险评估

4.4算例分析

4.5本章小结

5结论与展望

5.1全文总结

5.2工作展望

致谢

参考文献

附录一：攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录二：攻读硕士学位期间参与的科研项目