专利名称：基于失效模式区分和norm分布的继电保护装置时变失效率估算方法
技术领域：
本发明属于电力系统保护技术领域，尤其涉及基于失效模式区分和norm分布的继电保护装置时变失效率估算方法。
背景技术：
继电保护装置是保证供电系统安全运行和可靠供电的重要设备。当电网发生故障时，如果继电保护装置不能正确动作，不仅会使电力系统的故障扩大，甚至可能因不良的连锁反应而造成整个电网崩溃，导致大面积停电，给人们的正常生活、经济发展及社会稳定带来严重影响。因此，确保继电保护装置的可靠性是保障电网安全稳定运行的一个非常重要的内容。对继电保护系统进行可靠性分析研究，能及时发现继电保护装置的隐患，有助于快速消除保护缺陷，提高保护的可用率，避免电网发生事故时因保护装置不正确动作引起事故的扩大。电力系统保护中继电保护装置运行时可靠性指标的定义和计算与电力系统可靠性指标计算、继电保护装置的评价、使用、完善与发展等密切相关。普遍的方法是通过继电保护可靠性评估，得出恒定失效率(故障)、修复率以及可用度等各种可靠性指标，设计出模型，根据模型，得出继电保护设备最优检修周期，以指导电力部门合理安排检修计划。目前继电保护装置可靠性模型中应用较广的是Markov模型，而Markov模型也是以恒定失效率为状态转移率来建模的。随着Markov模型状态量的增加，其状态转移率的确定难度增大，影响了模型的准确度；由于基于恒定失效率的Markov模型要求失效特性服从指数分布，但实际上，只有偶然失效近似服从指数分布，继电保护装置失效还有很大一部分是由于老化原因导致，因此失效率恒定的假设并不能完全刻画继电保护装置的失效特性。相比恒定失效率，时变失效率还可以估算出失效率与时间的函数关系，因而在准确度上比恒定失效率更加具有优势。因此，针对不同的失效特性，如偶然失效和老化失效，可以通过不同的算法来对失效率进行估算，而norm分布一般可以很好的模拟失效特性。但是，现有关于继电保护时变失效率的文章较少，尚未提出一种基于失效模式区分和norm分布的继电保护装置时变失效率估算方法，继电保护装置的时变失效率估算没有一种很好的方法。
发明内容
本发明是针对现有继电保护装置失效率估算方法中，缺少一种能够区分不同失效模式和基于norm分布的算法，提出了一种基于失效模式区分和norm分布的继电保护装置时变失效率估算方法。该方法可以更加准确的模拟继电保护装置失效率随时间变化的特性，为继电保护装置的可靠性评估提供更加准确的数据基础。为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案:基于失效模式区分和norm分布的继电保护装置时变失效率估算方法，包括下列步骤:步骤一:获取失效信息，判断继电保护数据的失效模式是偶然失效或老化失效；步骤二:当失效模式为偶然失效时，米用恒定失效率的估算方法估算失效率入ο ;当失效模式为老化失效时，采用时变失效率的估算方法估算失效率λ Jtk)。步骤三:计算时变失效率等于恒定失效率的临界时间h，其计算公式为
权利要求
1.基于失效模式区分和norm分布的继电保护装置时变失效率估算方法，其特征是，包括下列步骤: 步骤一:获取失效信息，判断继电保护数据的失效模式是偶然失效或老化失效； 步骤二:当失效模式为偶然失效时，采用恒定失效率的估算方法估算失效率Xtl;当失效模式为老化失效时，米用时变失效率的估算方法估算失效率\ I (tk)。
步骤三:计算时变失效率等于恒定失效率的临界时间h，继电保护装置的失效率是以临界时间h为界的分段函数；当观测时间大于临界时间h时，失效率为时变失效率，当观测时间小于临界时间、时，失效率为恒定失效率，其公式如下,
2.根据权利要求1所述基于失效模式区分和norm分布的继电保护装置时变失效率估算方法，其特征是:所述恒定失效率的算法为考虑检修时间和定时截尾数据的极大似然估 计法，其计算公式为4 = 其中Nst为t时刻保护装置总数，Ν5Δ 为At时刻后失效的保护装置数。
3.根据权利要求1所述基于失效模式区分和norm分布的继电保护装置时变失效率估算方法，其特征是:所述时变失效率的估算方法的估算过程包括以下步骤: 步骤一:实现norm分布的参数估计； 步骤二:根据得到的norm分布参数用基于norm分布的计算公式计算时变故障率。
4.根据权利要求3所述基于失效模式区分和norm分布的继电保护装置时变失效率估算方法，其特征是:上述步骤二中，用基于norm分布的计算公式计算时变故障率，其计算公式为= 其中=V，为norm分布的概率密度函 (4)ν2πσ数，R(Jk) = 1-F(ik) = 1-f, /《.rKx-为继电保护装置的可靠度。
5.根据权利要求3所述基于失效模式区分和norm分布的继电保护装置时变失效率估算方法，其特征是:上述步骤一中，通过最小方差无偏估计法来实现norm分布的参数估计；或通过MATLAB中norm分布拟合函数normfit来实现norm分布的参数估计。
全文摘要
本发明公开了基于失效模式区分和norm分布的继电保护装置时变失效率估算方法。采用基于恒定失效率的极大似然估计方法估计偶然失效的失效率λ0；根据获取的基本信息，拟合老化失效数据，求取norm分布中密度函数的参数；根据得到的norm分布密度函数的参数计算老化失效的失效率λ1；计算偶然失效率与老化失效率相等的临界时间t0，则继电保护装置的失效率为以t0为界的分段函数t0时刻之前，继电保护装置的失效率为恒定失效率λ0，t0时刻之后，继电保护装置的失效率为时变失效率λ1。本发明使继电保护装置失效率更符合一般工业产品的“浴盆曲线”，较之恒定失效率更加准确，对继电保护装置的评估与风险评估提供了更好的基础数据。
文档编号G06F19/00GK103198219SQ201310118578
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者曹小拐, 罗宇航, 林睿, 邵震, 张科峰, 任鑫芳, 张蔓 申请人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局