技术特征：
1.一种考虑隐性故障的电网稳控系统状态评估方法，其特征在于，包括如下步骤：s101、采集稳控系统硬件环节包括测量环节、通信环节和定值环节在一个统计周期内硬件故障的次数和自检系数，采集软件环节的无故障运行时间，采集人工环节中执行人员完成某项任务所用的中值时间；并采集稳控系统测量环节、通信环节、定值环节、软件环节、人工环节的故障修复率；s102、根据步骤s101所采集的各个环节的信息，计算得到稳控系统测量、通信、定值、软件、人工环节的故障率；并对应计算得到各个环节对应的误动率和拒动率；s103、根据稳控系统在各个环节的误动率和拒动率，以及对应环节的故障修复率，建立出稳控系统不同状态间转移之间的隐性故障概率模型；s104、根据隐性故障概率模型，求解稳控系统处于不同状态的概率；s105、由稳控系统处于不同状态的概率，计算稳控系统的状态评估指标。2.根据权利要求1所述的一种考虑隐性故障的电网稳控系统状态评估方法，其特征在于，步骤s102中，通信环节的故障率按以下方法确定：通信环节的故障率包括集线器、交换机、路由器、ied网络接口设备和服务器计算所得的故障率，通信环节的故障率为：λ
t
＝λ
h
+λ
swi
+λ
r
+λ
i
+λ
ser
式中，λ
h
为集线器故障率、λ
swi
为交换机故障率、λ
r
为路由器故障率、λ
i
为ied网络接口设备、λ
ser
为服务器故障率；通信环节的误动率为：通信环节的拒动率为：各通信部件故障率的计算方法如下：式中，λ
tx
表示通信部件tx的故障率，t
atx
为通信部件tx进行统计的时间周期，c
tx
为统计期间通信部件tx发生故障的次数；n
tx
表示所统计同电压等级的通信部件的数量；tx表示通信部件，包括集线器h、交换机swt、路由器r、ied网络接口设备t和服务器ser。3.根据权利要求1所述的一种考虑隐性故障的电网稳控系统状态评估方法，其特征在于，步骤s102中，测量环节的故障率按以下方法确定：测量环节的故障率包括cpu、ddr存储器、flash、合并单元故障率，测量环节的故障率为：λ
c
＝λ
cpu
+λ
ddr
+λ
flash
+λ
hb
式中，λ
cpu
为cpu故障率、λ
ddr
为ddr存储器故障率、λ
flash
为flash故障率、λ
hb
为合并单元故障率；测量环节的误动率表示为：
测量环节的拒动率表示为：各测量部件故障率的计算方法如下：式中，λ
cx
表示测量部件cx的故障率，t
acx
为测量部件cx进行统计的时间周期，c
cx
为统计期间测量部件cx发生故障的次数；n
cx
表示所统计同电压等级的测量部件的数量；cx表示测量部件，包括cpucpu、ddr存储器ddr、flashflash、合并单元hb。4.根据权利要求1所述的一种考虑隐性故障的电网稳控系统状态评估方法，其特征在于，步骤s102中，定值环节的故障率按以下方法确定：定值环节的故障率包括开关控制器逻辑节点，隔离开关逻辑节点和断路器逻辑节点处的故障率，以及由于动作定值设置不当导致稳控系统失效的故障率；定值环节的误动率为：定值环节的拒动率为：式中，λ
cs
为开关控制器的故障率、λ
xs
为隔离开关的故障率、λ
xc
为断路器逻辑节点的故障率、λ
w1i,j
为动作定值设置不当造成稳控系统误动的故障率，λ
j1i,j
为由于动作定值设置不当造成稳控系统拒动的故障率；各定值部件故障率的计算方法如下：式中，λ
dx
表示定值部件dx的故障率，t
adx
为定值部件dx进行统计的时间周期，c
dx
为统计期间定值部件dx发生故障的次数；n
dx
表示所统计同电压等级的定值部件的数量；dx表示定值部件，包括开关控制器cs、隔离开关xs和断路器xc；由于动作定值设置不当造成稳控系统误动的故障率为：由于动作定值设置不当造成稳控系统拒动的故障率为：式中，c
j11
和c
w11
为统计期间由于定值设置不当发生一类拒动和误动的次数；c
j12
为统计期间在检测中被发现的会导致一类拒动的次数；c
j13
为可能出现漏检情况的次数。
5.根据权利要求1所述的一种考虑隐性故障的电网稳控系统状态评估方法，其特征在于，步骤s102中，软件环节的故障率按以下方法确定：软件环节的故障率为：软件环节的误动率为：软件环节的拒动率为：式中，τ为累积执行时间，即程序从开始运行到本次评估可靠性所经历的时间；τ
′
为程序运行时间，即从本次评估软件可靠性开始程序可无故障运行的时间；λ0为初始故障率，与最初的无故障运行时间t0及软件的缺陷总数m0有关。6.根据权利要求1所述的一种考虑隐性故障的电网稳控系统状态评估方法，其特征在于，步骤s102中，人工环节的故障率按以下方法确定：人工环节的误动率为：人工环节的拒动率为：式中：t为操作人员所下达操作任务的响应时间；t
0.5
为执行人员完成某项任务所用的中值时间；η、β分别为认知行为模型的尺度、形状因数。7.根据权利要求1所述的一种考虑隐性故障的电网稳控系统状态评估方法，其特征在于，步骤s103中，稳控系统不同状态间转移的隐性故障概率模型为：对于硬件环节中的通信环节、测量环节、定值环节，因具有自检功能，其故障可使得稳控系统转化为误动或拒动状态，转化为误动状态的概率依次为(1-c
t
)λ
tw
，(1-c
c
)λ
cw
和(1-c
d
)λ
dw
，转化为拒动状态的概率依次为(1-c
t
)λ
tj
，(1-c
c
)λ
cj
和(1-c
d
)λ
dj
；当故障被修复后，稳控系统恢复到正常工作状态，恢复到正常工作状态的概率为依次为μ
tw
、μ
tj
、μ
cw
、μ
cj
、μ
dw
和μ
dj
；对于人工环节与软件环节，因无自检功能，环节故障将直接导致稳控系统失效；稳控系统由正常工作状态转化为误动状态的概率依次为λ
sw
和λ
rw
，转化为拒动状态的概率依次为λ
sj
和λ
rj
；当故障被修复后，稳控系统恢复到正常工作状态，恢复到正常工作状态的概率依次为μ
sw
、μ
sj
、μ
rw
和μ
rj
；其中，λ
tw
为通信环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
tj
为通信环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
cw
为测量环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
cj
为测量
环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
dw
为定值环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
dj
为定值环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
sw
为软件环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
sj
为软件环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
rw
为人工环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
rj
为人工环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；μ
tw
为通信环节误动失效的修复率；μ
tj
为通信环节拒动失效的修复率；μ
cw
为测量环节误动失效的修复率；μ
cj
为测量环节拒动失效的修复率；μ
dw
为定值环节误动失效的修复率；μ
dj
为定值环节拒动失效的修复率；μ
sw
为软件环节误动失效的修复率；μ
sj
为软件环节拒动失效的修复率；μ
rw
为人工环节误动失效的修复率；μ
rj
为人工环节拒动失效的修复率；c
t
为通信环节的自检系数；c
c
为测量环节的自检系数；c
d
为定值环节的自检系数。8.根据权利要求1所述的一种考虑隐性故障的电网稳控系统状态评估方法，其特征在于，步骤s103中，稳控系统不同状态间转移的隐性故障概率模型量化为：稳控系统的平稳状态转移概率矩阵p为：p(n)＝[p0,p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8,p9,p
10
]稳控系统的状态转移矩阵为：式中：s1＝λ
tw
(1-c
t
)+λ
tj
(1-c
t
)+λ
cw
(1-c
c
)+λ
cj
(1-c
c
)+λ
dw
(1-c
d
)+λ
dj
(1-c
d
)+λ
sw
+λ
sj
+λ
rw
+λ
rj
其中，p(n)表示系统处于状态n的平稳状态转移概率矩阵，p0表示系统处于正常状态的平稳状态概率；p1表示系统处于由通信环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率；p2表示系统处于由通信环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率；p3表示系统处于由测量环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率；p4表示系统处于由测量环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率；p5表示系统处于由定值环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率；p6表示系统处于由定值环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率；p7表示系统处于由软件环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率；p8表示系统处于由软件环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率；p9表示系统处于由人工环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率；p
10
表示系统处于由人工环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率；λ
tw
为通信环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
tj
为通信环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
cw
为测量环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
cj
为测量环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
dw
为定值环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
dj
为定值环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
sw
为软件环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
sj
为软件环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
rw
为人工环节发生故障导致稳控系统误
动的误动率；λ
rj
为人工环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；μ
tw
为通信环节误动失效的修复率；μ
tj
为通信环节拒动失效的修复率；μ
cw
为测量环节误动失效的修复率；μ
cj
为测量环节拒动失效的修复率；μ
dw
为定值环节误动失效的修复率；μ
dj
为定值环节拒动失效的修复率；μ
sw
为软件环节误动失效的修复率；μ
sj
为软件环节拒动失效的修复率；μ
rw
为人工环节误动失效的修复率；μ
rj
为人工环节拒动失效的修复率；c
t
为通信环节的自检系数；c
c
为测量环节的自检系数；c
d
为定值环节的自检系数。9.根据权利要求1所述的一种考虑隐性故障的电网稳控系统状态评估方法，其特征在于，步骤s104中，稳控系统处于不同状态的概率按以下方法确定：系统处于正常状态的平稳状态概率为：p0＝μ
tw
μ
tj
μ
cw
μ
cj
μ
dw
μ
dj
μ
sw
μ
sj
μ
rw
μ
rj
/[μ
tw
μ
tj
μ
cw
μ
cj
μ
dw
μ
dj
μ
sw
μ
sj
μ
rw
μ
rj
+λ
tw
(1-c
t
)μ
tj
μ
cw
μ
cj
μ
dw
μ
dj
μ
sw
μ
sj
μ
rw
μ
rj
+μ
tw
λ
tj
(1-c
t
)μ
cw
μ
cj
μ
sw
μ
sj
μ
dw
μ
dj
μ
rw
μ
rj
+μ
tw
μ
tj
λ
cw
(1-c
c
)μ
cj
μ
dw
μ
dj
μ
sw
μ
sj
μ
rw
μ
rj
+μ
tw
μ
tj
μ
cw
λ
cj
(1-c
c
)μ
dw
μ
dj
μ
sw
μ
sj
μ
rw
μ
rj
+μ
tw
μ
tj
μ
cw
μ
cj
λ
dw
(1-c
d
)μ
dj
μ
sw
μ
sj
μ
rw
μ
rj
+μ
tw
μ
tj
μ
cw
μ
cj
μ
dw
λ
dj
(1-c
d
)μ
sw
μ
sj
μ
rw
μ
rj
+μ
tw
μ
tj
μ
cw
μ
cj
μ
dw
μ
dj
λ
sw
μ
sj
μ
rw
μ
rj
+μ
tw
μ
tj
μ
cw
μ
cj
μ
dw
μ
dj
μ
sw
λ
sj
μ
rw
μ
rj
+μ
tw
μ
tj
μ
cw
μ
cj
μ
dw
μ
dj
μ
sw
μ
sj
λ
rw
μ
rj
+μ
tw
μ
tj
μ
cw
μ
cj
μ
dw
μ
dj
μ
sw
μ
sj
μ
rw
λ
rj
]系统处于由通信环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率为系统处于由通信环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率为系统处于由测量环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率为系统处于由测量环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率为系统处于由定值环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率为系统处于由定值环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率为系统处于由软件环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率为系统处于由软件环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率为
系统处于由人工环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率为系统处于由人工环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率为其中，λ
tw
为通信环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
tj
为通信环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
cw
为测量环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
cj
为测量环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
dw
为定值环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
dj
为定值环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
sw
为软件环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
sj
为软件环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；λ
rw
为人工环节发生故障导致稳控系统误动的误动率；λ
rj
为人工环节发生故障导致稳控系统拒动的拒动率；μ
tw
为通信环节误动失效的修复率；μ
tj
为通信环节拒动失效的修复率；μ
cw
为测量环节误动失效的修复率；μ
cj
为测量环节拒动失效的修复率；μ
dw
为定值环节误动失效的修复率；μ
dj
为定值环节拒动失效的修复率；μ
sw
为软件环节误动失效的修复率；μ
sj
为软件环节拒动失效的修复率；μ
rw
为人工环节误动失效的修复率；μ
rj
为人工环节拒动失效的修复率；c
t
为通信环节的自检系数；c
c
为测量环节的自检系数；c
d
为定值环节的自检系数。10.根据权利要求1所述的一种考虑隐性故障的电网稳控系统状态评估方法，其特征在于，步骤s105中，对稳控系统的状态评估，以稳控系统处于不同状态的概率值为依据，状态评估指标的计算方法为：稳控系统可用度为系统处于正常状态的平稳状态概率：a＝p0系统的综合误动率应为系统从正常状态转移到误动状态的概率之和：p
w
＝p1+p3+p5+p7+p9系统的综合拒动率应为系统从正常状态转移到拒动状态的概率之和：p
j
＝p2+p4+p6+p8+p
10
其中，p0表示系统处于正常状态的平稳状态概率；p1表示系统处于由通信环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率；p2表示系统处于由通信环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率；p3表示系统处于由测量环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率；p4表示系统处于由测量环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率；p5表示系统处于由定值环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率；p6表示系统处于由定值环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率；p7表示系统处于由软件环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率；p8表示系统处于由软件环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率；p9表示系统处于由人工环节故障造成系统误动状态的平稳状态概率；p
10
表示系统处于由人工环节故障造成系统拒动状态的平稳状态概率。
技术总结
本发明公开了一种考虑隐性故障的电网稳控系统状态评估方法。所述方法首先对电网稳控系统的隐性故障按功能模块划分，并对各个模块可能存在的隐性故障细化至装置状态量。通过采集得到各个装置的故障率参数，在此基础上建立稳控系统的状态空间图，当稳控系统中有元件故障或故障被修复时，整个系统便在正常运行状态与故障状态之间转化。对建立好的状态空间图进行数学分析，可以求出稳控系统处于隐性故障的概率，最终构建出完备的稳控系统隐性故障模型。本发明能对稳控系统隐性故障状态进行量化分析，并对系统各个环节可能出现隐性故障的概率进行了求解，从而获得电网稳控系统状态评估结果。结果。结果。
技术研发人员：欧阳金鑫 张澳归 熊俊 余建峰 蒋航
受保护的技术使用者：国家电网公司西南分部
技术研发日：2022.03.31
技术公布日：2022/6/28