控制保护装置可靠性评估方法、系统、介质及电子设备与流程

本发明属于可靠性评估，具体涉及一种控制保护装置可靠性评估方法、系统、介质及电子设备。

背景技术：

1、随着智能电网的发展，越来越多的智能化的电气装备投入使用，其电气装备的使用寿命越来越得到学者的关注。随着电气装备的服役时间的增加，服役时间较长的换流站、变电站内各成套的控制保护装置面临技改、大修问题。在即经济又可靠的保证电力系统稳定运行的前提下，如何科学、合理安排技改、大修计划，对装置进行维护，需要一种可以针对成套的控制保护装置可靠性的评估方法来提供理论和数据支撑。

2、电气装备中，成套的控制保护装置由不同种类功能的板卡插针类产品组成，而板卡插件类产品上由包含多种电子元器件产品，目前对电子元器件、具有一定功能的板卡插针类产品的服役寿命是一个研究热点。

3、目前对多元器件板卡插件类进行寿命评估主要是通过理论计算进行。理论计算需要考虑组成板卡插件上的各种元器件的理论寿命以及元器件之间的串并联关系。

4、首先是元器件的理论寿命，单一元器件的寿命试验方法和评估方法主要由两种方式：一种是厂家结合行业标准、国家标准或国际标准，通过产品出厂测试，给出标准测试条件下的寿命典型值；另一种是使用该元器件的用户或学者，结合阿伦尼乌斯模型理论，通过搭建试验平台和开展加速老化寿命试验，以获取元器件老化特征参数规律的方式进行寿命评估。可见单一元器件的理论寿命是在特定试验条件下、特定失效判据下得到的，这种试验时的工作方式、失效判据与其实际工作时的工作方式、失效判据存在较大差异，两种寿命间的等价关系不易获取。其次板卡插件类产品上各元器件间的连接多是比较复杂的耦合关系，不易解耦为简单的串并联关系。故而这种理论计算的方式缺乏较为科学的、准确的理论依据。

5、同理，对于成套的控制保护装置，构成装置的板卡插件品类较多，现有技术中对控制保护装置的可靠性评估方法是基于单一品类板卡开展寿命研究和可靠性研究，利用该板卡的寿命和可靠性研究结果评估整套控制保护装置的可靠性；但是利用单一板卡的寿命和可靠性研究结果来评估整套控制保护装置的可靠性，评估结果的准确性较差，置信度较低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种控制保护装置可靠性评估方法、系统、介质及电子设备，用以解决现有技术中控制保护装置可靠性评估方法的评估结果准确性差，置信度低的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种控制保护装置可靠性评估方法，包括以下步骤：

3、针对选取的用于构成控制保护装置的若干个品类的板卡以及用于构成所述板卡的若干个品类的元器件，分别在加速应力下和常规工作应力下开展老化实验，其中在加速应力下的老化实验在该部件满足相应的板卡级失效判据或元器件级失效判据时停止，在常规工作应力下的老化实验在该部件满足相应的板卡级失效判据或元器件级失效判据之前停止；所述的板卡级失效判据用于判断板卡的各项功能是否工作正常；所述的元器件级失效判据用于判断各元器件的老化特征参数的变化范围是否导致板卡级失效判据的发生；所述的部件为所述板卡或者所述元器件；

4、基于加速应力下以及常规工作应力下的实验结果，得到上述两种应力下达到同一老化特征参数所需的老化时间之间的关系，进而获取选取的所有部件在常规工作应力下的全生命周期健康状态变化规律，从中选取寿命最短的部件的健康状态变化规律曲线作为控制保护装置的全生命周期健康状态变化规律曲线，对其可靠性进行评估；所述的全生命周期是指从老化开始到满足失效判据之间的时间段；所述的健康状态变化规律用于体现老化时间与老化特征参数之间的关系。

5、其有益效果为：本发明的方法不再针对构成控制保护装置的单一品类板卡开展可靠性研究，而是针对选取的用于构成控制保护装置的多个关键品类的板卡以及用于构成所述板卡的多个关键品类的元器件开展老化实验，找到选取的每个品类的板卡和选取的每个品类的元器件在常规工作应力下的全生命周期健康状态变化规律曲线，根据木桶理论选择寿命最短的部件的健康状态变化规律曲线作为控制保护装置的全生命周期健康状态变化规律曲线，对其可靠性进行评估；从而使得评估结果的准确性更好，置信度更高。

6、优选地，加速应力下以及常规工作应力下达到同一老化特征参数所需的老化时间之间的关系由加速因子ak表示；获取加速因子ak的具体方法是：

7、基于常规工作应力下的实验结果，选取老化时间l2t并确定其对应的老化特征参数值y2t；

8、基于加速应力下的实验结果，确定老化特征参数值为y2t时对应的老化时间l1t；

9、l2t与l1t的商即为加速因子ak的值。

10、优选地，加速应力下的实验结果为选取的部件在加速应力下的全生命周期健康状态变化规律曲线；常规工作应力下的实验结果为选取的部件在常规工作应力下的阶段生命周期健康状态变化规律曲线；所述的阶段生命周期是指从老化开始时刻到满足失效判据之前的某一时刻的时间段；获取某一部件在常规工作应力下的全生命周期健康状态变化规律曲线的方法是：

11、依据所述的阶段生命周期健康状态变化规律曲线，确定该部件在常规工作应力下老化实验结束时刻对应的老化特征参数值a，在所述的加速应力下的全生命周期健康状态变化规律曲线上选取满足失效判据时对应的坐标点以及老化特征参数值小于a的多个坐标点，依据所选取的坐标点结合所述的两种应力下达到同一老化特征参数所需的老化时间之间的关系，获取常规工作应力下该部件的全生命周期健康状态变化规律曲线上与这些坐标点纵坐标值相同的坐标点，进而拟合出常规工作应力下老化实验结束时刻到满足失效判据的时刻之间时间段的曲线，并与该部件在常规工作应力下的阶段生命周期健康状态变化规律曲线结合即得该部件在常规工作应力下的全生命周期健康状态变化规律曲线。

12、其有益效果为：通过将实验结果以健康状态变化规律曲线表示，使得老化时间和老化特征参数之间的关系更加直观；基于部件的全生命周期健康状态变化规律曲线上的多个坐标点结合两种应力下达到同一老化特征参数所需的老化时间之间的关系，可以高效准确地获取部件在常规工作应力下的全生命周期健康状态变化规律曲线。

13、优选地，获取某一部件在加速应力下的全生命周期健康状态变化规律曲线的方法为：

14、根据该部件在加速应力下的老化试验确定出不同时刻对应的老化特征参数，从而确定出该部件在加速应力下的全生命周期健康状态变化规律曲线上的多个点，然后通过曲线拟合方法得到在加速应力下的全生命周期健康状态变化规律曲线。

15、优选地，所述的曲线拟合方法为多项式拟合法。

16、其有益效果为：多项式拟合的方法，可以更好地理解数据的变化和趋势，更好的预测未来的发展趋势，还可以检测出数据中的异常点。采用多项式拟合的方法可以快速、简单地拟合出的健康状态变化规律曲线，且拟合出的曲线精度更高。

17、优选地，所述的板卡级失效判据包括用于判断供电是否正常、模拟量采集是否正常、数字量采集是否正常、数据通讯是否正常、开关量输入输出是否正常以及录波数据存储是否正常的判据中的至少一种判据。

18、优选地，所述的元器件级失效判据包括用于判断元器件的各项参数是否在板卡各独立工作电路的参数设计范围内、元器件的各项参数是否在国标范围内、元器件的各项参数是否在行业标准范围内以及元器件的各项参数是否在企业标准范围内的判据中的至少一种判据。

19、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种控制保护装置可靠性评估系统，包括：

20、老化实验模块，用于针对选取的用于构成控制保护装置的多个品类的板卡以及用于构成所述板卡的多个品类的元器件，根据预设的板卡级失效判据和元器件级失效判据，分别在加速应力下和常规工作应力下开展老化实验，其中在加速应力下的老化实验在该部件满足失效判据时停止，在常规工作应力下的老化实验在该部件满足失效判据之前停止；所述的板卡级失效判据用于判断板卡的各项功能是否工作正常；所述的元器件级失效判据用于判断各元器件的老化特征参数的变化范围是否导致板卡级失效判据的发生；所述的部件为所述板卡或者所述元器件；

21、可靠性评估模块，用于基于加速应力下以及常规工作应力下的实验结果，获取上述两种应力下达到同一老化特征参数所需的老化时间之间的关系，进而获取选取的所有部件在常规工作应力下的全生命周期健康状态变化规律，从中选取寿命最短的部件的健康状态变化规律曲线作为控制保护装置的全生命周期健康状态变化规律曲线，对其可靠性进行评估；所述的全生命周期是指从老化开始到满足失效判据之间的时间段；所述的健康状态变化规律用于体现老化时间与老化特征参数之间的关系。

22、其有益效果为：采用本发明的装置可针对选取的构成控制保护装置的多个关键品类的板卡以及用于构成所述多个品类板卡的多个关键品类的元器件，分别在加速应力下和常规工作应力下开展老化实验找到选取的每个品类的板卡和选取的每个品类的元器件在常规工作应力下的全生命周期健康状态变化规律曲线，根据木桶理论选择寿命最短的部件的健康状态变化规律曲线作为控制保护装置的全生命周期健康状态变化规律曲线，对其可靠性进行评估；从而使得评估结果的准确性更好，置信度更高。

23、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现本发明的控制保护装置可靠性评估方法。

24、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明的控制保护装置可靠性评估方法。