CN108171397A - 一种配电二次设备状态风险评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电二次设备状态风险评估方法，包括如下步骤：步骤1、建立配电自动化二次设备状态的评价模型，根据评价模型计算配电自动化二次设备状态，得到配电自动化二次设备当前的状态评价结果；步骤2、根据配电自动化二次设备当前的状态评价结果计算设备平均故障概率，根据配电自动化二次设备的信息计算设备的可能造成的损失L(t)，其中，t为时间；步骤3、评估设备的风险值R(t)：。本发明能够及时发现配电二次设备运行中存在的隐患，做到提前预警、提前处理，从而使得终端设备从故障、恢复、紧急等状态下调整到正常状态，能够显著提高配网的供电可靠性和安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种配电二次设备状态风险评估方法。
背景技术
由于配电网运行中存在复杂因素多、***状态变化快、不确定性指标多、因素间非线性关系多等难点，使得对配电网运行风险的综合评估和预测难度较大。目前，对配电网运行风险实时评估的研究主要集中在实时负荷预测、电网短路故障、连锁故障发送模型等单个风险源静态的研究和预测方面，主要的研究方法有基于层次分析方法、模糊综合评价方法、灰色关联分析方法等传统的综合风险评估方法，而对整体配电网运行综合指标进行实时、动态的风险评估研究的比较少，导致无法预测配电二次设备存在的隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种配电二次设备状态风险评估方法，解决现有技术中无法预测配电二次设备存在的隐患，实现提前预警和提前处理，提高电力***运行的可靠性和安全性。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种配电二次设备状态风险评估方法，包括如下步骤：
步骤1、建立配电自动化二次设备状态的评价模型，根据评价模型计算配电自动化二次设备状态，得到配电自动化二次设备当前的状态评价结果；
步骤2、根据配电自动化二次设备当前的状态评价结果计算设备平均故障概率根据配电自动化二次设备的信息计算设备的可能造成的损失L(t)，其中，t为时间；
步骤3、评估设备的风险值R(t)：
优选，步骤1中，配电自动化二次设备状态的评价模型包括综合在线评分α和离线评分β，且状态评价结果λ为：
λ＝δ·α+(1-δ)·β
式中，δ为综合在线评分的权重。
优选，δ＝0.6。
优选，步骤2中，依据设备运行状态与故障发生概率的对应关系，将各个离散评分点拟合成设备状态和平均故障概率的关联曲线，采用负指数曲线进行拟合设备平均故障概率其数学表达式为：
式中，K为比例系数，C为曲率系数，S(t)为根据设备状态评价结果取其对应的简化计算量化值。
优选，对配电自动化二次设备状态进行等级划分，将设备状态评价结果降序分为良好、正常、注意、异常、严重异常五种状态等级。
优选，K和C为常量，采用下式进行反演计算：
式中，Q(t)为评价周期内的故障台数，N为根据状态评价方法确定的状态等级，Mi为评价周期内各状态等级所对应的设备台数。
优选，根据评估的设备风险值，对风险级别进行划分。
本发明的有益效果是：
本发明能够及时发现配电二次设备运行中存在的隐患，做到提前预警、提前处理，从而使得终端设备从故障、恢复、紧急等状态下调整到正常状态，能够显著提高配网的供电可靠性和安全性。
附图说明
图1是本发明一种配电二次设备状态风险评估方法的示意图；
图2是配电自动化FA测试***图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
一种配电二次设备状态风险评估方法，包括如下步骤：
步骤1、建立配电自动化二次设备状态的评价模型，根据评价模型计算配电自动化二次设备状态，得到配电自动化二次设备当前的状态评价结果。
对配电自动化二次设备状态的评价标准进行计算和归类总结，得到评价模型，包括综合在线评分α和离线评分β，且状态评价结果λ为：
λ＝δ·α+(1-δ)·β
式中，δ为综合在线评分的权重，可设置δ＝0.6，即根据综合在线评分和离线评分结果，将两者以在线评分权重占比60％、离线评分权重占比40％的方式得到综合评估结果，以准确反映的设备健康状态。优选，对配电自动化二次设备状态进行等级划分，将设备状态评价结果降序分为良好、正常、注意、异常、严重异常五种状态等级。综合评分标准如下表1所示：
表1状态评价结果等级划分表
| 设备状态 | 综合评分 |
| 良好 | 95-100 |
| 正常 | 85-94 |
| 注意 | 75-84 |
| 异常 | 60-74 |
| 严重异常 | 0-59 |
如图1所示，步骤2、根据配电自动化二次设备当前的状态评价结果计算设备平均故障概率根据配电自动化二次设备的信息计算设备的可能造成的损失L(t)，其中，t为时间。
优选，步骤2中，依据设备运行状态与故障发生概率的对应关系，将各个离散对应点(即各个离散评分点)拟合成设备状态和平均故障概率的关联曲线，采用负指数曲线进行拟合设备平均故障概率其数学表达式为：
式中，K为比例系数，C为曲率系数，S(t)为根据设备状态评价结果取其对应的简化计算量化值。
其中，K和C均为与设备种类、运行环境等诸多因素有关的常量，可采用下式进行反演计算：
式中，Q(t)为评价周期内的故障台数，N为根据状态评价方法确定的状态等级，Mi为评价周期内各状态等级所对应的设备台数。
步骤3、评估设备的风险值R(t)：风险值由设备平均故障概率和可能造成的损失来确定，设备风险损失以量化的风险值为指标，不仅要考虑设备发生故障的概率，还要考虑设备故障导致的可能损失的资产，故本发明得出设备在时刻t的风险值R(t)数学表达式为：
根据评估的设备风险值，对风险级别进行划分：设备的风险评估完成后，对当前配电自动化二次设备运行情况给出风险定级，根据可能造成的危害程度分别用不同颜色标识以达到更直观的目的。风险的影响及危害程度按大小进行区分，根据配电设备的实际影响范围分为三个等级，I级、II级和III级。设备风险级别划分如表2所示。
表2风险等级分类和量化风险值的对应关系
| 风险等级标志 | 红色 | 黄色 | 绿色 |
| 风险级别分类 | I级 | II级 | III级 |
| 风险值R | R≥1 | 0.5≤R<1 | 0.1≤R<0.5 |
I级风险表明设备运行处于危险状态，风险等级高，用红色表示；II级风险表明设备运行处于警戒状态，风险等级较高，用黄色表示；III级风险表明设备运行于安全范围，风险等级较低，用绿色表示。
下面以典型FA(馈线自动化)故障处理手拉手环网配电自动化测试***为例，如图2，对检修模型进行验证。若分段开关A5处的FTU(馈线终端装置)在下一次计划检修之前发生故障，未能发送故障信号，导致负荷B5～B6失电损失；若联络开关A6处的FTU在下一次计划检修之前发送故障，则不能收取负荷转供信号，故障点下游区域均无法恢复供电，导致负荷B5～B6及B7～B9失电损失，可见联络开关处的终端发生故障时造成的损失更大。
选取江苏一地区实际配电自动化***中建设馈线自动化的线路为例，并统计对应的运行负荷情况，如表3所示。
表3负荷数据
| 负荷点 | 用户类型 | 平均负荷(MW) | 最大负荷(MW) | 负荷等级 |
| 1～2 | 居民用户 | 1.67 | 2.14 | 3 |
| 3 | 居民用户 | 0.93 | 1.45 | 3 |
| 5～6 | 工业用户 | 0.81 | 1.22 | 3 |
| 7～9 | 工业用户 | 1.15 | 1.86 | 2 |
| 10～12 | 政府机关 | 0.78 | 1.19 | 3 |
| 13～15 | 商业用户 | 0.85 | 1.35 | 3 |
经查询配电自动化相关标准和检修技术导则，结合该地区历史检修记录，得到检修工程各项费用，进行检修成本计算。配电终端以FTU为例，分别对联络开关A6和分段开关A5处的FTU故障损失成本和检修成本进行计算，故障损失计算过程如步骤2所述，如下表4-5所示：
表4设备的故障损失计算结果
表5检修成本计算结果
| 设备号 | 检修时间/天 | 直接检修成本/万元 | 间接检修成本/万元 |
| A5 | 1～30 | 0.5 | 0.3 |
| A6 | 1～30 | 0.5 | 0.3 |
假设开关A5、A6在正常状态下的综合状态量化评分均为80分，则对应的平均故障率为2.5％，计划检修在每个月15日，通过连续计算每月1～30日的日检修成本和日故障风险成本，可以得出实际的成本曲线关系，两曲线的交点对应时间即为最佳状态检修日期。经计算得A5、A6开关的最佳状态检修日期分别为23、9，即为优化的检修时间，在优化的检修间接之后，故障风险成本将超过检修成本，因此，在最优时间进行检修，能够使检修成本控制在较低水平的同时避免故障风险的进一步加剧。实现了经济型和可靠性的结合，最终得到的优化检修决策。
本发明公开了一种配电二次设备状态风险评估方法，考虑配电二次设备故障发生的模糊性和随机性的综合风险动态，通过可信性理论引入量化风险值的方法对配电二次设备进行风险评估，提出了同时考虑元件故障随机性和模糊性的风险评估方法，给出配电自动化***运行综合风险评估指标。本发明方法能够及时发现配电二次设备运行中存在的隐患，做到提前预警、提前处理，从而使得终端设备从故障、恢复、紧急等状态下调整到正常状态，能够显著提高配网的供电可靠性和安全性。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种配电二次设备状态风险评估方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、建立配电自动化二次设备状态的评价模型，根据评价模型计算配电自动化二次设备状态，得到配电自动化二次设备当前的状态评价结果；
步骤2、根据配电自动化二次设备当前的状态评价结果计算设备平均故障概率根据配电自动化二次设备的信息计算设备的可能造成的损失L(t)，其中，t为时间；
步骤3、评估设备的风险值R(t)：
2.根据权利要求1所述的一种配电二次设备状态风险评估方法，其特征在于，步骤1中，配电自动化二次设备状态的评价模型包括综合在线评分α和离线评分β，且状态评价结果λ为：
λ＝δ·α+(1-δ)·β
式中，δ为综合在线评分的权重。
3.根据权利要求1所述的一种配电二次设备状态风险评估方法，其特征在于，δ＝0.6。
4.根据权利要求2所述的一种配电二次设备状态风险评估方法，其特征在于，步骤2中，依据设备运行状态与故障发生概率的对应关系，将各个离散评分点拟合成设备状态和平均故障概率的关联曲线，采用负指数曲线进行拟合设备平均故障概率其数学表达式为：
式中，K为比例系数，C为曲率系数，S(t)为根据设备状态评价结果取其对应的简化计算量化值。
5.根据权利要求4所述的一种配电二次设备状态风险评估方法，其特征在于，对配电自动化二次设备状态进行等级划分，将设备状态评价结果降序分为良好、正常、注意、异常、严重异常五种状态等级。
6.根据权利要求5所述的一种配电二次设备状态风险评估方法，其特征在于，K和C为常量，采用下式进行反演计算：
式中，Q(t)为评价周期内的故障台数，N为根据状态评价方法确定的状态等级，Mi为评价周期内各状态等级所对应的设备台数。
7.根据权利要求6所述的一种配电二次设备状态风险评估方法，其特征在于，根据评估的设备风险值，对风险级别进行划分。
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