基于状态空间方法的低压成套开关设备可靠性分析

考虑到系统部件的更换和维修，把低压成套开关设备作为可修复系统，运用基于马尔可夫过程的状态空间方法，对其可靠性进行分析。建立了关于串联系统的状态空间模型，对碱液循环电力回路进行分析，得出碱液循环电力回路的可用度，表明状态空间法在可修复系统可靠性分析中的优势。     

电网安全稳定控制系统可靠性评估

对电网安全稳定控制系统(简称稳控系统)的可靠性进行评估是开展其可靠性设计的必要前提,对于保障电网安全稳定运行具有重要意义。首先,综述了电网二次系统可靠性评估指标和可靠性评估方法的研究现状,将可靠性评估指标从时间和概率两个方面进行了归类,总结了四种可以研究稳控系统可靠性的分析方法。然后,分别采用马尔可夫状态空间法和蒙特卡罗方法对稳控系统典型工程应用案例进行可靠性计算评估,比较了两种方法在小型稳控系统可靠性分析中的适用性,推导出装置失效率和修复率与系统可用度的数学表达式。最后,通过对比分析前述两种可靠性分析方法的优缺点,提出综合应用各种可靠性分析方法进一步深化研究大型复杂结构稳控系统可靠性的建议。     

多元件备用系统可靠性计算研究

提出了一种多元件备用系统可靠性分析的方法。多元件备用系统分为不可修复系统和可修复系统。其可靠性分析时，前者采用泊松分布模型，后者一般采用马尔可夫随机模型。随着备用元件的增多，两者的计算复杂度都将增大。该文在相同元件设备用不可修复系统可靠性计算的基础上推导了不同元件多备用不同可修复系统的可靠度计算公式，并描述元件备用可修复系统的马尔可夫随机模型。结果不可修复系统对可修复系统的时间值（T）仿真。利用推导的公式可计算不同元件多备用可修复系统可靠度，从而降低了多元件备用系统可靠性计算的复杂性。最后，通过例子的计算和实际工程的应用，表明文中方法的合理性。     

基于马尔可夫状态空间图法的换流变系统可靠性评估

换流变压器可靠性对整个高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电系统可靠性的影响非常大,因而有必要加强对换流变系统的可靠性评估.提出了单12脉波接线的换流变系统状态间转移率(故障率、修复率和安装率)的确定方法,采用等值元件组模型建立了不计和计及备用换流变时的换流变子系统的马尔可夫状...     

基于时变通用生成函数的孤岛运行模式下微电网可靠性评估

并网型微电网进入孤岛运行模式后,其未来短期运行的供电可靠性具有时变性。为此,提出基于时变通用生成函数(TVUGF)的可靠性评估方法。采用马尔可夫—TVUGF模型求取预测风速状态概率及微电网系统时变状态概率,得到分布式电源出力TVUGF模型;考虑微电网计划解列和孤岛切负荷策略,对每个系统状态进行分类故障影响分析,建立微电网可靠性TVUGF模型,进而得出微电网负荷点和系统可靠性指标。考虑到TVUGF运算中需计算的状态数较多,提出TVUGF运算的合并同类项和状态重新划分法,以减少计算量,提高计算速度。采用所述方法对典型低压微电网系统进行可靠性评估,评估结果及分析验证了该方法的正确性和有效性。     

考虑不同运行状态的多端口直流断路器可靠性模型

针对现有研究未考虑不同运行状态对多端口直流断路器(multi-terminal DC circuit breaker,MTCB)可靠性影响的问题,提出一种改进的多端口直流断路器可靠性模型。首先分析MTCB结构、运行状态及工作原理。之后以示范工程成功应用的三端口混合式直流断路器为例,基于拓扑分析–可靠性框图法对各组件可靠性建模,通过故障后果分析法分析各组件故障影响情况及直流线路不同运行情况下MTCB运行状态,并通过故障树分析法建立不同运行状态及转移过程可靠性模型。在此基础上基于马尔可夫过程建立MTCB多状态可靠性模型,通过状态归总建立仅考虑积累工作状态和积累停运状态的2状态模型。最后算例基于唐家湾示范工程计算MTCB多状态可靠性指标,进行各端口直流线路可靠性对MTCB可靠性的影响分析,并与传统模型计算结果对比,验证所提模型的合理性和有效性。     

基于综合能源的区域用能可靠性评估研究

综合能源系统的区域用能可靠性评估是保障其安全可靠运行的重要基础.文章提出了一种基于马尔可夫模型多组件的综合能源可靠性评估方法.针对综合能源系统出现大量组件问题,建立基于马尔可夫模型综合能源供能子系统随机状态模型,对RBTS-Bus2系统模型进行可靠性评估,计算其可靠性指标.根据该评估方法,可以确定光伏、风力、储能、冷热电联供和市电、用户的负载等在综合能源系统中需求比重.案例分析结果表明,综合能源供应体系能有效提升系统的可靠性,但也存在边界效应问题,有待进一步研究解决.     

计及不同保护配置方案的继电保护系统可靠性

微机保护装置的硬件可靠性已得到了很大提高,不同保护原理及配置方式已成为影响可靠性的主要因素。目前尚缺乏相应的可靠性模型,为此提出了一种新的计及不同保护配置模式的保护系统可靠性评估模型。基于马尔可夫方法,考虑2种故障模式即误动和拒动状态,推导出可以评估不同保护配置方案的可靠性模型,可计算保护系统误动和拒动的概率,为完善电网风险分析及可靠性评估方法提供了可用数学方法。算例证明了所提出方法的正确性。     

微机继电保护系统可靠性评估研究

在当前复杂大电网环境下,研究继电保护系统的可靠性,审视传统继电保护存在的问题、研究新的保护原理与配置方案已成为保障电网安全的重要内容。分析了微机继电保护系统可靠性的影响因素。综合考虑保护系统硬件因素、软件因素和人员因素的影响,并应用马尔可夫状态空间法建立了保护系统可靠性评估模型。通过算例分析,验证了所建模型的合理性。     

基于Markov模型对智能变电站二次系统可靠性评估

可靠性在智能变电站的设计及运行维护中是重要因素。对于目前智能变电站二次保护系统可靠性评估不够完善,将智能变电站二次保护系统采取了状态划分,并基于Markov模型建立了智能变电站二次系统的可靠性的评估模型。并借助实例分析了修复率对系统故障率的影响。结果表明提高修复率可以降低智能变电站二次系统故障率,当修复率成倍变大时二次系统整体故障率降低大约30%左右,同时显性故障率下降显著,隐性故障率下降率较低。在二次系统中可以通过提高修复率来提高系统的可靠性。     

考虑新型配电元件多状态可靠性模型的配电网可靠性评估

传统配电网可靠性评估模型难以模拟新型配电元件在传统工作与停运2种状态之外的新状态。针对该问题，提出一种考虑新型配电元件多状态可靠性模型的配电网可靠性评估方法。首先建立基于状态空间法的新型配电元件可靠性指标求解模型，该模型根据新型配电元件的子模块故障及其影响情况对新型配电元件进行状态划分，并建立新型配电元件马尔可夫模型，利用状态合并简化模型平稳状态概率求解，通过频率持续时间法计算考虑状态合并后的各状态可靠性指标，通过状态合并归总获取不同的可靠性状态及相应可靠性指标。在此基础上，建立基于状态空间蒙特卡洛法的含新型配电元件配电网可靠性评估模型，从而实现可靠性评估。最后，通过算例验证了该模型的有效性。     

一种HVDC换流阀系统的多层次可靠性评估方法

在全面分析晶闸管换流阀拓扑与辅助系统的多层次结构基础上,根据冗余模型及状态空间法等基本的可靠性理论,构建了一种详细的晶闸管换流阀系统多层次可靠性模型与评估方法。基于所建立的可靠性模型,结合实例说明了可靠性分析的详细过程及用具体的指标评估换流阀系统可靠性的方法,并定量分析了不同因素对系统可靠性的影响。该方法解决了特高压直流输电(UHVDC)工程下单独针对晶闸管换流阀系统进行可靠性评估的问题,结果表明了该模型的合理性,可为实际工程的规划和建设提供量化决策依据。     

特高压直流输电系统的简化可靠性模型及其应用

可靠性是直流输电系统的重要性能参数,它主要取决于系统的电路拓扑结构和直流输电设备的可靠性。为提高特高压直流输电系统的可靠性,开展如下研究工作:通过状态合并方法,将特高压直流输电系统的运行状态简化为"运行(包括部分运行)"和"双极停运"两种状态,以简化系统的可靠性模型;基于Monte Carlo方法对特高压直流输电系统的可靠性进行定量评估;基于灵敏度分析方法,找出影响特高压直流输电系统可靠度的主要因素;基于各直流输电子系统可靠性指标提高单位百分点需要付出不同经济代价的假设,定量分配各直流输电子系统的可靠性指标,从而使整个直流输电系统因可靠性提高而付出的额外经济代价最小。经过分析可知,简化系统可靠性模型的计算误差是可接受的,满足工程应用需求。     

风力发电系统可靠性建模与优化检修策略

针对风力发电系统可靠性评估及运行维护存在的问题,对双馈风力发电系统的运行原理、故障机制进行了研究,运用马尔可夫过程方法和可靠性理论建立了风力发电系统的可靠性模型,在考虑系统随机故障和老化故障的情况下,提出了一种改进型发电系统的状态检修模型,根据系统的状态转移关系得到系统的状态转移矩阵,借助MATLAB对系统的可用度进行求解并探讨了检测时间对于系统可用度的影响,最后分析得出不同发电老化系统可靠性最优时的检修策略。结果表明,该模型能有效地对发电系统可靠性进行量化评估,为制定科学合理的风机维护方案提供了理论支持。     

基于分层马尔可夫的可修复稳定控制系统可靠性分析

目前稳定控制系统（简称稳控系统）的可靠性建模分析尚属空白。为健全和完善稳控系统的设计、架构和运维,建立稳控系统的可靠性分析模型十分必要。通过功能结构分析,稳控系统具备多串联系统冗余配置和多系统表决的结构特点。稳控系统结构复杂、装置数目多,因此马尔可夫建模方法状态空间数量较大,无法直接建模计算求解。结合稳控系统结构特点,通过分层马尔可夫的概率映射方法,大大降低了状态空间数量和计算量,实现了稳控系统可靠性的分析计算。根据稳控系统的可靠性建模计算方法,对某典型稳控系统建立了详细的状态模型,该模型考虑了稳控系统装置的自检、检修、隐形故障和冗余配置等因素。根据稳控系统的可靠性分析,设备检修安排不合理可能降低系统可靠性,突破了检修提高系统可靠性的认知。     

考虑隐性故障的继电保护系统可靠性分析及评估

为了更好地评估继电保护系统的可靠性,搭建了考虑隐性故障和系统运行状态变化时单一保护系统的可靠性模型。而后基于所搭建的可靠性模型,计算得到了随潮流变化时隐性故障率的变化情况和隐性故障修复率对继电保护系统正常运行的影响,并给出了基于概率模型的方法对超高压线路继电保护系统的可靠性进行评估。基于概率模型的方法是对马尔可夫状态空间模型方法的一种简化,适合工程应用,为完善继电保护系统的可靠性评估提供了可行的数学方法。算例验证了所提方法的正确性。     

基于分层马尔可夫模型的冗余配置保护最优检修周期研究

为解决基于马尔可夫方法评估冗余配置继电保护系统的可靠性会遇到状态数目多、状态划分难的问题,提出分层马尔可夫可靠性模型。在建立马尔可夫状态空间过程中,根据被保护设备所处的状态将被保护设备和保护装置的状态分为若干层,接着对每层再进行详细的状态划分,通过双重主保护加后备保护验证提出的可靠性模型并根据相应的可靠性指标求解该配置继电保护系统的最优检修周期。结果表明：继电保护装置的过检修和欠检修对保护系统的可靠性都不利,保护冗余配置比单重配置的可靠性更高,而且最优检修周期也更长,影响继电保护最优检修周期的主要因素是保护自身的可靠性,与被保护设备的可靠性关系不大,同时本方法可解决状态划分过程中的状态遗漏问题。     

电力通信网可靠性模型及仿真

为保障智能电网安全稳定运行,开展电力通信网可靠性模型研究.文章采用串联、并联、备份冗余、表决、非串行/非并行混合及复杂网络系统可靠性关系模型,经过数学抽象,建立可靠性逻辑关系,形成电力通信网可靠性模型.在综合节点遍历算法和不交化算法形成的路径追踪算法基础上,实现可靠性框图模型算法.最后根据文章中算法开发电力通信网可靠性评估仿真软件,并用此软件实现对整个广东电力通信网的可靠性状况评估分析.     

大型电力系统可靠性评估中的马尔可夫链蒙特卡洛方法

提出大型电力系统可靠性评估的一种新的蒙特卡洛模拟方法-马尔可夫链蒙特卡洛方法(Markov chain Monte Carlo, MCMC)。MCMC方法是一种特殊的蒙特卡洛方法,它将随机过程中的马尔可夫过程引入到蒙特卡洛模拟中,实现动态蒙特卡洛模拟。该方法通过重复抽样,建立一个平稳分布与系统概率分布相同的马尔可夫链,从而得到系统的状态样本。由于MCMC方法考虑了系统各个状态间的相互影响,相比于随机采样的蒙特卡洛方法所得到的独立样本序列,更准确模拟了电力系统运行实际情况。IEEE-RTS 24节点算例表明,该算法可快速收敛,节省计算时间,提高计算速度。同时,由于每条马尔可夫链均收敛于同一个分布,即所谓平稳分布,所以算法具有良好的稳定性。对西北330 kV电网的可靠性评估再次表明了该方法的正确性和有效性以及该方法用于大型电力系统的可靠性评估的优越性和潜力。     

基于故障树模型的光伏跟踪系统可靠性分析

针对光伏跟踪系统可靠性评估进行了研究,通过对光伏跟踪系统主要结构进行分析,提出光伏跟踪系统可靠性评估指标,建立光伏跟踪系统可靠性评估故障树以及各模块可靠性模型。根据某跟踪型光伏电站现场实际故障情况的数据统计与分析,采用极大似然估计法确定各模块可靠性参数,并利用故障树对光伏跟踪系统整体可靠性进行评估,结果证明此评估方法的有效性。