繼電保護(hù)裝置更換優(yōu)化

王睿琛,薛安成

(1.云南電力調(diào)度控制中心,昆明 650011;2.華北電力大學(xué),北京 102206)

繼電保護(hù)裝置更換優(yōu)化

王睿琛1,薛安成2

(1.云南電力調(diào)度控制中心,昆明 650011;2.華北電力大學(xué),北京 102206)

從可靠性經(jīng)濟(jì)的角度對繼電保護(hù)裝置的最小維修模型建模,并基于該模型計(jì)算最優(yōu)更換周期。具體地,采用泊松分布擬合和Cramer-von Mises擬合優(yōu)度檢驗(yàn)確定繼電保護(hù)裝置的故障特性,采用對數(shù)正態(tài)分布擬合保護(hù)裝置修復(fù)特性,從而構(gòu)建最小維修模型;進(jìn)一步,將單位生命周期費(fèi)用應(yīng)用于繼電保護(hù)可靠性評估,制定以單位生命周期費(fèi)用最小為目標(biāo)的繼電保護(hù)裝置更換策略。依據(jù)現(xiàn)場保護(hù)裝置實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù),并考慮保護(hù)雙重化的影響,求解最優(yōu)更換周期,驗(yàn)證了該策略的可用性。

繼電保護(hù)裝置;最小維修;單位生命周期費(fèi)用;最優(yōu)更換周期

1 前言

大容量電力系統(tǒng)互聯(lián)及大停電事故,使得繼電保護(hù)裝置可靠性愈發(fā)受到重視,也對保護(hù)裝置的維護(hù)、檢修也提出了更高要求。如何評估繼電保護(hù)裝置可靠性,確定其檢修依據(jù)和更換策略,成為學(xué)者們關(guān)注的重要課題之一。

目前,繼電保護(hù)檢修周期研究已經(jīng)取得了較多成果。其主要思想是基于Markov狀態(tài)方程構(gòu)建保護(hù)系統(tǒng)模型,并以穩(wěn)態(tài)不可用率或年均經(jīng)濟(jì)損失最小為目標(biāo),從而獲得最優(yōu)檢修間隔時(shí)間。具體地,文獻(xiàn) [1]提出 “潛在失效 (Hidden Failure)”概念,對保護(hù)裝置的修復(fù)和檢修作了初步研究。在此基礎(chǔ)上,文 [2]建立了保護(hù)裝置最簡單的5狀態(tài)Markov狀態(tài)模型,以穩(wěn)態(tài)不可用率最小為目標(biāo)求解最優(yōu)檢修間隔時(shí)間。進(jìn)一步,影響保護(hù)系統(tǒng)最優(yōu)檢修周期的各種因素如后備保護(hù)[3-4]、 微機(jī)保護(hù)自檢功能[5-6]、 軟件失效率[7]、被保護(hù)元件的故障情況[8]、保護(hù)雙重化[9]和二次系統(tǒng)[10-11]等,逐一被考慮到保護(hù)裝置的最優(yōu)檢修周期計(jì)算。此外,文獻(xiàn) [12]對目標(biāo)函數(shù)作了改進(jìn),提出以保護(hù)年均經(jīng)濟(jì)損失最小為目標(biāo)獲得最優(yōu)檢修時(shí)間間隔。

理論上,依據(jù)獲得的最優(yōu)檢修周期對保護(hù)裝置進(jìn)行周期定檢能預(yù)防保護(hù)裝置的故障,提高保護(hù)裝置的可靠性。然而,上述基于狀態(tài)空間轉(zhuǎn)移的穩(wěn)態(tài)狀態(tài)概率算法需要假定每次對保護(hù)裝置的檢修都是有效且能使裝置 “修復(fù)如新”,實(shí)際上保護(hù)裝置的可靠性在使用一定時(shí)間后會下降。因此,上述假設(shè)使得結(jié)果偏于樂觀。此外,實(shí)踐表明,不適當(dāng)?shù)闹芷跈z修非但無效,甚至還會降低裝置的可靠性。例如,不合適宜的超量檢修容易引發(fā)不必要的人為故障。

因此,保護(hù)裝置的可靠性和檢修的經(jīng)濟(jì)性隨著裝置使用年限的增加而降低,一味地強(qiáng)調(diào)檢修,對電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和安全性造成威脅。所以,更換低可靠性或不值得維修的保護(hù)裝置,從而彌補(bǔ)周期檢修的不足,已經(jīng)成為電力工業(yè)界保證裝置運(yùn)行有效性和維修經(jīng)濟(jì)性的共識。

鑒于目前針對保護(hù)裝置的最優(yōu)更換周期研究尚未見文獻(xiàn)報(bào)道 (現(xiàn)有文獻(xiàn)僅涉及檢修周期)。本文提出一種基于現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù),綜合考慮保護(hù)裝置可靠性和其維修經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)更換策略。該策略包含兩部分：依據(jù)繼電保護(hù)裝置可靠性構(gòu)建的保護(hù)裝置最小維修模型和依據(jù)該模型提出的以“單位時(shí)間生命周期費(fèi)用”最小為目標(biāo)函數(shù)的保護(hù)裝置最優(yōu)更換周期。根據(jù)現(xiàn)場保護(hù)裝置實(shí)際運(yùn)行情況形成數(shù)據(jù),并考慮實(shí)際情況下保護(hù)雙重化的影響,驗(yàn)證了該策略的可行性。

2 最小維修與最小維修模型

繼電保護(hù)裝置硬件模塊具有分散集成的特點(diǎn),其故障之后的維修,通常只涉及部分元件,例如對板卡、電源等的更換。此類僅僅修復(fù)、更換故障元件,不做整體更換的方式,稱之為 “最小維修”。

對保護(hù)裝置而言,修復(fù)后處于與故障前近似相同的狀態(tài),是一種 “修復(fù)如舊”的狀態(tài)。相應(yīng)地,基于最小維修方式下,對繼電保護(hù)裝置運(yùn)行、維護(hù)特性建模,稱之為保護(hù)裝置的最小維修模型。

基于可靠性數(shù)學(xué)理論,最小維修數(shù)學(xué)涉及系統(tǒng)故障特性和修復(fù)特性兩個(gè)方面。因此,繼電保護(hù)裝置最小維修模型的構(gòu)建,如圖1所示,包含裝置故障特性建模和修復(fù)特性建模兩個(gè)方面。具體的,對于故障特性建模,首先要進(jìn)行故障時(shí)間間隔的趨勢檢驗(yàn),其次是擬合優(yōu)度檢驗(yàn),進(jìn)而確定使用非其次泊松分布來表征故障特性;對于修復(fù)特性,首先確定合適的修復(fù)時(shí)間的概率分布函數(shù);其次,進(jìn)行模型的參數(shù)估計(jì)。

圖1 構(gòu)建保護(hù)裝置最小維修模型

3 故障特性建模

保護(hù)裝置的故障特性 (包含軟件,硬件等各種故障的整體故障特性)表現(xiàn)為故障時(shí)間和故障次數(shù)之間的相互關(guān)系,可用故障強(qiáng)度函數(shù)ρ(t)表示[13]。受最小維修影響,保護(hù)裝置的故障時(shí)間間隔不是獨(dú)立同分布,保護(hù)裝置狀態(tài)可能隨時(shí)間增長逐漸惡化,后繼的故障時(shí)間間隔會表現(xiàn)出相關(guān)性或某種趨勢。故將此過程看作是隨機(jī)點(diǎn)過程,使用非齊次泊松過程[14]進(jìn)行建模。

故障強(qiáng)度函數(shù)ρ(t)定義為故障次數(shù)對時(shí)間的導(dǎo)數(shù),即

其中,N(t)為t時(shí)刻的故障次數(shù)。強(qiáng)度函數(shù)ρ(t)是可修復(fù)系統(tǒng)故障的絕對率值,ρ(t)Δt表示在Δt時(shí)間內(nèi)發(fā)生故障的概率。

依據(jù)泊松公式,保護(hù)裝置遵循非齊次泊松過程的強(qiáng)度函數(shù)可表示為

ρ(t)=abtb-1(a,b＞0) (2)

上式稱為具有冪律過程的故障特性。對于故障強(qiáng)度函數(shù)ρ(t),若b＜1,則隨時(shí)間增加保護(hù)裝置狀態(tài)逐漸變好,該情況可能會在保護(hù)裝置投運(yùn)的初期出現(xiàn);若b＞1,則隨時(shí)間增加變化保護(hù)裝置變差,即在最小維修中裝置所經(jīng)歷的過程。對于繼電保護(hù)裝置,其強(qiáng)度函數(shù)參數(shù)可由參數(shù)估計(jì)和概率檢驗(yàn)獲得。具體如下文所示。

此外,故障次數(shù)的期望值和瞬時(shí)平均無故障運(yùn)行時(shí)間(MTBF,Mean Time Between Failure)分別為式 (3)、(4) 所示[13]

E[N(t)]≈∫0tρ(τ)dτ (3)

3.1 故障特性模型的參數(shù)估計(jì)

強(qiáng)度函數(shù)ρ(t)=abtb-1的參數(shù)a和b可用最大似然估計(jì) (MLE)進(jìn)行參數(shù)估算。

假設(shè)某保護(hù)裝置從投運(yùn)到t時(shí)間范圍,n次連續(xù)的故障時(shí)刻t1＜t2＜…tn被記錄,則估計(jì)值 b^、a^、ρ^分別由式 (5) ～ (7)表示

ρ^(t)=a^b^t^b-1(7)

3.2 故障特性模型檢驗(yàn)

在估算故障強(qiáng)度函數(shù)的參數(shù)之后,需要進(jìn)行故障特性模型檢驗(yàn)。該檢驗(yàn)主要包含兩步,一是趨勢檢驗(yàn),即檢驗(yàn)故障時(shí)間間隔趨勢,如果故障間隔存在趨勢,故障強(qiáng)度函數(shù)就是合適的模型。二是擬合優(yōu)度檢驗(yàn),即檢驗(yàn)非齊次泊松過程 (和齊次泊松分布相比)是否適合模擬故障特性。本文采用Cramer-von Mises擬合優(yōu)度的檢驗(yàn)。

3.2.1 故障時(shí)間趨勢的檢驗(yàn)

對于強(qiáng)度函數(shù)ρ(t)=abtb-1,檢驗(yàn)的假設(shè)為

H0：強(qiáng)度函數(shù)為常數(shù) (b=1);

H1：強(qiáng)度函數(shù)不為常數(shù) (b≠1)。

如果強(qiáng)度函數(shù)不是常數(shù),說明故障時(shí)間存在趨勢,不論保護(hù)裝置狀態(tài)存在增長或退化的趨勢,均使用非齊次泊松過程來模擬。檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量由下式計(jì)算：

這里,n為故障次數(shù),檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量χ2為卡方(chisquare) 分布。 若當(dāng) χ2＜χ2crit,1-α/2或 χ2＞χ2crit,α/2時(shí),則拒絕裝置的故障率為常數(shù),即接受該裝置的故障強(qiáng)度函數(shù)不為常數(shù)。

確定裝置的故障率不為常數(shù)之后,再在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行Cramer-von Mises擬合優(yōu)度的檢驗(yàn),以確定非齊次泊松過程是比齊次泊松分布更適合模擬故障特性的模型。

3.2.2 Cramer-von Mises擬合優(yōu)度的檢驗(yàn)

假設(shè),

H0：用強(qiáng)度為abtb-1的非齊次泊松過程模擬裝置的運(yùn)行狀態(tài);

H1：上述過程不能模擬裝置的運(yùn)行狀態(tài)。

首先,b的無偏估計(jì)量為

其次,Cramer-von Mises擬合優(yōu)度檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量由下式計(jì)算：

當(dāng)CM＞Cα(顯著性水平α的臨界值)時(shí),拒絕原假設(shè),即上述故障過程不可用非齊次泊松過程描述。

當(dāng)CM＜Cα(顯著性水平α的臨界值)時(shí),接受原假設(shè),即上述故障過程可用非齊次泊松過程來描述。

4 修復(fù)特性建模

保護(hù)裝置故障之后,需要退出運(yùn)行對其進(jìn)行維修。“停運(yùn)時(shí)間”,一方面可以描述保護(hù)裝置故障的復(fù)雜程度,另一方面也表征故障帶來的損失。由于故障模式、元器件庫存,以及維修人員技能水平差異等原因,停運(yùn)時(shí)間具有隨機(jī)特性。因此,“停運(yùn)時(shí)間”是隨機(jī)變量,可使用 “停運(yùn)時(shí)間”的概率分布,通過擬合來構(gòu)建保護(hù)裝置修復(fù)特性模型。常用的分布函數(shù)的累積概率密度函數(shù)如 (11) ～(14)所示,

指數(shù)分布累積分布函數(shù)：

F(t)=1-exp(-λt) (11)

Weibull累積分布函數(shù)：

正態(tài)分布：

對數(shù)正態(tài)分布：

依據(jù)分布函數(shù) (11)～(14),對停運(yùn)時(shí)間采用線性回歸擬合,選取擬合度最高的分布,本文引入可決系數(shù)R2來度量擬合度,可決系數(shù)表示為

yi表示離散點(diǎn)的縱坐標(biāo),y表示樣本均值,^yi表示理論回歸值。R2可以度量回歸曲線的擬合程度,它在0～1之間取值,越接近1表示擬合程度越好。在維修模型中,選取擬合度最好的分布函數(shù)來模擬維修特性并進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。

進(jìn)一步,平均修復(fù)時(shí)間MTTR(Mean Time to Repair)可以通過下式計(jì)算

5 繼電保護(hù)裝置更換策略

保護(hù)裝置在每次故障之后更換相應(yīng)的故障元件,整個(gè)裝置處于不斷老化的狀態(tài)。保護(hù)裝置故障的持續(xù)增加,既影響其維修經(jīng)濟(jì)性,也降低其可靠性,故需要綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和可靠性,適時(shí)整體更換。下文考慮以單位生命周期費(fèi)用最小為目標(biāo),綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和可靠性,獲得保護(hù)裝置最優(yōu)更換周期。

保護(hù)裝置從投運(yùn)到t時(shí)刻,生命周期費(fèi)用如下式表示,

其中,

Cd——一臺保護(hù)裝置的單價(jià),萬元/臺

Cx——每次故障后維修的平均費(fèi)用,萬元/次

Ct——因保護(hù)裝置停運(yùn)導(dǎo)致本線路退出運(yùn)行損失的費(fèi)用,萬元/次·小時(shí)

考慮保護(hù)雙重化配置,當(dāng)兩臺保護(hù)裝置同時(shí)停運(yùn)時(shí)線路才退出運(yùn)行MTTR/(MTTR+MTBF)表示另一臺保護(hù)裝置的不可用率,此時(shí),線路停運(yùn),負(fù)荷失電。

因此,最小維修方式下,基于故障特性和修復(fù)特性,可獲得保護(hù)裝置單位時(shí)間的生命周期費(fèi)用為

若考慮保護(hù)裝置的最優(yōu)更換周期滿足 “單位生命周期費(fèi)用”最小,則該最優(yōu)更換周期滿足

dQ/dt=0 (19)

進(jìn)一步,根據(jù) (19)可知,使單位時(shí)間費(fèi)用最小的最優(yōu)更換時(shí)間T,如下式所示。

如果b≤1,則上式無解,即應(yīng)當(dāng)更換該套保護(hù)裝置。

6 算例分析

本算例的保護(hù)裝置運(yùn)行和維護(hù)情況來源于變電站 “事件順序記錄系統(tǒng) (SER)”及 “運(yùn)行日志”,包括投運(yùn)時(shí)間、故障時(shí)間和每次故障的停運(yùn)時(shí)間。

該保護(hù)裝置自投運(yùn)起,一共運(yùn)行了60000小時(shí)。其間保護(hù)裝置一共故障12次,每次故障時(shí)刻(單位：小時(shí))分別為2 234.2 13 842.5 22 752.6 33 246.8 39 416.7 46 467 49 528.4 50 852.3 56 048.1 57 240.7 58 000.1 58 432.5(小時(shí));每次故障的停運(yùn)時(shí)間 (單位：小時(shí))為7.3 17.2 24 2.5 8 10 44.5 12 25.7 4.5 72 6.4。

6.1 故障特性建模

根據(jù)表1所示數(shù)據(jù)可得該套保護(hù)裝置無故障運(yùn)行時(shí)間間隔的趨勢圖,如圖2所示。圖2表明,在投入運(yùn)行的7年中,該保護(hù)裝置發(fā)生故障的時(shí)間間隔在縮短,故可以假設(shè)其故障時(shí)間服從冪律強(qiáng)度函數(shù)的非齊次泊松過程。

圖2 保護(hù)裝置無故障運(yùn)行時(shí)間趨勢圖

根據(jù) (5)、(6)式利用極大似然估計(jì),可得^

b=1.59,^a=2.89×10-7

因^b＞1,故系統(tǒng)在退化。其趨勢檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為

其自由度n=24。在顯著性水平為10%時(shí),卡方臨界值近似為15.7和33.2。因χ2＜15.7,故拒絕冪律函數(shù)為常數(shù) (b=1)的假設(shè),即失效時(shí)間間隔存在下降趨勢。同時(shí),Cramer-von Mises優(yōu)度檢驗(yàn)可得CM=0.24,在顯著性水平為10%時(shí),臨界值Cα為0.33,CM=0.24＜0.33,所以非齊次泊松分布可模擬裝置運(yùn)行狀態(tài)。

6.2 修復(fù)特性建模

根據(jù)式 (11)～ (14)所示分布函數(shù)的線性回歸函數(shù),使用最小二乘法擬合停運(yùn)時(shí)間,可得四種擬合的可決系數(shù)如表1所示。

表1 繼電保護(hù)裝置停運(yùn)時(shí)間數(shù)據(jù)分布擬合優(yōu)度

表1表明,正態(tài)分布可決系數(shù)最小,擬合優(yōu)度最差;對數(shù)正態(tài)分布可決系數(shù)最接近1,擬合優(yōu)度最好,如圖3所示。因此,本文使用對數(shù)正態(tài)分布模擬保護(hù)裝置的修復(fù)特性。

圖3 停運(yùn)時(shí)間數(shù)據(jù)的最小二乘擬合

極大似然估計(jì)獲得對數(shù)正態(tài)分布的參數(shù)為t

^mel=12.67,s^=0.93

該分布下,平均停運(yùn)時(shí)間為

MTTR=t^mel·exp(s^2/2)=19.5 h

6.3 最優(yōu)更換時(shí)間

根據(jù)某公司提供數(shù)據(jù),該保護(hù)裝置售價(jià)為30萬元/臺,Cd=30萬元。進(jìn)一步,采用文獻(xiàn) [12]的價(jià)格數(shù)據(jù),即Cx=0.5萬元/次、Ct=10萬元/次·小時(shí),可得保護(hù)裝置投運(yùn)時(shí)間與單位生命周期費(fèi)用關(guān)系,如圖4所示。圖4表明,保護(hù)裝置的單位生命周期費(fèi)用隨使用時(shí)間的推移有先減小后增大的趨勢。

進(jìn)一步,根據(jù)式 (19)可得單位生命周期費(fèi)用最小的保護(hù)裝置最優(yōu)更換周期：

T=105 680gh

圖4 單位壽命周期費(fèi)用隨使用時(shí)間的變化曲線

該保護(hù)裝置最優(yōu)更換周期約為12.07年。

據(jù)以上結(jié)果分析,該套保護(hù)裝置的使用年限處于正常水平。

實(shí)際上,電力行業(yè)根據(jù)多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)所獲的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定[15],微機(jī)保護(hù)的使用年限一般不低于12年,對于運(yùn)行不穩(wěn)定,工作環(huán)境惡劣的裝置可根據(jù)運(yùn)行情況適當(dāng)縮短使用年限。本文所獲的更換周期與繼電保護(hù)運(yùn)行管理規(guī)程推薦的更換周期基本一致。

7 結(jié)束語

1)文中分析了繼電保護(hù)裝置的最小維修模型建模方法。對其所蘊(yùn)含的故障特性和修復(fù)特性建模,采用泊松分布擬合和Cramer-von Mises擬合優(yōu)度檢驗(yàn)確定繼電保護(hù)裝置的故障特性;采用對數(shù)正態(tài)分布擬合保護(hù)裝置修復(fù)特性。

2)提出了單位生命周期費(fèi)用最小下的綜合考慮保護(hù)可靠性經(jīng)濟(jì)的最優(yōu)更換策略,并應(yīng)用到最小維修模型的繼電保護(hù)裝置中,建立了基于最小維修模型的以單位生命周期費(fèi)用最小為目標(biāo)函數(shù)的保護(hù)裝置最優(yōu)更換周期模型。

3)基于保護(hù)裝置現(xiàn)場運(yùn)行數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)裝置可靠性分析和最優(yōu)更換周期結(jié)果,驗(yàn)證了方法的有效性。但是,由于缺乏現(xiàn)場保護(hù)裝置運(yùn)行的完整的生命周期數(shù)據(jù),未能結(jié)合工程實(shí)際情況對該策略的有效性進(jìn)行深入研究。

[1] S C Chay,M.Mazumdar.Determination of test intervals in certain repairable standby protective systems[J].IEEE Transactions on Reliability,1975,Aug：201-205.

[2] C Singh,A D Patton.Protection system reliability modeling：unreadiness probability and mean duration of undetected faults [J].IEEE Transactions on Reliability,1980,Oct：339 -340.

[3] P M Anderson,S K Agarwal.An improved model for protective -system reliability[J].IEEE Transactions on Reliability, 1992,42(3)：339-340.

[4] 孫福壽,汪雄海.一種分析繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的算法[J].電力系統(tǒng)自動化,2006,30(16)：32-35.

[5] Kumm J,Hou D.Predict the optimum routine test interval for protective relays[J].IEEE Transactions on Power Delivery, 1995,10(2)：659-665.

[6] 李永麗,李致中,楊維.繼電保護(hù)裝置可靠性及其最佳檢修周期的研究 [J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2001,21(6)：63-65.

[7] 王鋼,丁茂生,李曉華,等.數(shù)字繼電保護(hù)裝置可靠性研究 [J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2004,24(7)：47-52.

[8] R Billinton,M Fotuhi-Firuzabad,T.S.Sidhu.Determination of optimum routine test and self-checking intervals in protective relaying using a reliability model[J].IEEE Transactions on Power Systems,20012,17(3)：663-669.

[9] Anderson P.An improved reliability model for redundant protective system-Markov models[J].IEEE Transactions on Power Systems,1997,12(2)：573-578.

[10] A.Abbarin,M.Fotuhi-Firuzabad.Evaluation of redundancy and effect of protective components on protection system reliability[C].5th International Conference on Electrical and E-lectronics Engineering,Dec 2007,Bursa,TURKEY,ELECO2007.

[11] A Abbarin,M Fotuhi-Firuzabad.A novel routing test schedule for protective system using an extended component-based reliability model[C].International Conference on Electrical and Electronics Engineering,ELECO2009.

[12] 丁茂生,王鋼,賀文.基于可靠性經(jīng)濟(jì)分析的繼電保護(hù)最優(yōu)檢修周期 [J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào),2007,27 (25)：44-47.

[13] 曹晉華,程侃,可靠性數(shù)學(xué)引論`[M].高等教育出版社,2006.

[14] Charles E Ebeling.可靠性與維修性工程概論 [M].清華大學(xué)出版社,2010.

[15] 繼電保護(hù)裝置運(yùn)行管理規(guī)程.中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) [S].DL/T587-2007.

近日,南瑞繼保PCS系列產(chǎn)品通過中國電機(jī)工程學(xué)會鑒定,PCS系列產(chǎn)品體現(xiàn)了南瑞繼保多年的技術(shù)積累和創(chuàng)新成果,基本涵蓋了電網(wǎng)、電廠及新能源二次保護(hù)控制的核心應(yīng)用。基于UAPC平臺的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、機(jī)組功率突降切機(jī)裝置、遠(yuǎn)動裝置、保護(hù)信息管理裝置、SOPHIC實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件平臺和基于該平臺的繼電保護(hù)及故障信息管理系統(tǒng)、能源管控系統(tǒng)、新能源功率預(yù)測系統(tǒng),全部通過了由相關(guān)行業(yè)和系統(tǒng)專家組成的鑒定委員會的鑒定。

此次鑒定的產(chǎn)品中,發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)基于瞬時(shí)相位直測法的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速快速測量技術(shù)、具有全域高阻尼特性的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模型、整流元件級智能均流及故障保護(hù)技術(shù)和磁信號諧波傳感器判斷旋轉(zhuǎn)整流二極管故障判斷技術(shù)為國內(nèi)外首創(chuàng),發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。能源管控系統(tǒng)等其他7個(gè)產(chǎn)品,整體技術(shù)均處于國際先進(jìn)水平,其中各產(chǎn)品均有多項(xiàng)技術(shù)屬首創(chuàng),達(dá)到國際領(lǐng)先水平。(信息來源：北極星智能電網(wǎng)在線)

Relay Replacement Strategy Based on the Least Unit Life-Cycle Cost with Minimum Maintenance Model

WANG Ruichen1,XUE Ancheng2,
(1.Yunnan Electric Power Dispatching and Controlling Center,Kunming 650011; 2.North China Electric Power University,Beijing 102206)

The minimum maintenance model for relay is constructed with the viewpoint of relay reliability and maintenance economy. Based on the proposed model,the optimal replacement strategy is proposed.Specifically,the Poisson distribution fitting and Cramer -von Mises goodness of fit test are used to determine the failure characteristics of protection devices;and the log-normal distribution is used to fit repair features of protection device.With the above failure and repair property,the minimum maintenance model is constructed.Furthermore,the“unit life-cycle cost”is applied in protection device reliability assessment to formulate the replacement strategy with the objective of least“unit life-cycle cost”.Finally,the optimal replacement cycle for a field operating relay is obtained with the proposed strategy,with the considering for double protection.The simulation results demonstrate valid of the proposed method.

protection device;minimum repair;unit life-cycle cost;optimal replacement cycle

TM58

B

1006-7345(2014)01-0053-06

2013-07-09

王睿琛 (1986),男,碩士,云南電力調(diào)度控制中心,從事電網(wǎng)調(diào)度工作。

薛安成 (1979),男,博士,副教授,華光電力大學(xué),研究方向?yàn)殡娏ο当Ｗo(hù)與控制。