多重不确定因素下电力线路及其二次设备的可靠性分析

发布时间：2020-11-21 09:58

　　 在电力系统中,电力线路作为供电系统的重要组成设备,参与到电能输送和分配的任务之中。多年的运行经验表明,由于电力线路等设备长期暴露于恶劣的环境之中,容易受到内部状态因素、外部环境因素和电网运行状态因素等多种不确定性因素的影响而发生故障。另外,电力线路上二次设备承担着对电力线路的运行进行监控、测量和保护的任务,也是组成电力系统重要的一环。在二次设备中,继电保护装置快速、可靠的动作能有效地遏制电力系统连锁故障的发生,是电网安全运行的第一道防线。因此,考虑多重不确定性因素影响下,针对电力线路及其二次设备的可靠性分析在电力系统性能评价中是必不可少的环节。本文对基于证据理论的不确定性量化、系统冲击过程与退化过程竞争失效和基于GO法的继电保护可靠性分析等进行研究,具体研究内容如下:(1)作用于电力系统的不确定性因素同时包含有随机不确定性和认知不确定性,基于证据理论的不确定性量化方法可以有效地处理这两种不确定性因素。鉴于此,本文介绍了基于证据理论的随机-认知混合不确定性的统一表达方法:将随机不确定性或其他不确定性区间化,并对每个区间进行基本概率的分配,在此基础上,利用证据理论对混合不确定性进行统一的量化建模。(2)在大多数工程系统中,往往存在自然劣化和冲击劣化两种机制,并且互为竞争失效关系,因此,需要同时考虑两种劣化过程产生的对系统性能退化以及系统可靠性的影响。本文采用Gamma过程对系统自然退化过程进行建模,采用Poisson过程对外部冲击过程进行建模,采用正态分布对冲击量大小进行建模。同时,本文将冲击的作用效果分为三种情况分别进行了考虑:即冲击对系统没有影响、冲击导致系统性能退化量增加和冲击直接导致系统突发失效。在此基础上,本文分别对系统处于累积冲击和累积冲击与δ-冲击混合的情况下的系统自然退化过程和可恢复退化过程进行了建模,并建立了多因素下电力线路的可靠性分析模型。(3)闭锁式方向纵联保护作为重要的继电保护方法之一,被广泛的配置于电力系统之中。本文利用GO法对闭锁式方向纵联保护进行了可靠性分析:基于闭锁式方向纵联保护的工作原理建立GO图,并对其进行了定量与定性的GO运算,依据计算结果对闭锁式方向纵联保护进行可靠性分析。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：TM75
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 系统不确定性量化
        1.2.2 退化和冲击作用下的可靠性分析
        1.2.3 电力系统可靠性理论
    1.3 本论文的研究内容和结构安排
第二章 基于证据理论的电力线路不确定性量化
    2.1 引言
    2.2 不确定性分类
    2.3 不确定性来源
    2.4 不确定性建模理论
    2.5 基于证据理论的不确定性量化方法
        2.5.1 辨识框架和基本概率分配
        2.5.2 不确定性信息的证据理论表示
        2.5.3 证据合成规则
        2.5.4 信任函数和似然函数
        2.5.5 基于证据理论的不确定性量化过程
    2.6 算例分析
        2.6.1 天气模型的建立
        2.6.2 电力线路运行温度模型
        2.6.3 多重不确定性因素下电力线路运行温度
    2.7 本章小结
第三章 冲击与退化作用下电力线路可靠性建模
    3.1 引言
    3.2 系统的生命周期分析
    3.3 自然退化模型
        3.3.1 Wiener过程
        3.3.2 Gamma过程
        3.3.3 两种退化模型的比较
    3.4 冲击模型
        3.4.1 累积冲击模型
        3.4.2 极端值冲击模型
        3.4.3 连续冲击模型冲击模型
        3.4.4 δ-冲击模型
    3.5 冲击作用下系统性能退化过程模型
        3.5.1 系统假设
        3.5.2 累积冲击作用下退化模型
        3.5.3 累积冲击和δ-冲击混合作用下退化模型
    3.6 多因素下系统可靠性评估
        3.6.1 退化失效与突发失效
        3.6.2 系统可靠性问题描述
        3.6.3 退化与冲击下系统竞争失效可靠性建模
    3.7 算例分析
        3.7.1 电力线路张力损失自然退化模型
        3.7.2 冲击作用下电力线路张力损失退化模型
        3.7.3 多因素下电力线路可靠性评估
    3.8 本章小结
第四章 基于GO法的继电保护保护可靠性评估
    4.1 引言
    4.2 GO法的基本概念与原理
    4.3 闭锁式方向纵联保护的工作原理
    4.4 闭锁式方向纵联保护GO图的建立
    4.5 闭锁式方向纵联保护定量GO运算
    4.6 闭锁式方向纵联保护定性GO运算
    4.7 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
附录
攻读硕士学位期间取得的成果

【参考文献】

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本文编号：2892843