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[摘要]:针对电力变压器故障机理复杂,具有不确定性,对所面临风险难以有效评估的问题,提出了基于马尔可夫过程和嫡权模糊综合评价的变压器风险评估策略。该方法建立了基于马尔可夫过程的变压器全态模型,通过历史数据计算各可靠性参数;构造风险评估矩阵,实现对变压器所面临风险的评估。
[关键词]:变压器 马尔可夫 风险评估
1.基于马尔可夫过程的变压器分部位故障频率计算
1.1马尔可夫过程
马尔可夫过程是基于概率统计的特殊的随机过程,能够很好地描述可修复系统投入使用后处于某种状态的概率,分析系统可靠性。系统由一种状态转移到另一种状态的概率与系统早先的历史无关,即无记忆性,那么该系统可运用马尔可夫过程来分析其可靠性。
1.2变压器马尔可夫状态评估模型
根据原电力部电力可靠性中心颁发的《输变电设施可靠性统计实施细则》以及实际运行过程中变压器可能出现的故障形态综合考虑,可建立变压器全态模型,如图1-l所示。
该模型描述了变压器在运行过程中可能出现的全部状态,其中其他故障原因,主要是指除以上几种故障以外的故障,如认为误操作、自然灾害等。变电站施工或改造等因素发生的概率极低,所以此处我们暂不考虑。
变压器的运行状态可视为修复的,其状态转移问题可以由马尔科夫过程来解决,有变压器全状态模型,按照文献对故障率和修复率的定义,分别把不同状态的故障率和修复率和表示。根据文献,由全状态绘制变压器运行状态的马尔科夫状态转移图,如图1-2所示。
对于变压器系统来说,修复率和故障率一般为常数。基于马尔科夫过程,由文献的推导,可得变压器处于各个状态的概率如式子(1)所示。其中,分别代表变压器正常运行、铁芯故障、绕组故障、套管故障、冷却系统故障、分接头装置故障、绝缘介质故障、其他部位故障、预防性实验、大修、小修这11种状态的概率。
式子(1)变压器处于各个状态的概率
1.3分部位故障频率计算
电力系统中常用频率法和持续时间进行可靠性分析。频率法,是指将系统出现在某种状态的概率以频率的方式表示,即期望次数。比如,假设变压器处于某状态i的频率为fi,则fi为其在单位时间内停留在此状态的期望(期间可由其他状态j转入,也可由此状态转出),有:
(1-1)
其中,λij为状态转移率,指从状态i向状态j转移的期望次数。至此,便可由变压器的历史运行数据得到变压器的故障率和修复率,并最终得出变压器各部位的故障频率fi ,fi (i=1,2,3,...,7)分别代表铁芯、绕组、套管、冷却系统、分接头装置、绝缘介质、其他这7个部位的故障频率。
参考文献
[1] 王有元,周婧婧,陈伟根,杜林,宋伟光. 基于模糊决策的电力变压器风险评估方法[J]. 仪器仪表学报. 2009(08)
[2] 廖瑞金,王谦,骆思佳,廖玉祥,孫才新. 基于模糊综合评判的电力变压器运行状态评估模型[J]. 电力系统自动化. 2008(03)
[3] 林济铿,蒋越梅,岳顺民,郑卫洪,王海林,时燕新,顾强. 基于DEA/AHP模型的电力系统黑启动有效方案评估[J]. 电力系统自动化. 2007(15)
[关键词]:变压器 马尔可夫 风险评估
1.基于马尔可夫过程的变压器分部位故障频率计算
1.1马尔可夫过程
马尔可夫过程是基于概率统计的特殊的随机过程,能够很好地描述可修复系统投入使用后处于某种状态的概率,分析系统可靠性。系统由一种状态转移到另一种状态的概率与系统早先的历史无关,即无记忆性,那么该系统可运用马尔可夫过程来分析其可靠性。
1.2变压器马尔可夫状态评估模型
根据原电力部电力可靠性中心颁发的《输变电设施可靠性统计实施细则》以及实际运行过程中变压器可能出现的故障形态综合考虑,可建立变压器全态模型,如图1-l所示。
该模型描述了变压器在运行过程中可能出现的全部状态,其中其他故障原因,主要是指除以上几种故障以外的故障,如认为误操作、自然灾害等。变电站施工或改造等因素发生的概率极低,所以此处我们暂不考虑。
变压器的运行状态可视为修复的,其状态转移问题可以由马尔科夫过程来解决,有变压器全状态模型,按照文献对故障率和修复率的定义,分别把不同状态的故障率和修复率和表示。根据文献,由全状态绘制变压器运行状态的马尔科夫状态转移图,如图1-2所示。
对于变压器系统来说,修复率和故障率一般为常数。基于马尔科夫过程,由文献的推导,可得变压器处于各个状态的概率如式子(1)所示。其中,分别代表变压器正常运行、铁芯故障、绕组故障、套管故障、冷却系统故障、分接头装置故障、绝缘介质故障、其他部位故障、预防性实验、大修、小修这11种状态的概率。
式子(1)变压器处于各个状态的概率
1.3分部位故障频率计算
电力系统中常用频率法和持续时间进行可靠性分析。频率法,是指将系统出现在某种状态的概率以频率的方式表示,即期望次数。比如,假设变压器处于某状态i的频率为fi,则fi为其在单位时间内停留在此状态的期望(期间可由其他状态j转入,也可由此状态转出),有:
(1-1)
其中,λij为状态转移率,指从状态i向状态j转移的期望次数。至此,便可由变压器的历史运行数据得到变压器的故障率和修复率,并最终得出变压器各部位的故障频率fi ,fi (i=1,2,3,...,7)分别代表铁芯、绕组、套管、冷却系统、分接头装置、绝缘介质、其他这7个部位的故障频率。
参考文献
[1] 王有元,周婧婧,陈伟根,杜林,宋伟光. 基于模糊决策的电力变压器风险评估方法[J]. 仪器仪表学报. 2009(08)
[2] 廖瑞金,王谦,骆思佳,廖玉祥,孫才新. 基于模糊综合评判的电力变压器运行状态评估模型[J]. 电力系统自动化. 2008(03)
[3] 林济铿,蒋越梅,岳顺民,郑卫洪,王海林,时燕新,顾强. 基于DEA/AHP模型的电力系统黑启动有效方案评估[J]. 电力系统自动化. 2007(15)