摘要：随着间歇式电源、与实时电价相关的柔性负荷、电力电子技术的大规模接入,未来电网的运行和控制将极度依赖于...随着间歇式电源、与实时电价相关的柔性负荷、电力电子技术的大规模接入,未来电网的运行和控制将极度依赖于信息反馈和信息决策,信息流成为电力系统能量流闭环链中必不可少的链接。由此,未来电网将发展为物理能量系统和信息系统耦合而成的复杂网络,即电力信息物理系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)。信息网络化传输可以实现高度信息共享,但是信息系统的不确定因素以及潜在的网络故障又可能导致物理系统的运行风险。本文以基于通信网络架构的智能变电站继电保护系统和信息物理融合背景下的智能配电网为研究对象,在信息物理系统框架下进行可靠性分析和评估。本文首先分析了智能变电站信息流的特点及其相关应用问题,探讨智能变电站保护功能实现的影响因素,以受信息流影响最为严重的电流差动保护为研究对象,定量表示信息传输质量与继电保护拒动和误动的关联关系,为基于信息流的智能变电站保护系统可靠性分析奠定了基础。其次,从信息物理融合的角度评估智能变电站保护系统的可靠性。根据智能变电站信息流特点和保护结构,运用故障树分析法对智能变电站保护系统可靠性进行研究,以保护功能失效为顶层事件构建故障树,建立智能变电站保护系统可靠性分析模型,计算出各故障事件发生的概率和系统可靠度。进一步解析过程层报文传输对保护功能实现的制约,以被保护元件、保护单元、SV通道和GOOSE通道为对象进行了状态空间的划分,建立了评价智能变电站继电保护可靠性的马尔科夫模型,列出相应的状态转移矩阵,利用状态空间法计算智能变电站继电保护可靠性。最后,从信息物理融合的角度研究含分布式电源的配电网可靠性。分析分布式电源接入对配电系统中负荷供电可靠度的影响,并刻画供电负荷状态信息与控制决策可达性的关系,构建考虑信息系统影响的配电网负荷供电可靠性的故障树分析模型,通过负荷的失控率指标实现计及信息网络故障的配电网可靠性评估。更多还原显示全部
