1.一种基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法,其特征在于,包括如下步骤:S1:根据继电保护系统中同一类元件在不同时间段的故障率,通过Marquardt求解该元件基于威布尔分布函数的形状参数和尺度参数,建立该元件的故障率基础模型;S2:根据元件运行状况分值X判断该元件运行状态处于正常工况还是异常状况,若X>X M ,则转步骤S3;否则,转步骤S5,其中X M 作为区别元件正常状况与异常状况的门槛值;S3:采用检修回退修正方法,计算经上次检修后设备在其故障率基础模型上的等效运行年限;S4:根据元件在上次检修后在故障率基础模型中的等效运行年限,求得元件在当前时刻的故障率,转步骤S6;S5:元件的异常状况采用Gamma函数进行描述,根据元件进入异常状态后运行了一段时间后的分值通过期望极大化算法对Gamma分布的概率密度函数的形状参数与尺度参数值进行求解,所述形状参数与尺度参数值用于元件处于异常运行状态时求解该元件的累计失效概率;S6:根据各元件当前运行工况,对运行一段时间后的元件累计失效概率进行求解;S7:结合继电保护系统的配置情况,分别求解单套继电保护系统和双重化保护系统的累计失效概率,即求得单套继电保护系统和双重化继电保护系统的累计误动失效概率和累计拒动失效概率;S8:根据继电保护系统误动、拒动风险与检修风险,以及步骤S7中单套继电保护和双重化继电保护的累计误动失效概率和累计拒动失效概率,建立继电保护系统从当前时刻开始经过一段时间Q后的综合风险模型,并基于综合风险模型计算最小综合风险对应的运行时间Q s ,进而确定继电保护系统的检修时间。
2.如权利要求1所述的基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法,其特征在于:步骤S1具体为:按照时间排列顺序采集n组数据(T 1 ,λ 1 ),(T 2 ,λ 2 ),…,(T n ,λ n ),其中T n 表示该元件的运行年限,λ n 表示该元件在运行年限为T n 时的故障率,通过Marquardt法求解该元件基于威布尔分布函数中的形状参数η和尺度参数m,以建立该元件因老化、材料疲劳因素造成元件性能劣化的故障率基础模型,威布尔分布函数为:式(1)中,λ(t)为设备故障率关于运行年限的函数,T为运行时间;m=1时,故障率为常数,表示设备处于偶然故障期;m>1时,故障率呈上升趋势,表示设备处于损耗故障期。
3.如权利要求1所述的基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法,其特征在于:步骤S3具体为:若元件从投运至今共经过k次检修,则根据元件在第k-1次检修后在其故障率基础模型上的等效运行时间 以及第k次检修前其在故障率基础模型上的等效运行时间 计算该设备在第k次检修后在其故障率基础模型上的等效运行时间 其中,A表示检修役龄回退因子,其典型值为0.15。
4.如权利要求2所述的基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法,其特征在于:步骤S4具体为:根据元件在第k次检修后故障率基础模型中的等效运行年限 即可求得元件当前时刻在故障率基础模型上的等效运行时间t d :其中,100表示元件运行在最佳状态, 表示元件自上次检修以来的平均分值,如果元件没有经过检修,则表示元件自投运以来的平均评价分值, 表示元件在第k次检修前在故障率基础模型上的等效运行年限,如果元件未经历检修, 年,然后将t d 代入式(1),即可求得元件在当前时刻的故障率。
5.如权利要求1所述的基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法,其特征在于:所述步骤S5具体为:根据元件进入异常状态后运行了一段时间后的分值(X 1 ,t 1 ),(X 2 ,t 2 ),…,(X n-1 ,t n-1 ),(X n ,t n ),通过期望极大化算法对Gamma分布的概率密度函数的形状参数与尺度参数值α,β进行求解;式(4)为Gamma分布的概率密度函数,其中a为形状参数,β为尺度参数, t表示元件进入异常状态后运行了t时间;s表示元件进入异常状态后到达Xt之前,Xs对应的时间,取值范围为:0≤s≤t;u为变量。
6.如权利要求2所述的基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法,其特征在于:所述步骤S6具体为:若元件i当前时刻运行在正常状态,则其从上次检修后运行至当前时刻后Q时间内的累计失效概率如式(5)所示:其中,Q时间表示元件从当前时刻开始运行的时间;若元件i运行于异常状况时,元件在两次检修期间的累计失效概率包括正常运行状况下的元件i的累计故障率和元件i在恶劣状态下的累计失效概率,其表达式如式(6)所示:其中,λ(u)为上次检修至当前等效时刻前的故障率函数,f(u)为Gamma分布的概率密度函数, 表示第i个设备从上次检修至下次检修期间的累计失效概率, 表示元件在第k次检修前在故障率基础模型上的等效运行年限,t d 表示元件当前时刻在故障率基础模型上的等效运行时间,u为变量。
7.如权利要求6所述的基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法,其特征在于:步骤S7具体为:若继电保护系统为单套配置,则继电保护系统从上次检修至下次检修期间的累计失效概率,由式(7)得:式中, 若继电保护系统为双重化配置,则其逻辑出口为“或”门,双重化继电保护系统在从上次检修后至下次检修期间的累计误动失效概率和累计拒动失效概率分别为:其中, 分别表示保护系统1在上次检修后至下次检修期间的累计误动失效概率和累计拒动失效概率; 分别表示保护系统2在上次检修后至保护系统1下次检修期间的累计误动失效概率和累计拒动失效概率,由式(7)求得。
8.如权利要求7所述的基于状态监测的智能变电站继电保护系统检修方法,其特征在于:步骤S8中继电保护系统从当前时刻开始经过一段时间Q后在单位时间内的综合风险模型S(Q)为:其中,t act 表示保护系统从上次检修至当前时刻的时间; S表示继电保护系统从上次检修至下次检修期间的综合风险,S M 为检修期间变电站因继电保护系统检修的风险损失,S W 表示误动造成的风险损失;S J 表示继电保护系统拒动风险损失:S w 表示拒动失效后保护系统维修费用; 表示保护范围内一次系统发生故障的概率;S J1 表示继电保护系统拒动导致电网的风险损失,在此基础上,求解S(Q)关于Q的最小值Qs,即为继电保护系统的检修间隔时间,则步骤S8的结果经过Qs时间后对继电保护系统进行检修。