摘 要：針對變電站設(shè)備眾多，故障率較小，對其進(jìn)行風(fēng)險評估時，需要大量的運(yùn)算，而應(yīng)用故障樹方法時涉及大量的計(jì)算，耗時較長。文章結(jié)合故障樹和蒙特卡洛的優(yōu)點(diǎn)，對變電站進(jìn)行綜合評估。利用故障樹建立變電站故障樹，通過蒙特卡羅算法對故障樹進(jìn)行仿真計(jì)算，最終得到系統(tǒng)的可靠性數(shù)據(jù)。通過實(shí)例驗(yàn)證，該方法有效。

關(guān)鍵詞：變電站；風(fēng)險評估；蒙特卡洛；故障樹

1 改進(jìn)的故障樹方法流程

基于故障樹和蒙特卡洛算法，對故障進(jìn)行計(jì)算，流程如下：

（1）通過故障樹建立變電站模型，設(shè)置總的仿真次數(shù)N，初始化m=0；輸入故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)D（x）。

（2）求得故障樹的所有割集，以及最小割集{zi}（i=1，2，...，14）。

（3）應(yīng)用蒙特卡洛抽樣方法，仿真各設(shè)備的工作時間，按照由小到大的順序進(jìn)行排列，得到時間序列。

（4）當(dāng)tj=r'j時，得到各個部件狀態(tài)向量=（x1，x2，...，xn），再計(jì)算故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)D=D（）。若D=0，則j=j+1，繼續(xù)在這一步中進(jìn)行仿真；否則，執(zhí)行第（5）步。

（5）記錄這次仿真中變電站的系統(tǒng)工作時間Tm=tj，統(tǒng)計(jì)導(dǎo)致系統(tǒng)失效的關(guān)鍵設(shè)備Fk：rk=Tm，以及所有失效的設(shè)備{Fi：ri？燮Tm}。令m=m+1，若m仿真，從（3）開始；若m？叟N，N次仿真全部完成，然后統(tǒng)計(jì)各仿真參數(shù)。仿真實(shí)例運(yùn)算及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。

2 仿真運(yùn)算及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

文章以文獻(xiàn)[1]所提到的變電站建立的故障樹模型，故障樹結(jié)構(gòu)函數(shù)為：

D=F（1）∪F（2）∪F（3）

已知各事件在引起變電站事故中的故障率如表1。

變電站整體的故障率為0.0036%，而由蒙特卡洛仿真得出的變電站整體平均故障率為0.0034%，仿真結(jié)果與理論結(jié)果誤差為5.56%，因此蒙特卡洛仿真試驗(yàn)結(jié)果滿足要求，證明變電站的故障樹-蒙特卡洛仿真是可靠有效的。

根據(jù)變電站系統(tǒng)的故障樹，通過查看模式重要度，可以發(fā)現(xiàn)，Z4、Z9、Z8、Z12、Z10、Z11變電站停運(yùn)的主要因素。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，對這些設(shè)備應(yīng)重點(diǎn)考慮。

3 結(jié)束語

文章在建立故障樹的基礎(chǔ)上，采用蒙特卡洛方法進(jìn)行仿真運(yùn)算，通過故障樹的結(jié)構(gòu)函數(shù)，避免仿真過程中的重復(fù)運(yùn)算，降低計(jì)算復(fù)雜度，提高仿真效率。通過實(shí)例分析應(yīng)用蒙特卡羅算法能夠降低主觀判斷的影響，很好地實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的風(fēng)險評估，對設(shè)備較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)能夠體現(xiàn)出優(yōu)越性，提高了系統(tǒng)的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]雷宇，李濤.變電站綜合自動化系統(tǒng)可靠性的定量評估[J].電力科學(xué)與工程，2009，6：37-40.

[2]B M Alshammari， M A El-Kady. Probabilistic Assessment of Power System Performance Quality [J]. Energy and Power Engineering，2012，4（5）：23-28.

[3]郭創(chuàng)新，陸海波，俞斌.電力二次系統(tǒng)安全風(fēng)險評估研究綜述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2013，37（1）：112-118.

作者簡介：李兆成（1988-），男，碩士，東北電力大學(xué)，研究方向是風(fēng)險評估。