計及保護失效的輸電網可靠性評估

張占龍，么 莉，雷林緒，林濟鏗，魏文輝，韓佳兵（.天津大學電氣與自動化工程學院，天津 0007；.國網智能電網研究院，北京 000；.同濟大學電子與信息工程學院，上海 080；.北京科東電力控制系統有限責任公司，北京 00085）

計及保護失效的輸電網可靠性評估

張占龍1，么 莉1，雷林緒2，林濟鏗3，魏文輝4，韓佳兵4
（1.天津大學電氣與自動化工程學院，天津 300072；2.國網智能電網研究院，北京 102200；3.同濟大學電子與信息工程學院，上海 201804；4.北京科東電力控制系統有限責任公司，北京 100085）

如何提高輸電系統可靠性分析的準確性一直是電力系統可靠性分析的熱點課題。基于對保護兩類失效、斷路器失效及保護系統之間的配合對線路停運的影響分析，首先提出了結合線路完整模型及序貫蒙特卡洛仿真的輸電系統可靠性分析新方法；然后建立了可計及保護、斷路器失效影響的輸電線路完整Markov模型；再根據該模型，采用序貫蒙特卡洛方法，對包括一次和二次設備的電力系統狀態進行抽樣仿真，并計算出各類可靠性指標，實現了完整電力系統的可靠性分析。所建線路狀態模型完整，符合實際的運行狀況，從而使得基于所提模型得到的系統可靠性分析結果的準確性及可信性更高。算例證明了所提方法的有效性。

可靠性評估；保護失效；斷路器拒動；序貫蒙特卡洛仿真；Markov模型

繼電保護作為電力系統二次設備中的重要元件之一，其正確動作與否將直接影響電力系統運行的安全性及可靠性。近年來由繼電保護失效引起的電力系統故障越來越突出［1-3］，科學合理地計及繼電保護系統對一次設備及系統安全運行的影響，對提高大電網可靠性分析結果可信度及準確度是一個非常關鍵的問題。

當前計及繼電保護影響的系統可靠性分析，根據其可靠性模型的建立過程大致可分成2類。第1類是以影響因子累加的方式計及保護系統對于一次設備失效率的影響。文獻［4］在對繼電保護硬件失效和原理性失效分別進行概率分析的基礎上，結合實時潮流、天氣等因素對設備停運的影響，以影響因子累加的方式為輸電線路、變壓器等輸電系統主要設備建立了運行可靠性模型；文獻［5-6］分析了計及保護失效影響的輸電線路的4種停電模式，并基于此將保護的拒誤動失效率累加到線路自身的停運率之中；文獻［7］結合繼電保護配置方案及拒誤動兩種失效模式，建立了繼電保護對一次設備可靠性影響的Markov模型，并將保護對一次設備的影響定量描述為保護可靠性對一次設備不可用度的貢獻量。上述文獻均將保護失效影響以影響因子的方式直接添加到被保護元件的停運率或不可用概率之中，由于沒有詳細考慮保護系統配置、配合以及斷路器失效等因素的影響，因此其可靠性分析結果的準確性相對較低。第2類是建立一次設備及二次保護系統的聯合可靠性分析模型來計及保護系統對于電力系統運行可靠性影響。文獻［8］綜合事件樹與故障樹的分析方法，定量分析了保護故障對系統供電可靠性的影響，其實質上是利用狀態枚舉法進行保護系統和一次系統的聯合可靠性進行分析，隨著系統規模的增大其計算量將急劇增加；文獻［9］基于保護拒誤動2種典型的失效模式及相鄰繼電保護系統之間的協調配合關系，建立了輸電線路的12狀態Markov分析模型，并分別用馬爾可夫狀態空間法和蒙特卡洛方法對簡單及復雜系統的可靠性進行了評估。該方法可同時適用于簡單系統及實際大系統，是一有效實用方法，但該方法在保護可靠性建模過程中只考慮了保護范圍內無故障發生時的誤動失效模式，而沒有考慮更為常見的非選擇性誤動失效［4］，即在被保護設備的相鄰下一級設備發生短路等故障的前提下，由繼電保護裝置的運行環境參數（電網運行方式、保護整定值等）導致的非選擇性跳閘。此外，該文沒有考慮保護裝置執行機構-斷路器的失效，而根據實際運行經驗和電力系統故障的相關統計分析［10-11］，斷路器的失效概率與二次保護系統的失效概率為同一數量級，若不計斷路器故障的影響，將會使得可靠性分析結果過于樂觀。

基于此，本文提出了一種基于線路完整模型及序貫蒙特卡洛仿真的輸電系統可靠性分析新方法。結合保護拒誤動、斷路器失效及保護系統之間的配合對線路停運的影響，本文建立了可計及保護、斷路器失效影響的輸電線路完整Markov狀態分析模型。然后基于此模型，采用序貫蒙特卡洛方法，對包括一、二次設備的電力系統狀態進行抽樣仿真，并計算各類可靠性指標，從而實現了完整電力系統的可靠性分析。

1 保護失效影響及線路停電模式分析

繼電保護不可靠運行時將導致其不能有選擇性且快速地切除保護區域內的故障元件，運行失效方式一般可分為保護拒動和誤動2種［12］。保護拒動是指保護裝置因不能正確檢測出區內故障而發出跳閘信號，使得故障元件不能被及時切除。保護發生拒動失效時需要由后備保護來切除故障元件，從而造成停電范圍擴大以及故障切除時間延長［13］。保護誤動包括2種情況：①被保護范圍內未發生故障而保護錯誤發出跳閘信號使得斷路器斷開被保護設備；②設備發生故障時其主保護及近后備未拒動，該設備的遠后備保護發生非選擇性越級誤動導致停電范圍擴大。保護誤動會增加被保護設備的停運概率。

保護系統中的斷路器作為保護裝置的執行機構，其拒動時也會造成故障元件不能及時斷開，需要該元件的后備保護動作切除故障元件，從而引起其他正常元件的停運。

根據對繼電保護和斷路器的失效影響分析，計及保護及斷路器失效影響的一次設備（以輸電線路為分析對象，其他類似）有4種停運類型：①線路本身發生故障而被保護及斷路器正確動作而切除；②相鄰線路發生故障且其保護裝置或斷路器拒動，本線路的保護作為其遠后備保護動作，導致未發生故障的本線路也被切除而停電；③線路未發生故障，其保護發生誤動而被切除導致停電，或稱一次設備正常運行而因保護系統的誤動而被切除；④相鄰線路發生故障且其保護與斷路器未拒動，本線路保護作為其遠后備保護發生非選擇性誤動將未發生故障的本線路斷開，或稱因保護發生非選擇性誤動導致線路被切除。

基于上述4種停運模式，本文建立了計及保護和斷路器失效影響的輸電線路完整Markov狀態分析模型，以便計算計及保護系統的電力系統可靠性指標。

2 輸電線路的完整Markov狀態分析模型

以圖1簡單系統為例進行建模分析。為了分析斷路器拒動失效的影響，本文將斷路器和保護裝置分開考慮。圖中，A、B為兩條線路，分別配備主保護裝置RA1、RA2、RB1和RB2，A1、A2為線路A兩端的斷路器，B1、B2為線路B兩端的斷路器，S1、S2為發電機，L為負荷。其中A、B的主保護均作為對方的后備保護，S1、S2的保護也分別作為A 和B的后備保護，本文只考慮遠后備保護，且認為遠后備保護100%可靠。本文以圖中的輸電線路A為例進行建模分析。

圖1 示例電力系統Fig.1 Example power system

根據計及不同保護失效模式及斷路器拒動影響的輸電線路4種停電類型，本文建立了如圖2所示的Markov狀態模型。

圖2 輸電線路A的完整Markov狀態模型Fig.2 Complete Markov model for transmission line A

模型中所需各參數的定義如下：P0為線路故障時兩端保護系統均能正確動作的概率，P1和P2分別為左右兩端保護系統發生拒動的概率，P3為兩端保護系統同時出現拒動的概率，PP、PBr分別為保護裝置和斷路器的拒動概率，λA、μA分別為線路A的失效率和修復率，λB為相鄰B線路的失效率，γ為故障元件的保護拒動造成停電范圍擴大后，恢復鄰近元件和隔離故障元件的效率［14］，λw1、λw2分別為系統無故障保護誤動及保護非選擇性誤動時的失效率，λw為總的保護誤動率，數值上等于λw1與λw2之和，μw為保護發生誤動失效時對應的修復率。

模型中運行狀態0表示線路及保護系統均正常。當線路A發生故障后，系統狀態轉移分為以下2類情況：①若兩端保護及斷路器均正常動作，線路將由狀態0轉移到狀態1，待人工檢查及確認后線路進入狀態7，最后經過修復過程，線路回到狀態0；②若兩端保護或斷路器發生拒動時，相鄰設備的保護將作為遠后備保護動作，此時將導致相鄰一次設備的無故障停運。例如線路左端RA1或A1拒動時，線路將從狀態0轉移至狀態2，此時線路A、B均被切除，經過人工檢查及倒閘恢復多切設備（線路B）供電后，線路由狀態2進入狀態8，故障線路修復完成后，線路回到狀態0。當線路正常而保護發生第一類誤動失效時，線路會由狀態0轉移到狀態5，經過保護修復過程后，線路恢復供電，回到狀態0。

當線路A及其保護正常，但相鄰下一級線路B發生故障后且其左端保護或斷路器出現拒動線路A的保護將作為后備保護動作，造成線路A停運。此時，線路A由狀態0進入狀態11；同理，當線路B故障且其兩端保護或斷路器同時拒動時線路A由狀態0轉移至狀態12。經過人工檢查及倒閘操作，線路A可恢復供電，回到狀態0。若線路B發生故障后且其兩端保護與斷路器均正確動作，但此時可能由于系統運行方式變化導致線路A的保護發生非選擇性誤動，線路A將由狀態0轉移至狀態13，保護修復完好后回到狀態0。

圖2中狀態1～4、7～10以及狀態5分別屬于線路的停電類型1和停電類型3，且均是由線路A及其保護故障引起，屬于自發故障停運；狀態11、12以及狀態13則分別對應于線路的停電類型2和類型4，且其均是由相鄰線路的故障所引起，屬于誘發停運。

另外，考慮斷路器失效后，會出現一種特殊的狀態，即保護裝置發生誤動（包括2種誤動情況）且斷路器拒動的情況，如圖2中的6狀態所示，此狀態下線路仍然保持正常運行，故沒有包括4種停電類型之中。但此時保護系統存在故障，且屬于隱性故障的一種，擬在繼電保護可靠性及風險分析中加以考慮，限于篇幅，將另文討論。

斷路器的拒動和保護裝置的拒動對被保護設備和整個電力系統的影響相同，故障線路的正確切除需要保護和斷路器配合完成。因此，當計及斷路器拒動失效的影響后，P0～P3的表達式為

不考慮斷路器失效時，P0～P3則分別表示線路兩端保護裝置均正確動作、左右兩端保護裝置分別拒動和兩端保護裝置同時拒動的概率，計算方法將有所不同，即

如上分析，考慮斷路器拒動和保護非選擇性誤動的失效影響后，將使線路的模型參數更加準確，模型中的狀態進一步完善，從而使線路模型更加符合實際運行狀況。

類似方法，可以建立線路B的可靠性分析模型。當系統中的所有線路的可靠性模型均建立完成之后，就完成了系統的可靠性建模。可以看出，當計及保護和斷路器的失效時，一方面將使線路的運行狀態增多，另一方面，會使相鄰線路之間的故障不再獨立，即由于保護間的協調配合會導致相鄰設備間存在耦合失效。如何準確模擬線路各狀態間的轉移及相鄰設備間的耦合失效關系是獲取精確可靠性評估結果的關鍵。

3 計及保護失效的輸電系統可靠性計算

建立了各設備的狀態轉移結構圖之后，對于簡單系統，可以應用狀態枚舉法或Markov狀態空間法對系統進行可靠性分析；對于實際大規模系統，一方面考慮保護影響后線路狀態較多（14狀態），另外系統中的元件數也多，相應系統狀態總數隨著元件的增多呈指數性增長，因此這兩種方法較難適用于實際系統的可靠性評估計算。本文采用序貫蒙特卡洛仿真法對于按第2節所建立的狀態轉移圖進行仿真模擬，進而獲得系統的可靠性指標。

3.1 系統可靠性指標

本文常用的系統可靠性指標［15］如下。

（1）系統失負荷概率LOLP（loss of load probability）為

式中：S為系統有切負荷狀態的集合；ti為系統狀態i的持續時間；T為總仿真時間，a。

（2）系統失負荷頻率LOLF（loss of load frequency）（次/a）為

（3）平均切負荷持續時間ADLL（average duration of load loss）（h/次）為

近年來，國企頻繁進行改革改制、重組、收購等操作，對應企業的管理模式、經營體系、產權結構等也隨之發生改變。國企充分落實深化改革要求的較少，但是進行結構調整、規模擴張的趨勢較為突出。企業審計團隊的規模逐漸朝著穩定化方向發展，審計對象縮小，但是審計內容大幅擴張，增加了相關作業人員的工作量；同時深化改革下，逐步突破了地域界限、行業界限，導致審計監督工作的難度大幅增加；此外，改革后，一些企業的收入、負債等存在較大偏差，降低了同期數據的可參考價值，受會計評估等政策的改變，深化改革下審計難度大幅增長。

（4）電力不足期望值EENS（expected energy not supply）（GW·h/a）為

式中：Ci為系統狀態i的切負荷量；Ni為有切負荷的狀態數。

3.2 計及保護失效的輸電網序貫蒙特卡洛仿真

序貫蒙特卡洛方法通過比較各設備當前狀態持續時間來確定當前系統狀態的持續時間，并按照時間推進對系統運行狀態轉移進行模擬，因此該方法在計算與系統的頻率和時間相關的可靠性指標方面具有明顯優勢。假設線路以及變壓器支路（簡稱為線路），在圖2中的各狀態的持續時間為滿足指數分布的隨機變量，則其抽樣公式為

式中：r為區間（ ）0,1上均勻分布的隨機數；ti為線路狀態持續時間，具體包括設備正常工作時間、修復時間以及倒閘操作時間；ρi為與ti對應的狀態轉移率，包括失效率、修復率和倒閘率。

相關變量及假設說明：tk表示從0時刻到第k個系統狀態末的總系統仿真時間；n為系統中的線路總數；Ti,k-1和Ti,k分別為第k-1個和第k個系統狀態下線路i的狀態持續時間；Dk-1和Dk分別為第k-1個和第k個系統狀態的持續時間。則計及保護失效及斷路器失效后輸電系統可靠性評估算法的計算步驟如下。

步驟1 設定初始條件。仿真時刻初值t0=0，系統狀態計數器k=0，系統中所有線路的初始狀態均為正常工作狀態，即狀態0。

步驟2 確定系統初始狀態持續運行時間。由于線路初始時均處于狀態0，線路本身或其保護系統的不同失效將導致線路轉移至不同的狀態（狀態1～6）。因此，首先要抽樣生成線路i（i=1,2, …,n，n為系統中的線路總數）處于初始正常工作狀態的持續時間T0，i及下一運行狀態。具體過程為：產生6個隨機數ri,1～ri,6，并根據式（7）及6個狀態轉移率計算得到對應的狀態持續時間ti,1～ti,6，選取其中最小的狀態持續時間作為該線路當前狀態的持續時間Ti,0，不妨設該最小狀態持續時間為ti,z（z=1,2,…,6），則Ti,0=ti,z，同時可確定該線路的下一運行狀態為狀態z。若所有線路的狀態持續時間及下一狀態確定之后，系統在初始狀態的持續時間；仿真時鐘推進到t1=D0，k=k+1。

圖3 線路j及其相鄰線路Fig.3 Line j and its adjacent lines

（1）若線路j處于狀態0且其兩端相鄰線路（m 或n）由狀態0轉移至狀態1（即意味著相鄰線路發生了停運誘發事件）時，產生一個新的隨機數rj并與保護非選擇性誤動概率Pmal進行比較。若rj＜Pmal，則將線路j轉移至狀態13；

（2）若線路j處于狀態0且其右側相鄰線路n由狀態0轉移至狀態2，同樣意味著發生了停運誘發事件，此時將線路j由狀態0轉移至狀態11；類似方法，若線路j的左側相鄰線路m由狀態0轉移至狀態3或兩端相鄰線路由狀態0轉移至狀態4時，則將線路j的狀態轉移至狀態11或12；

（3）若線路j處于狀態11且其右側相鄰線路n由狀態2轉移至狀態8，則將線路j的狀態置為0，此過程對應于人工檢查及倒閘操作結束后，將非故障停運線路恢復供電；若線路j的左側相鄰線路m由狀態3轉移至狀態9或兩端相鄰線路由狀態4轉移至狀態10時，處理方法為：將線路j由狀態11 或12轉移至狀態0；

步驟4 計算系統當前狀態下所有線路i （i=1,2,…,n）的狀態持續時間Ti,k，并確定該線路的下一運行狀態。相比于上一系統狀態，在當前系統狀態下只有部分線路發生了狀態轉移，大多數線路的狀態未發生變化。對于狀態發生轉移的線路，需確定其狀態持續時間及下一狀態；對于未發生狀態轉移的線路，只需確定其狀態剩余持續時間，其下一運行狀態已在此前系統狀態確定。具體過程如下。

（1）確定所有未發生狀態變化的線路在本系統狀態下的各自剩余持續時間，即：若Ti,k-1＞Dk-1，i=1,2,…,n，則線路i在當前系統狀態的持續時間為其所在狀態的剩余時間，即為Ti,k=Ti,k-1-Dk-1；

（2）確定所有發生狀態轉移線路的狀態持續時間及其下一運行狀態，即：若Ti,k-1=Dk-1,i=1, 2,…,n，則線路i的當前狀態持續時間Ti,k分為以下3種情況進行計算：

①當線路i處于狀態0時，則產生6個隨機數ri,1～ri,6。根據式（7）及6個狀態轉移率計算得到對應的狀態持續時間ti,1～ti,6，選取其中最小的狀態持續時間作為該線路當前狀態的持續時間Ti,k，不妨設該最小狀態持續時間為ti,z（z=1,2,…,6），則Ti,k=ti,z，同時可確定該線路的下一運行狀態為狀態z；

②當線路i處于狀態11或12兩種誘發故障狀態時，其轉移至下一狀態（狀態0）是一個被動過程；因此，線路i的狀態持續時間由相鄰故障線路的倒閘操作時間決定：；其下一狀態為狀態0；

③當線路i處于狀態1～10或狀態13時，根據圖2中線路各狀態之間的轉移關系，即可確定該線路下一運行狀態，同時根據對應的狀態轉移率及式（7）計算得到其當前狀態的持續時間Ti,k。

圖4 第k個系統狀態下線路狀態持續時間的計算Fig.4 Calculation of state durations of lines in system state k

上述步驟4中的狀態確定過程如圖4所示。圖中曲線1、p、n分別代表3條線路各自的運行狀態曲線，其他線路運行狀態曲線分析方法類似。在圖4中，線路p在第k-1個系統狀態末發生狀態轉移，而線路1、n未改變狀態。因此在第k個系統狀態下根據式（7）計算線路p的狀態持續時間，而線路1、n在第k個系統狀態下的狀態持續時間為其各自的狀態剩余持續時間。

步驟6 計算當前系統狀態的負荷損失：從tk至tk+1系統狀態維持不變，根據當前系統狀態下各個線路的狀態，進行當前系統狀態下的負荷損失計算。負荷損失的計算流程如下：

（1）若當前系統狀態下沒有線路停運，則負荷損失量為0，轉至步驟7；

（2）若當前系統狀態下有部分線路停運，則進行直流潮流計算以驗證是否有線路傳輸功率越限；若出現線路傳輸功率越限，則進行基于直流OPF的最小切負荷計算，實現發電機出力重調基礎上的最小切機及切負荷以消除線路越限，該最小切負荷量即為當前系統狀態下的負荷損失量；否則該狀態下沒有負荷損失，轉至步驟7。

步驟7 若仿真時間達到設定的結束時刻，統計整個仿真過程的各個參數，并按式（3）～式（6）計算系統可靠性指標，程序結束；否則，k=k+1，并轉至步驟3，繼續進行下一系統狀態的仿真。

算法流程如圖5所示。

4 算例分析

本文采用IEEE-118節點標準測試系統驗證本文算法的有效性和正確性。節點及支路參數參見文獻［16］，保護系統原理性誤動概率Pmal及其他可靠性基礎參數，以及線路的失效率λL、修復率μL、傳輸功率上限Pmax如表1所示。本節主要側重對本文所建模型和所提方法的驗證，因此對模型和元件參數做一定假設和簡化處理：表1為各參數根據實際運行經驗及相關文獻中的典型參數［9］取值，且本文假定所有保護及各線路的可靠性參數均相同。

圖5 計及保護失效的輸電系統可靠性評估流程Fig.5 Flow chart of reliability evaluation for transmission system including protection system failures

表1 保護及線路有關的可靠性參數Tab.1 Reliability parameters associated with lines and protection systems

圖6為采用本文模型計算LOLP及LOLF隨仿真時間增長的動態變化曲線。由圖可看出，兩指標在380 a左右開始趨于穩定。因此本文設定仿真時長為400 a。

圖6 LOLP及LOLF隨仿真時長的變化曲線Fig.6 Variance curves of LOLP and LOLF in the simulating process

分別采用本文方法、文獻［9］方法以及不考慮保護失效時的線路兩狀態模型及方法［17］對算例系統進行仿真計算，仿真時間長度為400 a，各個方法的可靠性指標計算結果如表2所示。

對比前兩組結果可以看出，基于不同方法的系統可靠性指標明顯不同：本文方法結果中LOLP、LOLF和EENS3個指標較大，而ADLL指標則較小；這是由于考慮斷路器的拒動和保護非選擇性誤動的影響后，一方面，線路的運行狀態及停電狀態總數相比于文獻［9］中的方法均進一步增多，另一方面，斷路器的拒動以及保護的非選擇性誤動失效會分別增加相鄰線路和被保護線路本身的停運概率，使得系統的可靠性降低。因此，LOLP、LOLF和EENS3個指標會有所增大。另外，新增的停電狀態持續時間較短，因而造成系統的平均切負荷持續時間ADLL出現下降。對比本文方法和兩狀態方法結果可以發現，相比于未考慮保護失效時評估結果，計及保護及斷路器失效影響的各系統可靠性指標變化趨勢同上述一致，但變化更加明顯。

表2 基于3種不同方法計算得到的算例系統可靠性指標Tab.2 System reliability indexes respectively by three different methods

為了進一步驗證本文方法的準確性，進一步計算負荷增長10%后的系統可靠性指標，計算結果如表3所示。

表3 1.1倍基準負荷水平時系統可靠性指標Tab.3 System reliability indexes with 1.1-fold load level by three different methods

對比表2、表3可知：系統負荷水平增長后，系統可靠性出現降低，但采用3種方法計算時系統可靠性的下降幅度會有所差異：以LOLP指標（指標越小表明系統可靠性越高）為例，其基于3種方法的計算結果分別增大5.7%、5.1%和4.2%，也就是說基于本文所提出的包括斷路器拒動及保護非選擇性誤動的完整系統可靠性分析計算所得到的可靠性指標增大最多；由此可以得出，負荷水平提升時，斷路器拒動及保護非選擇性誤動對于系統可靠性的影響加大；若不計及其影響，所得到的可靠性指標偏保守。

上述結果和分析表明：本文所建立的線路狀態模型更為完整，且更加符合實際的運行狀況，因而基于本文方法的到的評估結果（不同負荷水平時）更能反映系統的真實可靠性水平；同時，也驗證了在電力系統可靠性評估時計及保護及斷路器失效影響的必要性。

5 結語

本文提出了基于線路完整模型及序貫蒙特卡洛仿真的輸電系統可靠性分析新方法。結合保護拒誤動、斷路器失效及保護系統之間的配合對線路停運的影響，本文建立了計及保護、斷路器失效影響的輸電線路完整Markov狀態分析模型；并根據此模型，采用序貫蒙特卡洛方法，對包括一、二次設備的電力系統狀態進行抽樣仿真而實現了完整電力系統的可靠性分析。由于本文所建立的線路狀態模型完整，且更加符合實際的運行狀況，從而基于本文模型所進行的系統可靠性分析結果的準確性及可信性更高。

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Transmission Network Reliability Evaluation Considering Protection Failures

ZHANG Zhanlong1，YAO Li1，LEI Linxu2，LIN Jikeng3，WEI Wenhui4，HAN Jiabing4
（1.School of Electrical Engineering and Automation，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2.State Grid Smart Grid Research Institute，Beijing 102200，China；3.College of Electronic and Information Engineering，Tongji University，Shanghai 201804，China；4.Beijing Kedong Electric Power Control System Limited Company，Beijing 100085，China）

How to improve the accuracy of the reliability analysis of transmission system is a hot topic that has aroused extensive concerns in power system reliability analysis.Based on the analysis of line outage under the two types of protection failures，the failure of circuit breaker and cooperation of protection system in between，a new reliability analysis approach on transmission system is presented based on the complete Markov model of line states and sequential Monte-Carlo simulation.A complete Markov model is established first for transmission lines considering failures of protection and circuit breaker.Then，simulation of system states resulted from primary equipment and secondary equipment are carried out by sequential Monte Carlo method and reliability indexes are calculated，thus realizing the reliability analysis of a whole power system.Since the proposed line states model is complete and consistent with actual operating conditions，the results of system reliability analysis based on this model are more accuracy and credibility.Examples prove the validity of the raised method.

reliability assessment；protection failures；circuit breaker non-operations；sequential Monte-Carlo simulation；Markov model

TM732

A

1003-8930（2016）01-0079-07

10.3969/j.issn.1003-8930.2016.01.014

2014-10-11；

2015-02-04

國家電網公司總部科技項目（新一代智能變電站保護、控制及通信技術實用化研究）

張占龍（1988—），男，碩士研究生，研究方向為繼電保護及電力系統可靠性。Email：langshena@126.com

么 莉（1963—），女，碩士，副教授，研究方向為電機磁場分析、電機電器設計。Email：yaoli@tju.com.cn

雷林緒（1965—），男，碩士，高級工程師，研究方向為電力電子技術在電力系統的應用。Email：leilinxu@sgri.sgcc.com.cn