Выбор очередности реконструкции устройств релейной защиты подстанций по статистическим критериям теории игр
Ключевые слова:
надёжность релейной защиты, теория игр, игра с природой, критерий Байеса, критерий Вальда, критерий Ходжа–Лемана
Аннотация
Большинство случаев некорректной работы релейной защиты связано с физическим и моральным износом значительной части эксплуатируемых устройств. Однако провести комплексную замену устаревших защит на современные не представляется возможным из-за отсутствия достаточного финансирования и высокой стоимости устройств. Решением проблемы является введение очередности реконструкции устройств релейной защиты, что в условиях частичной неопределенности исходной информации достаточно сложно. Рассмотрен подход с применением теории игр, позволяющий спланировать поэтапную реконструкцию релейной защиты при ограниченном бюджете с минимальными рисками. Анализируется ситуация выбора одного из двух вариантов реконструкции релейной защиты на объекте в условиях неопределенности и недостатка информации. При обосновании выбранного решения целесообразно использовать критерии Ходжа–Лемана, Вальда и Байеса. Показано, что сочетание и выбор оптимальной стратегии с учетом минимизации ущерба при действиях релейной защиты позволит совместить показатели надежности и экономичности при выборе варианта реконструкции. Полученные на конкретном примере результаты свидетельствуют о перспективности метода для повышения надежности и правильного распределения бюджета при реконструкции подстанций.
Литература
1. Шалин А.И. Надежность и диагностика релейной защиты энергосистем. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2002, 549 с.
2. СТО 34.01-4.1-011-2020. Рекомендации по модернизации, реконструкции и замене длительно эксплуатирующихся устройств релейной защиты и автоматики энергосистем. М.: ПАО «Россети», 2020, 48 с.
3. Концепция развития релейной защиты и автоматики электросетевого комплекса. Приложение №1 к протоколу Правления ОАО «Россети» от 22.06.2015 № 356пр. М., 2015.
4. Шарыгин М.В., Вуколов В.Ю., Петров А.А. Разработка алгоритма автоматической адаптации параметров срабатывания многомерной интеллектуальной релейной защиты к конфигурации распределительных электрических сетей. – Вестник НГИЭИ, 2020, № 11, с. 65–78.
5. Яроцкая Е.В. Основы теории игр (для бакалавров экономики): учебное пос. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013, 123 с.
6. Папков Б.В. Оценка управленческих решений в электроэнергетике при неопределенности исходных условий. – Материалы 48-го заседания Международного научного семинара «Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики». Мурманск, 1996, с. 40–45.
7. Малафеев А.В., Юлдашева А.И. Количественная оценка производственных рисков при принятии решений по управлению и реконструкции системы электроснабжения крупного промышленного предприятия. – Вестник Ивановского государственного энергетического университета, 2016, № 3, с. 55–62.
8. Куликов А.Л., Соснина Е.Н., Колесников А.А., Крюков Е.В. Дифференциальная защита системы тиристорного регулятора напряжения с применением метода двойной записи. – Промышленная энергетика, 2019, №1, с. 39–44.
9. Куликов А.Л., Вуколов В.Ю., Колесников А.А. Централизованная дифференциальная защита цифровой подстанции с применением метода двойной записи. – Вестник Ивановского государственного энергетического университета, 2018, № 2, с. 31–40.
10. Ganggang H., Huanxin G., Dongxue Q., Wei D. Reliability Analysis of Relay Protection Based on the Fuzzy-Markov Model. – International Journal of Hybrid Information Technology, 2013, vol. 8, pp. 115–128, doi:10.14257/ijhit.2015.8.10.11.
11. РД 34.35.310-97. Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем. М.: РАО ЕЭС России, 1998, 19 с.
12. Wald A. Statistical decision functions. N.Y.: Wiley; L., Chapman & Hall, 1950.
13. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике. Л.: Энергоатомиздат, 1990, 208 с.
14. Файбисович Д.Л. Справочник по проектированию электрических сетей. 4-е изд. М.: ЭНАС, 2012, 376 с.
15. Виноградов А.В., Перьков Р.А. Анализ повреждаемости электрооборудования электрических сетей и обоснование мероприятий по повышению надежности электроснабжения потребителей. – Вестник НГИЭИ, 2015, № 12, с. 12–21.
16. Hodges J.L. JR., Lehmann E.L. Estimates of Location Based on Rank Tests. – Annals of Mathematical Statistics, 1963, 34, pp. 598–611.
17. Ch’ng C.K., Quah S.H., Low H.C. The Use of Hodges-Lehmann Estimator in Multiple Response Optimization with Replication. Matematika. – Malaysian Journal of Industrial and Applied Mathematics, 2004, vol. 20, pp. 101–110.
#
1. Shalin A.I. Nadezhnost’ i diagnostika releynoy zashchity energosistem (Reliability and diagnostics of relay protection of power systems). Novosibirsk: Izd-vo NGTU, 2002, 549 p.
2. SТО 34.01-4.1-011-2020. Rekomendatsii po modernizatsii, rekonstruktsii i zamene dlitel’no ekspluatiruyushchihsya ustroystv releynoy zashchity i avtomatiki energosistem (Recommendations for the modernization, reconstruction and replacement of long-term relay protection and automation devices of power systems). М.: PAO «Rosseti», 2020, 48 p.
3. Kontseptsiya razvitiya releynoy zashchity i avtomatiki elektrosetevogo kompleksa. Prilozhenie №1 k protokolu Pravleniya OAO «Rosseti» ot 22.06.2015 № 356pr (The concept of development of relay protection and automation of the electric grid complex. Appendix No. 1 to the Minutes of the Management Board of JSC «Rosseti» dated 22.06.2015 No. 356pr). М., 2015.
4. Sharygin M.V., Vukolov V.Yu., Petrov A.A. Vestnik NGIEI – in Russ. (Bulletin NGIEI), 2020, No. 11, pp. 65–78.
5. Yarotskaya E.V. Osnovy teorii igr (dlya bakalavrov ekonomiki): uchebnoe pos. (Fundamentals of Game Theory (for Bachelor of Economics): textbook). Tomsk: Izd-vo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 2013, 123 p.
6. Papkov B.V. Materialy 48-go zasedaniya Mezhdunarodnogo nauchnogo seminara – in Russ. (Materials of 48th meeting of the International Scientific Seminar). Murmansk, 1996, pp. 40–45.
7. Malafeev A.V., Yuldasheva A.I. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta – in Russ. (Vestnik of Ivanovo State Power Engineering University), 2016, No. 3, pp. 55–62.
8. Kulikov A.L., Sosnina E.N., Kolesnikov A.A., Kryukov E.V. Promyshlennaya energetika – in Russ. (Industrial Energy), 2019, No. 1, pp. 39–44.
9. Kulikov A.L., Vukolov V.Yu., Kolesnikov A.A. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta – in Russ. (Vestnik of Ivanovo State Power Engineering University), 2018, No, 2, pp. 31–40.
10. Ganggang H., Huanxin G., Dongxue Q., Wei D. Reliability Analysis of Relay Protection Based on the Fuzzy-Markov Model. – International Journal of Hybrid Information Technology, 2013, vol. 8, pp. 115–128, doi:10.14257/ijhit.2015.8.10.11.
11. RD 34.35.310-97. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya k mikroprotsessornym ustroystvam zashchity i avtomatiki energosistem (General technical requirements for microprocessor protection and automation devices of power systems). М.: RAO EES Rossii, 1998, 19 p.
12. Wald A. Statistical decision functions. N.Y.: Wiley; L., Chapman & Hall, 1950.
13. Guk Yu.B. Teoriya nadezhnosti v elektroenergetike (Reliability theory in the electric power industry). L.: Energoatomizdat, 1990, 208 p.
14. Faibisovich D.L. Spravochnik po proektirovaniyu elektri-cheskih setey. 4-e izd. (Handbook of electrical network design. 4th ed.). М.: ENAS, 2012, 376 p.
15. Vinogradov A.V., Perkov R.A. Vestnik NGIEI – in Russ. (Bulletin NGIEI), 2015, No. 12, pp. 12–21.
16. Hodges J.L. JR., Lehmann E.L. Estimates of Location Based on Rank Tests. – Annals of Mathematical Statistics, 1963, 34, pp. 598–611.
17. Ch’ng C.K., Quah S.H., Low H.C. The Use of Hodges-Lehmann Estimator in Multiple Response Optimization with Replication. Matematika. – Malaysian Journal of Industrial and Applied Mathematics, 2004, vol. 20, pp. 101–110.
2. СТО 34.01-4.1-011-2020. Рекомендации по модернизации, реконструкции и замене длительно эксплуатирующихся устройств релейной защиты и автоматики энергосистем. М.: ПАО «Россети», 2020, 48 с.
3. Концепция развития релейной защиты и автоматики электросетевого комплекса. Приложение №1 к протоколу Правления ОАО «Россети» от 22.06.2015 № 356пр. М., 2015.
4. Шарыгин М.В., Вуколов В.Ю., Петров А.А. Разработка алгоритма автоматической адаптации параметров срабатывания многомерной интеллектуальной релейной защиты к конфигурации распределительных электрических сетей. – Вестник НГИЭИ, 2020, № 11, с. 65–78.
5. Яроцкая Е.В. Основы теории игр (для бакалавров экономики): учебное пос. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013, 123 с.
6. Папков Б.В. Оценка управленческих решений в электроэнергетике при неопределенности исходных условий. – Материалы 48-го заседания Международного научного семинара «Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики». Мурманск, 1996, с. 40–45.
7. Малафеев А.В., Юлдашева А.И. Количественная оценка производственных рисков при принятии решений по управлению и реконструкции системы электроснабжения крупного промышленного предприятия. – Вестник Ивановского государственного энергетического университета, 2016, № 3, с. 55–62.
8. Куликов А.Л., Соснина Е.Н., Колесников А.А., Крюков Е.В. Дифференциальная защита системы тиристорного регулятора напряжения с применением метода двойной записи. – Промышленная энергетика, 2019, №1, с. 39–44.
9. Куликов А.Л., Вуколов В.Ю., Колесников А.А. Централизованная дифференциальная защита цифровой подстанции с применением метода двойной записи. – Вестник Ивановского государственного энергетического университета, 2018, № 2, с. 31–40.
10. Ganggang H., Huanxin G., Dongxue Q., Wei D. Reliability Analysis of Relay Protection Based on the Fuzzy-Markov Model. – International Journal of Hybrid Information Technology, 2013, vol. 8, pp. 115–128, doi:10.14257/ijhit.2015.8.10.11.
11. РД 34.35.310-97. Общие технические требования к микропроцессорным устройствам защиты и автоматики энергосистем. М.: РАО ЕЭС России, 1998, 19 с.
12. Wald A. Statistical decision functions. N.Y.: Wiley; L., Chapman & Hall, 1950.
13. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике. Л.: Энергоатомиздат, 1990, 208 с.
14. Файбисович Д.Л. Справочник по проектированию электрических сетей. 4-е изд. М.: ЭНАС, 2012, 376 с.
15. Виноградов А.В., Перьков Р.А. Анализ повреждаемости электрооборудования электрических сетей и обоснование мероприятий по повышению надежности электроснабжения потребителей. – Вестник НГИЭИ, 2015, № 12, с. 12–21.
16. Hodges J.L. JR., Lehmann E.L. Estimates of Location Based on Rank Tests. – Annals of Mathematical Statistics, 1963, 34, pp. 598–611.
17. Ch’ng C.K., Quah S.H., Low H.C. The Use of Hodges-Lehmann Estimator in Multiple Response Optimization with Replication. Matematika. – Malaysian Journal of Industrial and Applied Mathematics, 2004, vol. 20, pp. 101–110.
#
1. Shalin A.I. Nadezhnost’ i diagnostika releynoy zashchity energosistem (Reliability and diagnostics of relay protection of power systems). Novosibirsk: Izd-vo NGTU, 2002, 549 p.
2. SТО 34.01-4.1-011-2020. Rekomendatsii po modernizatsii, rekonstruktsii i zamene dlitel’no ekspluatiruyushchihsya ustroystv releynoy zashchity i avtomatiki energosistem (Recommendations for the modernization, reconstruction and replacement of long-term relay protection and automation devices of power systems). М.: PAO «Rosseti», 2020, 48 p.
3. Kontseptsiya razvitiya releynoy zashchity i avtomatiki elektrosetevogo kompleksa. Prilozhenie №1 k protokolu Pravleniya OAO «Rosseti» ot 22.06.2015 № 356pr (The concept of development of relay protection and automation of the electric grid complex. Appendix No. 1 to the Minutes of the Management Board of JSC «Rosseti» dated 22.06.2015 No. 356pr). М., 2015.
4. Sharygin M.V., Vukolov V.Yu., Petrov A.A. Vestnik NGIEI – in Russ. (Bulletin NGIEI), 2020, No. 11, pp. 65–78.
5. Yarotskaya E.V. Osnovy teorii igr (dlya bakalavrov ekonomiki): uchebnoe pos. (Fundamentals of Game Theory (for Bachelor of Economics): textbook). Tomsk: Izd-vo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 2013, 123 p.
6. Papkov B.V. Materialy 48-go zasedaniya Mezhdunarodnogo nauchnogo seminara – in Russ. (Materials of 48th meeting of the International Scientific Seminar). Murmansk, 1996, pp. 40–45.
7. Malafeev A.V., Yuldasheva A.I. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta – in Russ. (Vestnik of Ivanovo State Power Engineering University), 2016, No. 3, pp. 55–62.
8. Kulikov A.L., Sosnina E.N., Kolesnikov A.A., Kryukov E.V. Promyshlennaya energetika – in Russ. (Industrial Energy), 2019, No. 1, pp. 39–44.
9. Kulikov A.L., Vukolov V.Yu., Kolesnikov A.A. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo energeticheskogo universiteta – in Russ. (Vestnik of Ivanovo State Power Engineering University), 2018, No, 2, pp. 31–40.
10. Ganggang H., Huanxin G., Dongxue Q., Wei D. Reliability Analysis of Relay Protection Based on the Fuzzy-Markov Model. – International Journal of Hybrid Information Technology, 2013, vol. 8, pp. 115–128, doi:10.14257/ijhit.2015.8.10.11.
11. RD 34.35.310-97. Obshchie tekhnicheskie trebovaniya k mikroprotsessornym ustroystvam zashchity i avtomatiki energosistem (General technical requirements for microprocessor protection and automation devices of power systems). М.: RAO EES Rossii, 1998, 19 p.
12. Wald A. Statistical decision functions. N.Y.: Wiley; L., Chapman & Hall, 1950.
13. Guk Yu.B. Teoriya nadezhnosti v elektroenergetike (Reliability theory in the electric power industry). L.: Energoatomizdat, 1990, 208 p.
14. Faibisovich D.L. Spravochnik po proektirovaniyu elektri-cheskih setey. 4-e izd. (Handbook of electrical network design. 4th ed.). М.: ENAS, 2012, 376 p.
15. Vinogradov A.V., Perkov R.A. Vestnik NGIEI – in Russ. (Bulletin NGIEI), 2015, No. 12, pp. 12–21.
16. Hodges J.L. JR., Lehmann E.L. Estimates of Location Based on Rank Tests. – Annals of Mathematical Statistics, 1963, 34, pp. 598–611.
17. Ch’ng C.K., Quah S.H., Low H.C. The Use of Hodges-Lehmann Estimator in Multiple Response Optimization with Replication. Matematika. – Malaysian Journal of Industrial and Applied Mathematics, 2004, vol. 20, pp. 101–110.
