变电站是电力系统的核心组成部分,其可靠水平对整个电网的安全稳定运行起着至关重要的作用。本文以变电站一次系统和继电保护系统为研究对象,对其进行可靠性分析,主要内容和创新成果体现在以下几个方面:(1)构建一种计及故障处理过程的变电站一次系统可靠性评估方案。考虑元件故障后的故障切除和故障恢复过程,论文提出一次设备的“四状态”模型,分别为正常状态、故障发生后还未进行切除状态、故障切除完成还未进行恢复状态以及恢复操作完成还未进行修复状态。鉴于断路器拒动的非独立性,对于故障切除阶段需要开断的断路器元件,在“四状态”模型的基础上增加一正常开断状态,即“五状态”模型。基于非序贯蒙特卡洛法,本文依次模拟各元件状态组合对应的故障切除和故障恢复操作,并分别进行相应的故障后果分析,统计包含变压器及多个电压等级主接线在内的整个变电站一次系统的可靠性指标。最后,通过算例的比较分析,证明该方案可以更精确地反映变电站的可靠性水平。(2)从一次系统和保护系统的整体视角出发,提出计及保护失效的变电站可靠性评估算法。首先,根据线路保护、变压器保护、母线保护的配置和信息流通路径,论文采用可靠性框图法获取其无故障误动率、非选择性误动率和拒动率。在此基础上,采用两种方法来计入保护系统的影响。方法1根据保护系统与一次设备之间的状态映射关系,解析并修正断路器的可靠性参数;方法2同时模拟一次设备和保护系统的运行状态,并具体分析保护系统对故障切除和故障恢复过程的影响。最后,通过对变电站实例的对比分析,验证了两种方法的有效性。(3)进行变电站元件重要度评估。论文采用灵敏度分析的图形表达,计算了故障切除完成和故障恢复完成两个时间断面的失负荷概率(LOLP)、电力不足期望(ELOL)和电量不足期望(EENS)对一次设备扩大型故障率、误动率和拒动率的灵敏度指标,可为变电站的规划和设计、运行维护以及老化更新提供参考。