Skip to main content
SUPERVISOR
محمداسماعیل همدانی گلشن (استاد راهنما) حیدرعلی شایانفر (استاد مشاور) محمود رضا حقی فام (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hamze Hajian hoseinabadi
حمزه حاجیان حسین آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1388

TITLE

Reliability Modeling and Assessment of Substation Automation Systems
This thesis first aims to investigate the effects of component repair on the availability, reliability and component importance analyses of various SASs. Due to the limitations and vagueness in the practical input data, the thesis then presents a technique to assess the reliability of SASs which reflects the impacts of input parameter uncertainties described by three types of fuzzy membership functions on the calculated reliability indices. In the next step, a new Markov model for SAS is proposed which reflects the impacts of control devices, protection functions, and communication networks. Thereafter, the thesis concentrates on an implementation of advanced fuzzy arithmetic into reliability assessment of SAS and proposes an advanced fuzzy-Markov model for SAS. Afterwards, a quantitative reliability evaluation of different automated industrial substations is performed. Subsequently, a composite reliability assessment model of distribution system is presented which illustrates the impacts of substations automated by various automation configurations on the reliability of the primary distribution systems equipped with a specific distribution automation scheme. Finally, a technique is proposed to assess the reliability of composite generation and transmission system reliability which reflects the impacts of SAS and automated substations on the calculated reliability indices. Key Words Automated industrial substation, availability, fuzzy set, Markov model, reliability block diagram, substation automation system.
سیستم اتوماسیون به عنوان کنترل‌کننده کلیه عملیات سیستم قدرت و عهده‌دار تمامی وظایف کاربری و مهندسی از جمله فعالیت‌های نظارتی، تصمیم‌گیری و اجرایی شناخته می‌شود و از این‌‌ روی نقش بسزایی در نحوه عملکرد پست‌های قدرت ایفا می‌نماید. با این حال تاکنون سوالات و ابهامات متعددی در مورد سیستم اتوماسیون پست از دیدگاه قابلیت اطمینان مطرح می‌باشد از جمله: نادیده گرفتن نقش عامل تعمیر تجهیزات و عدم قطعیت داده‌های آماری بر روی شاخص‌های قابلیت اطمینان سیستم اتوماسیون، نبود مدل جامع جهت ارزیابی همزمان سیستم‌های حفاظتی، کنترلی و ارتباطی پست و نادیده گرفتن نقش اتوماسیون پست در بهبود عملکرد بخش‌های مختلف سیستم قدرت از جمله سیستم‌های توزیع و انتقال. لذا جهت رفع این ابهامات، در این رساله ابتدا عبارات مربوط به شاخص‌های دسترس‌پذیری، قابلیت اطمینان و نرخ‌های خرابی و تعمیر چهار ساختار گوناگون اتوماسیون پست برحسب پارامترهای نرخ خرابی و تعمیر تجهیزات ارائه می‌گردد. همچنین، تعدادی ارزیابی اهمیت تجهیزات به‌منظور شناسایی موثرترین عناصر در بهبود کارایی سیستم اتوماسیون در حضور ادوات قابل تعمیر انجام می‌گیرد. در ادامه رساله، پس از ارائه الگوریتم مربوط به محاسبات فازی سیستم اتوماسیون، مدل فازی پیشنهادی بر روی سه ساختار گوناگون اتوماسیون پست اعمال می‌گردد. به‌علاوه، یک مجموعه آنالیز اهمیت فازی جهت شناسایی تاثیرگذارترین تجهیزات در ارتقای عملکرد مدل فازی پیشنهادی صورت می‌پذیرد. همچنین به کمک روش تحلیل حساسیت، تاثیرات ناشی از تغییر بازه‌های مربوط به عدم قطعیت داده‌های ورودی بر روی نتایج خروجی مدل فازی سیستم اتوماسیون مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. در قدم بعدی، یک مدل مارکوف دقیق برای سیستم کنترلی پیشنهاد می‌شود که به موجب آن سطح دسترس‌پذیری فعالیت‌های کنترلی مختلف محاسبه می‌گردد. هم‌چنین، به کمک مدل‌های مارکوف سیستم‌های حفاظتی و کنترلی به‌همراه مدل قابلیت اطمینان سطوح ارتباطی، یک مدل جامع و یکپارچه برای سیستم اتوماسیون پیشنهاد می‌شود و به‌منظور شناسایی میزان تاثیرپذیری شاخص‌های مدل پیشنهادی نسبت به تغییرات نرخ خرابی ادوات مختلف، یک مجموعه تحلیل حساسیت صورت می‌پذیرد. در مرحله بعد، پس از ارائه روندنمای مربوط به مدل مارکوف فازی پیشرفته، مدل مذکور بر روی یک ساختار مشخص اتوماسیون پست با در نظر گرفتن سطوح کنترلی مختلف اعمال می‌گردد. علاوه‌بر‌این، به کمک روش‌های آنالیز اهمیت فازی و تحلیل حساسیت، ضمن شناسایی موثرترین عناصر در بهبود کارایی مدل فازی پیشنهادی، تاثیر میزان عدم قطعیت‌های داده‌های ورودی بر روی نتایج خروجی مورد بررسی قرار می‌گیرد. در گام بعدی رساله، با ارائه روابطی شاخص‌های قابلیت اطمینان پست‌های صنعتی خودکار در حضور ساختارهای مختلف اتوماسیون پست مورد بررسی قرار می‌گیرد. در ادامه،‌ پس از مروری بر نحوه عملکرد یک طرح اتوماسیون توزیع مشخص به نام «سیستم با قطع پایین» و چگونگی مدل‌سازی آن از دیدگاه قابلیت اطمینان،‌ یک مجموعه روابط به‌منظور بررسی شاخص‌های سیستم توزیع خودکار پیشنهاد می‌شود که به موجب آن میزان تاثیرات سیستم اتوماسیون پست، سیستم اتوماسیون توزیع و پست‌های خودکار در ارتقای سطح قابلیت اطمینان مربوط به ساختارهای مختلف سیستم توزیع مورد تحلیل قرار می‌گیرد. سرانجام در پایان رساله، نحوه مدل‌سازی پست‌های خودکار بر روی شاخص‌های سیستم مرکب مورد بررسی قرار می‌گیرد. همچنین، به‌منظور ارزیابی نقش اتوماسیون پست در بهبود خروج‌های وابسته به پست و افزایش سطح قابلیت اطمینان سیستم مرکب روابطی ارائه می‌شود. کلمات کلیدی - پست‌های صنعتی خودکار، سیستم‌های اتوماسیون پست، قابلیت اطمینان، مجموعه فازی، مدل مارکوف

ارتقاء امنیت وب با وف بومی