智能保护的高集成度趋势给保护系统的可靠性带来了新的潜在风险,自愈技术缺乏导致灾变情况下二次系统恢复时间过长是智能电网面临的新挑战。本文以提高电网“第一道防线”的性能为着眼点,利用站域集成信息、结合先进通信技术,研究旨在大幅提高电网关键区域枢纽变电站群高可靠性及灾后快速恢复的远程备用智能保护一体化中心(以下简称“智能保护中心”)新架构。因智能保护中心是首次提出的新架构、新概念,且其目的之一是提高智能变电站站域保护的可靠性,故其本身的可靠性尤其重要,有待研究。本文的研究内容及成果如下:首先,针对智能保护中心与双重化智能站域保护之间配合关系动作逻辑建模的研究,根据智能保护中心在热备用和冷备用两种工作模式下与双重化智能站域保护之间的配合关系,分别建立时序Petri网(Petri net,PN)模型,使用HiPS(Hierarchical Petri net Simulator)软件进行建模并进行动态仿真分析,在此基础上采用PN矩阵分析法验证所建立的PN模型。仿真及验证结果表明所建立的时序PN模型可以有效的描述智能保护中心与双重化智能站域保护之间的配合关系,间接证明两者之间的可靠配合。其次,研究智能保护中心架构通信系统可靠性。鉴于智能保护中心在枢纽变电站群中所建位置的不同有两种组网结构,相应的主干网络需要采用星型和环型方式连接。要得到智能保护中心架构通信系统两种组网结构下可靠性指标表达式,须对智能保护中心架构通信系统各子模块建立Markov状态空间模型,确定模型各状态之间失效率、修复率逻辑关系,得出各子模块可靠性衡量指标表达式,综合得到智能保护中心架构通信系统可靠性指标,在此基础上采用Markov状态空间法并结合MATLAB软件计算整个智能保护中心架构通信系统的可靠性。通过算例分析得到智能保护中心架构通信系统在两种组网下均具有较高的可靠性,为其在枢纽变电站群中的推广和应用提供了有力支撑。最后,研究智能保护中心与智能变电站之间总体架构的可靠性。设计5种智能保护中心与智能变电站站域保护之间运行方案,建立Markov状态转移图,确立保护系统的失效率、修复率与各状态之间的逻辑关系,同时结合保护系统本身的拒动概率、误动概率及通信系统主干网络的可用度,给出确定可靠性衡量指标的数学表达式,采用Markov状态空间法并结合MATLAB软件计算5种运行方案的可靠性指标,对比分析智能保护中心投入使用前后的可靠性指标数值,表明智能保护中心新架构在双重化站域保护可靠性降低的情况下对系统的可靠性具有明显的提升效果。