变电站系统中广泛存在着功能相关性,即执行工作任务时,子系统与子系统、各个系统的部件与部件之间的都存在着密切的联系以及信息交互,这种联系一方面使得系统的运行效率得到提高,能够高效的完成工作任务,同时,也使得当故障发生时会产生传播失效效应,这种传播失效效应如果被监测部件或者子系统隔离,就只会造成局部的影响,即局部传播失效,相应的如果没能被隔离,就会扩散至整个子系统或整个系统,即发生全局性传播失效。监测部件(或系统)的失效隔离效应与故障部件或子系统的的传播失效效应在时域上的竞争称之为竞争失效。这种竞争失效先前已有学者在计算机系统进行了分析研究,本文的主要工作内容一方面就是研究电力系统中的这种竞争失效效应,将其进行扩展,并根据智能电网的关键系统变电站系统的特点进行改进,使我们对变电站系统进行可靠度分析时的得到的可靠性结果更具有参考价值,为变电站系统的资源分配、维修决策提供支持。另一方面则进行重要度分析方法研究。重要度分析是可靠性学科的重要分支,是系统在进行设计、运行、维护三个阶段时都必须考虑的关键参考环节。通过重要度分析,能够识别系统的薄弱环节,这在电力系统、航空航天、核电站等具有高可靠性、长寿命要求的复杂系统,一直以来都倍受学术界的学者和工业界的工程设计者的共同关注。对将竞争失效考虑在内的可靠性分析能够明显提高得到的可靠性分析结果的价值,而对变电站系统进行重要度分析,能够识别系统的薄弱环节,更加合理的分配人力物力。本文的主要内容和创新点也从这两点进行展开:(1)根据变电站系统的结构特性,以功能相关性为切入点,在已有的竞争失效的相关概念下,进行扩展,以三个层次单功能相关组单阶段任务系统、多功能相关组单阶段任务系统、单功能相关组多阶段任务系统为研究对象,提出对应的研究分析方法。首先将系统部件类型根据功能相关性进行划分,然后根据全概率公式和概率学原理对所有的情况进行划分,分别进行研究分析,最后整合所有的分析结果,得到基于竞争失效的变电站系统的可靠性分析结果并与不考虑竞争失效的可靠性分析结果进行对比,验证所提出方法的有效性。(2)分别对三个层次的变电站系统:单功能相关组单阶段任务系统、多功能相关组单阶段任务系统、单功能相关组多阶段任务系统进行建模,然后相应的应用提出的方法进行算例分析研究,对于复杂的实际系统,期望能够通过这三个层次的建模分析后,再由递归分析的方法得到最终的可靠性结果。限于实验条件不足、实际数据缺失,在进行算例分析时采用了尽可能多的采用了部件的失效分布类型来检验提出方法的有效性。(3)在基于多值决策图的重要度分析方面,将Birmbaum重要度、Griffith重要度、Wu重要度、基于系统性能损失的组件状态综合重要度进行了扩展,扩展后的重要度能够通过多值决策图方法更加简便计算,在实际工程应用中可以降低计算量,而在实际上也没有改变原本重要度的公式定义和物理意义,最后通过算例进行了验证并论述了它们之间的关系。选取重要度的包含了静态指标、动态指标;寿命重要度、可靠性重要度;有无考虑组件状态转移矩阵等,具有较好的代表性。