变电站是区域电力系统网络的枢纽,承担着转换电压等级、分配电能负荷的重要作用。相比发展已经较为成熟的常规变电站系统,智能变电站的一次系统和二次系统的设计仍处于实践阶段。对智能变电站自动化系统进行可靠性评价,进而评价整个智能变电站一次系统和二次系统的可靠性,从而指导变电站一次电气系统和自动化系统的设计,对提高整个变电站和区域电力系统的稳定性具有重要意义。传统的变电站自动化系统可靠性分析,对考虑变电站自动化系统内部的相关性问题存在诸多不足,往往忽略不同子系统或不同间隔间的共用设备和数据通讯,又或者在考虑某一系统功能时,将参与该功能的设备内的无关功能模块纳入计算。另外,传统变电站自动化系统可靠性分析多基于全部元件完好,或全部元件故障的二元划分法,未能表述变电站自动化系统存在的不同程度的功能降级状态。针对变电站自动化系统可靠性分析中存在的相关性问题,本文先对变电站自动化系统各设备提出了基于FMEA的可靠性分析与建模方法,分析各设备所参与的变电站自动化系统的分布式功能,以及设备内部各功能模块故障导致的分布式功能失效模式。再对变电站自动化系统的两种设计结构分别建立基于节点链路网络的可靠性模型,依据各间隔网络结构的类似性和相对独立性,将自动化系统分为各电压等级和各种类间隔的可靠性模型,以及站控层整体可靠性模型。根据之前对各设备及内部功能模块所参与分布式功能的分析,对间隔模型中全部功能模块和链路采用FMEA分析其所参与的分布式功能,结合故障树最小下行法计算各分布式功能及子功能的可用度。在考虑相关性的基础上,再将站控层通讯功能与各间隔分布式功能进行整合,得到全站自动化系统故障树,进而计算得到全站自动化系统各分布式功能及整体可用度。将两种结构的变电站自动化系统整体可用度和各分布式功能可用度进行对比,说明了本文提出的可靠性分析方法的相比于传统分析方法对自动化系统结构实际可靠性的判断更为准确。针对变电站自动化系统可靠性分析中存在的功能降级问题,本文提出了基于功能降级情景分析的状态划分方法,通过分析各子系统在实际工作中的不同侧重点,说明功能降级状态划分的主体只能是各子系统而非整个变电站自动化系统;通过分析各子系统中不同间隔、不同子功能失效导致的一次系统停电范围扩大的程度不同,以及对实际工作的不利影响程度不同,对各子系统进行合理的多层次功能降级状态划分;基于改进FMEA法分析了各子系统不同间隔或不同子功能状态组合导致的子系统所处状态,给出基于改进FMEA的子系统功能降级可靠性模型。并给出考虑解耦相关性的计算方法,得到各变电站自动化子系统运行状况不劣于某一降级状态的多层次可靠性。对两种结构的变电站自动化系统考虑功能降级的可靠性计算结果进行比较分析,再与传统可靠性分析方法的计算结果比较分析。比较结果表明,本文提出的考虑功能降级的变电站自动化系统可靠性分析方法,能够从多方面、多次层次考量系统的可靠性,有效解决了传统可靠性分析方法中存在的局限和不足。