一、研究背景與意義

　　電力通信系統是智能電網安全、穩定、經濟運行的重要支撐和保障。電網通信信息中斷,將延誤事故處理的時間。歷史上由通信中斷引起或致其惡化的電網事故并不少見。由于電網廣域保護控制系統以廣域信息為基礎,因而對通信系統的依賴很強,然而通信系統失效對電網廣域保護控制的影響缺乏相關的研究。

　　研究支撐電網廣域保護控制系統的光纖通信傳輸網的鏈路中斷故障對電網廣域保護控制系統的影響,可以為廣域保護控制系統的設計和支撐電網安全穩定控制的通信系統的薄弱環節的辨識提供方法,從而使電網可以應對通信系統故障的潛在威脅,使電網廣域保護控制系統的控制更可靠、更有效、更全面。這對全國特高壓互聯后的跨區大電網的電網廣域保護控制系統的設計和實現,以及支撐電網廣域保護控制的通信系統的設計和完善,具有重要的參考價值。由于通信節點中斷可以采用與通信鏈路中斷相同的方法進行處理,因此本文主要研究通信鏈路中斷造成的影響,并以電網廣域監測分析保護控制(WARMAP)系統為例加以討論。

　　二、通信中斷對電網廣域保護控制系統影響的定性分析

　　應用較多的集中式WARMAP安全穩定控制系統的結構分為四層,分別是調度中心站層、主站層、子站層、和執行站層。根據每一層的功能特點及其傳輸通道承載的數據和命令,定性分析層與層間上下行通信分別中斷對WARMAP系統正常運行產生的影響,可以直觀地看到通信通道可靠運行的重要性及通信中斷將導致后果的嚴重性。

　　例如,調度中心站與主站通信中斷,主站每隔5分鐘與中心站建立一個連接,獲取相應的在線控制策略數據。在數據交互的這段時間如果發生下行通信中斷(中心站到主站通信中斷),主站接收不到來自中心站的對應信息,則主站切換至離線策略運行模式,對于離線措施不足的電網故障無法實現控制措施在線追加,可能造成欠控。

　　三、通信系統關鍵鏈路辨識

　　通信鏈路中斷故障與電網故障同時發生時,將可能嚴重影響電網穩定運行。因此,有效辨識通信系統關鍵鏈路極其重要,可以為電網廣域保護控制系統事先進行預想故障的分析提供篩選依據。本文基于風險量化指標,提出了一種辨識電網廣域保護控制系統關鍵通信鏈路的方法,并給出了詳細的概率事件計算方法、措施代價量化方法、鏈路中斷風險量化計算公式及關鍵通信鏈路辨識流程圖。該方法能有效評估各條通信鏈路中斷的風險值,辨識通信系統中風險較大的關鍵鏈路,從而預先采取有針對性的措施防控通信中斷風險,為調度人員進行基于風險的決策奠定基礎。關鍵鏈路的計算和辨識流程見圖1。

　　四、基于風險的廣域保護控制系統組合預想故障集生成

　　考慮通信系統中斷的影響后,電網廣域監測分析保護控制系統的預想故障類型將從僅考慮電網故障,變為考慮電網和通信中斷組合故障。前述已給出基于通信鏈路中斷風險指標,篩選通信系統的關鍵鏈路的方法。接下來就是如何從大量的電網-通信組合故障中,篩選出嚴重的組合故障,用于后續的安全評估和相關控制策略的制定。這里沿用風險的方法,所不同的是以電網預想故障與關鍵通信鏈路中斷故障組合后的故障風險值作為指標,篩選組合故障以形成預想故障集。具體的計算流程見圖2。

　　五、研究成果與建議

　　本文以電網廣域監測分析保護控制(WARMAP)系統作為分析驗證對象,首先提出了如何定性地研究各級站間通信中斷對廣域保護控制系統的分析和控制功能的影響的方法。接著提出了基于風險量化的廣域保護控制系統關鍵通信鏈路評估方法,以及考慮通信中斷的電力-通信組合預想故障生成方法。

　　以上只是初步研究成果,仍需在以下方面做進一步的研究:

　　1)研究其他通信故障如延時和誤碼對電網廣域保護控制系統的影響;

　　2)研究適用于全國特高壓聯網環境下的廣域保護控制系統的結構及其通信組網方案,以提高系統的可靠性,并減小通信系統運行風險對電網安全穩定防御的影響;

　　3)研究下一代通信新技術的發展,對電網廣域保護控制系統及其通信系統的影響。