解然 劉曉民 陳鑫豪 曹馨方

摘 要：通信系統(tǒng)中斷，是導(dǎo)致電網(wǎng)產(chǎn)生故障、影響電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的主要因素。本文簡(jiǎn)要分析了通信系統(tǒng)中斷對(duì)電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)影響的表現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)了積極預(yù)防通信系統(tǒng)中斷的重要性?；诖耍饕阅炒瓮ㄐ畔到y(tǒng)中斷事件為例，總結(jié)了該事件的處理方法。通過對(duì)事件處理效果的觀察，證實(shí)了各項(xiàng)預(yù)防措施的實(shí)施，在提高電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)運(yùn)行安全性方面的重要價(jià)值。

關(guān)鍵詞：通信系統(tǒng)中斷；電網(wǎng)；廣域保護(hù)控制系統(tǒng)

隨著電力用戶用電量的不斷加大，電力通信系統(tǒng)的復(fù)雜程度逐漸提升。目前，我國電力企業(yè)通信系統(tǒng)光纜總長(zhǎng)度，已超過673300km。受惡劣的運(yùn)行環(huán)境的影響，電纜極容易被破壞，通信系統(tǒng)中斷的風(fēng)險(xiǎn)極容易發(fā)生。一旦通信中斷，發(fā)電機(jī)組的負(fù)荷損失必然較為嚴(yán)重。而以繼電保護(hù)為主要功能的廣域保護(hù)控制系統(tǒng)，也將出現(xiàn)跳閘、崩潰等風(fēng)險(xiǎn)?？梢姡瑸樘岣唠娋W(wǎng)運(yùn)行的安全性，對(duì)通信系統(tǒng)中斷，對(duì)電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)的影響進(jìn)行分析較為重要。

1 通信系統(tǒng)中斷對(duì)電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)影響的表現(xiàn)

1.1 中心站與主站通信系統(tǒng)中斷

電力系統(tǒng)中，主站與中心站之間，均呈相互連接的狀態(tài)。如下行通信中斷，即使中心站能夠成功發(fā)送信息，主站同樣無法接收[1]。出現(xiàn)上述現(xiàn)象時(shí)，主站會(huì)立即做出反應(yīng)。將當(dāng)前的運(yùn)行模式，轉(zhuǎn)換為離線運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)自身的保護(hù)。此時(shí)，主站必須自能量管理系統(tǒng)中獲取能量，方可維持運(yùn)行。長(zhǎng)此以往，欠控或過控的問題，極容易產(chǎn)生，電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性將隨之下降。

1.2 控制站與執(zhí)行站通信系統(tǒng)中斷

控制站與執(zhí)行站通信系統(tǒng)中斷，同樣屬于通信系統(tǒng)中斷的主要表現(xiàn)。電網(wǎng)安全控制系統(tǒng)中，控制站的功能，在于向執(zhí)行站發(fā)送切機(jī)、切負(fù)荷以及直流調(diào)整等命令。上述指令的傳達(dá)時(shí)間，一般為0.833ms。通信網(wǎng)絡(luò)自愈時(shí)間，一般為50ms。如鏈路中斷時(shí)間超過1s，導(dǎo)致自愈通道無法打開，指令則無法執(zhí)行。此時(shí)，斷面潮流誤差將明顯增加，電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)的性能，也將隨之受到影響。

1.3 控制站之間通信系統(tǒng)中斷

控制站由主站與子站兩部分構(gòu)成，兩者的下行通信傳遞時(shí)間，為0.822ms。指令傳輸后，持續(xù)時(shí)間一般處于100ms至1s之間。通信傳遞的過程中，如光纖鏈路出現(xiàn)中斷。則指令的傳輸過程，必然無法實(shí)現(xiàn)[2]。此時(shí)，子站將無法執(zhí)行主站的命令。子站的故障信息，同樣無法經(jīng)主站而上報(bào)。受其影響，欠控的問題，會(huì)立即發(fā)生，電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)故障隨之產(chǎn)生。

2 通信系統(tǒng)中斷對(duì)電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)影響的預(yù)防

2.1 通信系統(tǒng)中斷案例

我國某省曾發(fā)生一次通信系統(tǒng)中斷事件，對(duì)居民用電造成了巨大的負(fù)面影響，電力企業(yè)同樣因此遭受了極大的損失。為避免類似問題再次發(fā)生，該省電力企業(yè)，將WARMAP系統(tǒng)作為算例，對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與通道配置情況進(jìn)行了研究。并將切負(fù)荷，以及解列局部電網(wǎng)等方案，應(yīng)用到了電網(wǎng)運(yùn)行控制過程中。為通信系統(tǒng)中斷率的下降，以及電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 通信系統(tǒng)中斷的識(shí)別

2.2.1 識(shí)別鏈路

由通信鏈路中斷，導(dǎo)致通信中斷的概率計(jì)算公式如下：

Px，e=pkj[1-α（1-pxk）]

上述公式中，Px，e中的P，代表概率，x代表第x個(gè)通信中斷事件，e代表中斷的鏈路代碼。p代表因自然事故所導(dǎo)致的電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)的概率，α則代表通信鏈路總數(shù)，與中斷概率之間的關(guān)系式。借助上述公式對(duì)該省的通信中斷概率進(jìn)行計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，鏈路25（B1-C3）、46（B6-C9）、14（B9-C10）三段鏈路中斷的風(fēng)險(xiǎn)最高。且一旦中斷，后果最為嚴(yán)重。

2.2.2 故障預(yù)想

為判斷不同故障發(fā)生時(shí)，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生何種影響。該省采用FASTEST軟件，對(duì)不同預(yù)想故障的后果，進(jìn)行了觀察。結(jié)果顯示，當(dāng)25（B1-C3）中斷后，B1-C3鏈路，會(huì)雙線同跳。當(dāng)46（B6-C9）中斷后，鏈路的終止節(jié)點(diǎn)C9的執(zhí)行站，將無法接收與發(fā)送指令。當(dāng)14（B9-C10）中斷后，電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)，同樣會(huì)作出反應(yīng)，導(dǎo)致電網(wǎng)無法連續(xù)運(yùn)行。

2.3 通信系統(tǒng)中斷預(yù)防方案的制定及效果

預(yù)防方案如下：①建立動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的光纜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)光纜的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。一旦發(fā)現(xiàn)運(yùn)行存在異常，需立即進(jìn)行處理，避免故障擴(kuò)大化；②完善接入層網(wǎng)絡(luò)，增加光纖節(jié)點(diǎn)。將衛(wèi)星與載波通信，與光纖通信同時(shí)應(yīng)用。使三者之間，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；③建立共享電路資源，避免用戶用電中斷。確定中斷風(fēng)險(xiǎn)的來源及影響后，本省針對(duì)通信系統(tǒng)中斷的問題，執(zhí)行了以上預(yù)防措施。方案應(yīng)用的2年內(nèi)，電網(wǎng)未再次出現(xiàn)通信系統(tǒng)中斷故障，電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性明顯提升。表明，上述預(yù)防措施的實(shí)施，在提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性與安全性方面，取得了良好的效果。

3 結(jié)論

綜上所述，對(duì)通信系統(tǒng)中斷對(duì)電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)影響的研究，為我國電力領(lǐng)域通信故障的解決，提供了具有可行性的思路。為降低通信系統(tǒng)中斷率，電力企業(yè)應(yīng)在識(shí)別鏈路、預(yù)想故障的基礎(chǔ)上，對(duì)故障進(jìn)行識(shí)別與處理。并將通信系統(tǒng)中斷預(yù)防方案，應(yīng)用到電網(wǎng)運(yùn)行管理過程中。最終達(dá)到提高電網(wǎng)廣域保護(hù)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性、提高電網(wǎng)運(yùn)行安全性的目的。

參考文獻(xiàn)：

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