电力通信系统是智能电网安全、稳定、经济运行的重要支撑和保障。电网通信信息中断,将延误事故处理的时间。历史上由通信中断引起或致其恶化的电网事故并不少见。由于电网广域保护控制系统以广域信息为基础,因而对通信系统的依赖很强,然而通信系统失效对电网广域保护控制的影响缺乏相关的研究。

　　研究支撑电网广域保护控制系统的光纤通信传输网的链路中断故障对电网广域保护控制系统的影响,可以为广域保护控制系统的设计和支撑电网安全稳定控制的通信系统的薄弱环节的辨识提供方法,从而使电网可以应对通信系统故障的潜在威胁,使电网广域保护控制系统的控制更可靠、更有效、更全面。这对全国特高压互联后的跨区大电网的电网广域保护控制系统的设计和实现,以及支撑电网广域保护控制的通信系统的设计和完善,具有重要的参考价值。由于通信节点中断可以采用与通信链路中断相同的方法进行处理,因此本文主要研究通信链路中断造成的影响,并以电网广域监测分析保护控制(WARMAP)系统为例加以讨论。

　　二、通信中断对电网广域保护控制系统影响的定性分析

　　应用较多的集中式WARMAP安全稳定控制系统的结构分为四层,分别是调度中心站层、主站层、子站层、和执行站层。根据每一层的功能特点及其传输通道承载的数据和命令,定性分析层与层间上下行通信分别中断对WARMAP系统正常运行产生的影响,可以直观地看到通信通道可靠运行的重要性及通信中断将导致后果的严重性。

　　例如,调度中心站与主站通信中断,主站每隔5分钟与中心站建立一个连接,获取相应的在线控制策略数据。在数据交互的这段时间如果发生下行通信中断(中心站到主站通信中断),主站接收不到来自中心站的对应信息,则主站切换至离线策略运行模式,对于离线措施不足的电网故障无法实现控制措施在线追加,可能造成欠控。

　　三、通信系统关键链路辨识

　　通信链路中断故障与电网故障同时发生时,将可能严重影响电网稳定运行。因此,有效辨识通信系统关键链路极其重要,可以为电网广域保护控制系统事先进行预想故障的分析提供筛选依据。本文基于风险量化指标,提出了一种辨识电网广域保护控制系统关键通信链路的方法,并给出了详细的概率事件计算方法、措施代价量化方法、链路中断风险量化计算公式及关键通信链路辨识流程图。该方法能有效评估各条通信链路中断的风险值,辨识通信系统中风险较大的关键链路,从而预先采取有针对性的措施防控通信中断风险,为调度人员进行基于风险的决策奠定基础。关键链路的计算和辨识流程见图1。

　　四、基于风险的广域保护控制系统组合预想故障集生成

　　考虑通信系统中断的影响后,电网广域监测分析保护控制系统的预想故障类型将从仅考虑电网故障,变为考虑电网和通信中断组合故障。前述已给出基于通信链路中断风险指标,筛选通信系统的关键链路的方法。接下来就是如何从大量的电网-通信组合故障中,筛选出严重的组合故障,用于后续的安全评估和相关控制策略的制定。这里沿用风险的方法,所不同的是以电网预想故障与关键通信链路中断故障组合后的故障风险值作为指标,筛选组合故障以形成预想故障集。具体的计算流程见图2。

　　五、研究成果与建议

　　本文以电网广域监测分析保护控制(WARMAP)系统作为分析验证对象,首先提出了如何定性地研究各级站间通信中断对广域保护控制系统的分析和控制功能的影响的方法。接着提出了基于风险量化的广域保护控制系统关键通信链路评估方法,以及考虑通信中断的电力-通信组合预想故障生成方法。

　　以上只是初步研究成果,仍需在以下方面做进一步的研究:

　　1)研究其他通信故障如延时和误码对电网广域保护控制系统的影响;

　　2)研究适用于全国特高压联网环境下的广域保护控制系统的结构及其通信组网方案,以提高系统的可靠性,并减小通信系统运行风险对电网安全稳定防御的影响;

　　3)研究下一代通信新技术的发展,对电网广域保护控制系统及其通信系统的影响。