通信系统中断对电网广域保护控制系统的影响丁碧薇1

通信系统中断对电网广域保护控制系统的影响丁碧薇1

丁碧薇1高峰1陈兴1於湘涛2

(1国网乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐830011;2国网新疆电力有限公司新疆乌鲁木齐830011)

摘要：现如今，我国的综合国力发展迅速，社会发展对电能的使用量和需求量不断增加，电网广域保护控制系统的地位和作用也不断增强，对自然灾害所引发的设备故障问题进行良好的预防和应对，但是该保护系统的运行对通信系统的依赖程度较高，一旦通信系统发生中断现象，则会对电网保护控制系统的正常运行产生极大的影响。

关键词：通信系统；电网广域保护；影响

引言

伴随着经济的发展，个人和企业对电能的依赖越来越大，随之而来的是我国电网系统的复杂程度和规模也与日俱增。这种情况下，电网系统中发生故障的概率大大增加。而电网广域保护控制系统在预防电网系统发生故障方面具有重要作用。电网广域保护控制系统的正常运行在很大程度上受通信系统的影响，因而研究通信系统中断对电网广域保护控制系统的影响具有至关重要的现实意义。

1广域保护控制系统的概念

就目前学界的研究现状来看，对广域保护控制系统的定义还没有统一的标准。在实际工作中，人们普遍使用的广域保护控制系统有两种类型。第一种，以广域测量技术为支撑的一种继电保护结构。该种类型的广域保护控制系统专门解决一些使用传统手段解决不了的故障，是一种兼具协调性和自适应性的保护性措施。第二种是一种紧急控制系统，工作原理是利用广域测量得到的反馈性信息，有针对性地解决一些发生在电力系统中的较大规模的连锁反应或稳定破坏事故。

2各站通信中断对电网广域保护控制系统的影响分析

2.1主站与调度中心站通信中断

从当前我国电网普遍应用的广域保护控制系统来看，广域保护控制系统主要可分为控制主站、控制子站、调度中心站以及执行站四层。在系统正常运行的情况下，控制主站通常每五分钟就会与调度中心站建立以此连接，以获取电网运行的实时信息。因而一旦主站与调度中心站间出现通信中断故障，那么控制中心展就无法接收到来自于主站的信息，虽然调度中心站仍然可以通过能量管理系统来获取电网运行信息，但由于信息存在着准确性、及时性等方面的问题，因此仍然很可能使故障的控制措施出现偏差，进而造成欠控或过控的情况。同时如果主站与调度中心站通信中断，主站就会在无法接收到调度中心站对应信息的情况下自动切换至离线运行模式，如果在这期间出现故障而电网离线控制措施又不够完善，那么主站就无法根据对应信息追加故障控制措施，这同样会造成故障欠控的情况。

2.2子站与执行站通信中断

在安控系统当中，子站主要作用是将接受到的上级命令转达和分配给切符合、切机当中，中间大约间隔0.833ms-1.667ms便传送一次，命令之间的持续时间为100ms-1s之间。通信网络两个通道每50ms便切换一次，如若发生链路中断或者配置通道中断现象，并且中断时间超过1s，这时将无法继续执行下发命令，致使安控系统无法对电网故障进行有效的控制，系统的稳定性自然难以得到保障。如若子站与执行站之间发生通信中断，则子站中将难以接收执行站中所传授的信息，导致机组信息接收时间与传达时间之间存在误差，断面潮流在无形中产生误差并逐渐增加，致使控制效率逐渐缩小。

2.3控制子站与执行站之间通信中断对电网广域保护控制系统的影响

控制子站主要向执行站发送其所对应的控制主站分配的直流调整、切负荷以及切机等命令性信息。它们之间数据信息平均传送一次的时间延迟为1.667ms或0.833ms，命令持续传递的时间为0.1-1s。而通信网络系统的双通道之间切换时产生的时间延迟为50ms。若是在控制子站和执行站之间没有配置双通道切换装置或是这种通信中断的时间延迟超过了1s时，控制子站向执行站发送的控制性命令信息将无法正常得以执行。这种情况下，会导致电网系统中出现欠控甚至不控的现象。

3通信系统中断故障的有效应对策略

3.1预防光缆中断

通常情况下，电网广域保护控制系统的通信中断都是由于通信光缆的中断，因此，对于通信系统中断故障的处理应主要从光缆中断的预防入手。一方面，需要借助传感器等先进的监测技术，对站与站之间的通信光缆实行全方位的实时监控，并建立长期有效的动态化监测制度，以便于及时发现故障隐患并进行处理。另一方面，则需要从光缆线路的设计上入手，通过提高设计标准、采用新结构等方式来提高通信光缆的可靠性，降低光缆的故障发生几率。

3.2完善接入层网络

对于接入层通信网络的完善同样能够对通信中断故障实现有效预防。首先，可以增加光纤网络的接入节点，对于一些较为重要的站点，还可以接入其他通信方式，如载波通信、卫星通信等，这样当通信中断故障发生时，同样可以启动备用通信方式来实现应急通信。其次，要将无线通信技术的应用重视起来，大力推进无线通信建设，从跟上消除光缆中断隐患。最后，还需要针对实际情况建立完善的通信中断应急机制，采取多样化的应急通信手段，将通信中断故障的影响降到最低。

4电网广域保护控制系统对通信系统的依赖性需求

4.1系统业务种类的需求

广域保护控制系统作为整个电网系统安全稳定运行的保障，其业务覆盖电网系统中的各个变电站和电厂。在广域保护控制系统中，它的交互信息分为控制信息类和检测信息类。其中，控制信息类包括保护跳合闸命令信息和控制命令信息；而检测信息类包括采样值信息、故障报告信息以及状态量信息等。

4.2系统业务的接口和带宽需求

广域保护控制系统的业务类型属于IP数据型业务，其网络接口包括各种类型的光电接口，且针对不同的通信信息种类，需要提供不同类型的物理性接口。另外，系统控制的数据以采样值为主，而各种采样值的数据长度不同。所以，它所需要的采样值带宽也会有所不同。

4.3系统业务传输性能的需求

基于广域保护控制系统的后备保护功能，其启动的时间和线路主保护系统的启动时间都有些许延迟。所以，需要充分考虑这种延迟，保证控制命令信息和状态量信息的通信通道端到端时延迟不大于15ms。因为目前我国的广域保护控制系统的信息缓存容量为64kbit，若信息传输的时间延迟变化幅度过大，易发生数据丢失现象。因此，

在目前的广域保护控制系统中，针对控制命令信息、系统跳合闸命令信息等设置了丢帧重发机制，但启动一次丢帧重发机制会产生10ms的时间延迟。

结语

综上可知，在如今这个社会结构极度复杂而庞大的时代，企业和个人对用电质量的需求变得越来越高，电网结构和规模也变得更加复杂且庞大。因而，电网也经常会受到一些自然环境的影响而引起一些故障。面对这种情况，电网广域保护控制系统作为一种对电网的保护性措施得到了广泛利用，且在实际操作中起到了一定的积极性作用。但是，该保护控制系统容易受到通信中断的影响而发生异常的运行情况，如欠控、过控现象。所以，研究通信系统中断对电网广域保护控制系统的影响具有现实意义，有助于电力系统运维工作的顺利开展。

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