电力安全自动装置通信通道运行方式安排策略研究

电力安全自动装置通信通道运行方式安排策略研究

刘中迪

国网山西省电力公司信息通信分公司 山西省太原市 030021 

摘要：为保证电力系统安全稳定运行，一次系统应建立合理的电网结构、配备完善的电力设施、安排合理的运行方式，二次系统应配备性能完善的继电保护系统和适当的安全稳定控制措施，组成一个完备的防御系统。通常分为三道防线。其中，第二道防线由防止稳定破坏和参数严重越线的紧急控制等组成。这种情况下的紧急控制包括切除发电机、汽轮机快速控制汽门、发电机励磁紧急控制、动态电阻制动、串联或并联电容强行补偿、HVDC 功率紧急调制和集中切负荷等。安全自动装置是守住电网第二道防线的重要设备。设备之间通过一定的逻辑关系组织成一个个系统网络，并通过通信传输通道传递各类控制信息。

关键字：电力安全自动装置；通信通道；运行方式；安排策略

1 安全自动装置

安全自动装置（以下简称“安自装置”）包括安全稳定控制系统（以下简称“安控系统”）、解列装置和稳态过电压装置（以下简称“安稳装置”）。上述三类装置是保证特高压互联电网

及相关输电系统安全稳定运行的重要设备。在区域电网内，按照在多个厂站的安控装置经过通信通道联系在一起，站间相互交换运行信息，传送控制命令，可在较大范围内实施稳定控制。区域电网稳控系统一般设有一个逐站、多个子站和执行站。主站负责汇总各站运行工况信息，识别运行方式，并将有关运行控制信息传送给各个子站。随着特高压交直流传输线路投入运行，区域化电网已经逐渐转变为大电网结构。区域电网安控系统之间的联动性越来越强，衍生出互联电网稳定控制系统，主要负责与联络线有关的紧急控制，交换区域电网内的重要信息[3]。在电网实际运行中，根据装置运行原理、技术参数等编制安自装置运行方式、运行管理规定、检验规程等，对安控系统通信传输通道提出了相关要求。

2 安控业务传输通道

2.1 传输通道要求

无论是区域内安控系统，还是区域电网之间的互联控制系统，均需通过通信传输通道传递信息。因此，安控系统对通信通道有独立性、时延等较高的要求。

安控系统对通信通道独立性最基本的要求为，同一安控系统的有主/备关系的两套安全自动装置通道应具备两套独立的通信传输设备、两套独立的通信电源。重要线路保护及安全自动装置通道应具备两条独立的路由，满足“双设备、双路由、双电源”的要求。

随着新能源的集中接入和跨区消纳，电网运行控制难度进一步加大。作为保障电网安全稳定运行的第二道防线，安控系统的重要性和复杂度进一步提升，各安控系统之间、各级安控系统之间均可能有传递切机命令的业务需求。因此，安控业务方式安排还需满足：有跨级传递切机命令需求的2 个（或多个）安控系统安控装置1 及关联通道与安控装置2 及关联通道相互独立。

根据DL/T723-2000《电力系统安全稳定控制技术导则》,安控业务传输通道的时延要求为，安控系统主站、子站和执行站之间的传输时延不得超过30ms。

2.2 传输通道现状

安控业务作为重要电网调度生产业务，主要采用光纤专用芯和2M 复用通道两种传输类型。其中，2M 复用通道需依托电网通信网开通。电网通信网为一张独立专网，以光纤通信作为主要传输载体，以SDH 同步数字体系为技术体制，为电网调度生产和经营管理提供通信业务服务及安全保障【1】。

3 通信方式安排难点

3.1 主备通道共缆问题

电网安控业务以系统为单位，要求对于一个由多站点构成的安控系统满足所有安控装置1 关联通道与安控装置2 关联通道均相互独立，实现安控系统双平面。而电力通信骨干网主要依托输电线路OPGW 光缆组建，交流电网多为环网结构，现存较多双回或多回输电线路仅架设一条光缆。为满足安控业务“双路由”要求，点到点两套安控装置一条通道通过直达或较近光缆承载，另一套安控装置通道通过环网另一侧承载,必然导致主/备两套安控系统对应通道存在共缆问题。

3.2 跨级安控通道独立性问题

由于上级安控系统中包含下级调度调管范围内的安控装置，有跨级传递切机命令的业务需求。因此，安控业务方式安排还需满足：有跨级传递切机命令需求的2 个（或多个）跨级安控系统安控装置1 及关联通道与安控装置2 及关联通道相互独立。跨级安控通道独立性要求使通信通道安排难度进一步加大【2】。

4 通道方式安排策略

为解决通信基础资源限制无法满足安控系统双平面独立配置的问题，采用在业务侧加装1+1 切换装置和为通道配置SNCP 保护两种方式，研究安控业务通道方式安排策略。

在通道具备两条独立的路由的基础上，在安控装置与通信传输设备之间加装1+1 切换装置，组织尽可能独立的第三路由，提高业务可靠性，实现业务通道“N-2”要求。1+1 切换装置采用双发选收策略。主用切换装置端口1 的通道与端口2的通道相互独立，备用切换装置端口1 的通道与端口2 的通道相互独立，确保单通道中断时，安控业不中断；主、备切换装置端口1 的通道相互独立，确保在2M 1+1 切换装置掉电时，安控业务通道仍具备两条独立路由。在检修/故障情况下，只要切换装置端口1 和端口2 两条通道中有一条正常，则能保证安控业务不中断。1+1 切换装置的引入规避了通信光缆条件不满足安控系统双平面相互独立的问题，确保主备两套安控系统通道不同时中断。安全自动装置加装1+1 切换装置利用通信环网结构，为安控业务通道配置子网连接保护（SNCP 保护）。SNCP 保护采用单端倒换的保护，具有双发选收的特点，是一种基于业务层，无站间协议，业务配置灵活多样的保护方式。

5结语

“大电网”概念的提出，促使安控系统范围向下延伸、安控系统之间联动性越来越强，而电力通信网的单平面网络越来越难以满足安控系统双平面、双设备、双电源、双路由的要求。采用加装1+1 切换装置、配置SNCP 保护等方法能从实际运行中规避独立性问题，保证安控系统双平面不同时中断，但电力通信网相对薄弱的现状并没有改变，通信运维压力越来越大的现状并没有改变。为更加有力可靠的支撑电力生产和经营，还需从网络架构层面，随安控系统建设，与之建设相配套的通信基础网络。

参考文献：

[1] 肖世杰.电网安全稳定控制应用技术[J].光通信技术.2011,:1-3

[2] 严佳梅, 许剑冰, 倪明,等. 通信系统中断对电网广域保护控制系统的影响[J]. 电力系统自动化, 2016(5):17-24.