電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)可靠性分析

盧鋼 回振溪

摘要：近年來世界范圍內(nèi)出現(xiàn)的多次大范圍停電事故又將現(xiàn)代電網(wǎng)運(yùn)行存在的脆弱性推到了風(fēng)口浪尖，如何有效避免停電事故發(fā)生，保證我國電力事業(yè)的穩(wěn)定與安全已經(jīng)成為我國電力事業(yè)發(fā)展必須解決的問題。在我國當(dāng)下的電力事業(yè)中，完善的電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)與經(jīng)驗(yàn)老道的調(diào)控員，能夠?qū)⑼ｋ娛鹿首畲蟪潭壬隙髿⒂诿妊恐校@些都需要電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)具備較高的可靠性才能夠較好的實(shí)現(xiàn)。本文就電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)可靠性進(jìn)行了具體研究，希望能夠以此保證我國電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)調(diào)度；自動化系統(tǒng)；可靠性

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)對電力系統(tǒng)從全局進(jìn)行監(jiān)控，通過通信手段對電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，對整個(gè)電網(wǎng)的工作狀態(tài)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、安全性評估、負(fù)荷預(yù)測以及遠(yuǎn)程控制等，從而確保電網(wǎng)的可靠運(yùn)行，保障供電質(zhì)量的提高，使電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性得到提高。調(diào)度自動化的可靠運(yùn)行對電網(wǎng)安全意義重大，一旦調(diào)度自動化系統(tǒng)功能發(fā)生故障，控制中心就不能對電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面掌握，從而做出錯(cuò)誤的判斷，難以保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全，甚至造成重大事故的發(fā)生，導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會影響。

1電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)概述

在我國電力事業(yè)的不斷發(fā)展中，我國電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)也處于不斷的發(fā)展?fàn)顟B(tài)中，從集中式到分布式再到開放分布式的結(jié)構(gòu)變化，就是這一電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)不斷升級的具體表現(xiàn)，為了能夠更好的對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)進(jìn)行描述，筆者將以某地區(qū)為例，對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)論述。

在某地區(qū)電網(wǎng)中，這一電網(wǎng)中分布有9個(gè)110kV變電站與3個(gè)220kV變電站，而該電網(wǎng)的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)則由調(diào)度主站系統(tǒng)、遠(yuǎn)程站點(diǎn)數(shù)據(jù)采集和執(zhí)行指令系統(tǒng)、以及站點(diǎn)通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成，我們可將將其簡稱為主站、調(diào)度主站以及廠站通信和監(jiān)控系統(tǒng)，圖1為這一系統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，結(jié)合該圖我們能夠清楚的發(fā)現(xiàn)這一電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的110kV站點(diǎn)監(jiān)控選擇了無冗余的綜合自動化系統(tǒng)，而220kV站點(diǎn)的監(jiān)控則選擇了關(guān)鍵設(shè)備配備冗余的自動化系統(tǒng)。

2運(yùn)行過程中存在不安全因素

2.1系統(tǒng)缺陷和技術(shù)缺陷

電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)存在的系統(tǒng)缺陷和技術(shù)缺陷主要包括以下兩個(gè)方面：（1）產(chǎn)品自身存在的出廠設(shè)計(jì)缺陷以及電網(wǎng)設(shè)備安裝過程中的操作不當(dāng)?shù)葐栴}，均會造成變電站供電設(shè)備存在一定的安全隱患，因而如若施工設(shè)計(jì)人員未能對施工改造方案進(jìn)行細(xì)致地?cái)M定，則極易造成施工隱患。（2）變電站的供電設(shè)備性能退化使系統(tǒng)處于運(yùn)行不佳的狀態(tài)，并且造成系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性降低。從設(shè)備運(yùn)行角度來看，自動化裝置在投入使用后，便將長期保持運(yùn)行狀態(tài)。

2.2人為因素

由于調(diào)度自動化系統(tǒng)的科技含量比較高，技術(shù)在不斷地更新?lián)Q代，所以需要操作人員具有較強(qiáng)的業(yè)務(wù)能力和綜合素質(zhì)。但是個(gè)別電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的操作人員缺乏一定的業(yè)務(wù)素質(zhì)和綜合素質(zhì)，有的運(yùn)行人員業(yè)務(wù)技能不精，對運(yùn)行規(guī)程、設(shè)備系統(tǒng)的熟悉、掌握、理解不夠。

3增強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的可靠性

3.1考慮時(shí)間的可靠性

為了能夠完成在考慮時(shí)間前提下電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)可靠性分析，我們首先需要明白，采用光纖進(jìn)行通信的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)不存在超時(shí)問題，只有光纖通信出現(xiàn)故障時(shí)，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)才會因?qū)＞€傳輸出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)的問題。基于這一前提，筆者將電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)設(shè)為Td，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間下限設(shè)為Te1，上限為Te2，這樣我們就能夠在考慮時(shí)間的前提下建立電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的可靠性模型，介于篇幅原因這里不對模型進(jìn)行具體闡釋，但結(jié)合模型筆者得出了

這一專線通信的不可用度求導(dǎo)公式，公式中的QiO代表就是專線自身的不可用度。結(jié)合這一公式，我們能夠發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)出現(xiàn)通信故障時(shí)，電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用專線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸所需時(shí)間直接受數(shù)據(jù)量大小控制，由此通過仿真計(jì)算，我們能夠得出220kV專線通信網(wǎng)平均延時(shí)2.57s，而110kV專線通信網(wǎng)的平均延時(shí)為1.86s，結(jié)合這一結(jié)果我們就能夠得出具體的電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)專線通信的等效不可用，這里筆者將系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)下限設(shè)為2s，上限設(shè)為3s，那么0.4787、0.0367就是220kV專線與110kV專線通信的等效不可用度具體結(jié)果。

3.2防雷技術(shù)的應(yīng)用

電源防雷。調(diào)度自動化系統(tǒng)所有設(shè)備都設(shè)有電源、裝備電源，設(shè)備的操作將是不可能的，因此設(shè)備必須要有可靠的供應(yīng)。電源防雷成了必不可少的一部分。交流電源連接，電力變電站輸入屏幕安裝電源防雷器；直流電源連接，通信電源輸入，安裝48V電源避雷器；該站所有的保護(hù)、監(jiān)測和控制，直流屏，功率計(jì)，低電流，通過串口和通信五防計(jì)算機(jī)管理，然后將數(shù)據(jù)傳送到主站，通過串口和以太網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)，如果通信管理器出現(xiàn)故障，那么后臺將不會接收的主數(shù)據(jù)。對于通信管理器，要對電源進(jìn)行精細(xì)的保護(hù)。

通信通道防雷。目前，通信信道調(diào)度自動化系統(tǒng)中，由于對變電站通信管理器出口的信號線的端部，到系統(tǒng)之前的設(shè)備和線路，形成電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的通信通道。電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)目前有104路數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)通道和綠色通道兩種。主要由綠色通道和有線通信設(shè)備（主要是RS485/232線）部件組成的104主要網(wǎng)絡(luò)通道和有線網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。

3.3加強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)度自動化管理

注重員工的職業(yè)素養(yǎng)建設(shè)。為確保電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的運(yùn)行，供電企業(yè)應(yīng)當(dāng)注重對相關(guān)員工進(jìn)行專題培訓(xùn)，以便使其操作技能得以增進(jìn)、安全生產(chǎn)意識得以增強(qiáng)。

綜上，目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，軟件和硬件標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)與調(diào)度自動化系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性成為維護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行安全可靠的重要關(guān)系。優(yōu)化電力工業(yè)自動化系統(tǒng)的運(yùn)行，有效地提高了電力部門的效率及可靠性。