通信光纜故障對電力網(wǎng)連鎖故障的影響分析

李毅舟 火箭軍工程大學

隨著電力事業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)大規(guī)?；ヂ?lián)已經(jīng)是大勢所趨。電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日漸龐大，且結(jié)構(gòu)和運行方式呈現(xiàn)出顯著的復雜性。電網(wǎng)在連鎖故障影響下將引發(fā)較大規(guī)模的停電事故，造成巨大的經(jīng)濟損失。為增強電網(wǎng)運行的安全可靠，有必要深入分析通信光纜故障對電力網(wǎng)連鎖故障的影響。

1 常見的通信光纜故障

1.1 自然災害導致的故障

通信光纜通常在室外環(huán)境中架設(shè)，極易遭受各類自然災害的破壞影響。自然災害涵蓋雷電、暴雨以及狂風等，各類自然災害極易導致通信光纜線路發(fā)生斷裂。同時，通信光纜光纖主要以玻璃以及塑料纖維作為制作材料，其外部保護套極易受高溫影響導致老化，受低溫影響導致收縮。雨水流入光纖線路接頭盒內(nèi)，會侵蝕光纖線路，對其正常運行造成嚴重的不良影響，破壞整個通信光纜的正常運行[1]。

1.2 施工及外力原因?qū)е碌墓收?/h3>

在通信光纜線路施工中，相關(guān)施工人員未嚴格遵循相關(guān)規(guī)范進行施工操作，未嚴格遵循施工工序，對通信光纜實施安裝，造成施工操作缺乏良好的規(guī)范性和科學性，極易引發(fā)各類安全隱患，影響通信光纜運行的穩(wěn)定性和安全性，極易在通信光纜的使用過程中引發(fā)各類故障。（2）外力原因?qū)е碌墓收?，包括多種外力對通信光纜造成的破壞，諸如外力撞擊等導致通信光纜偏離固定位置，或者是通信光纜斷裂等，阻斷電力設(shè)備的良好連接，極易導致供電出現(xiàn)中斷。

1.3 電腐蝕導致的故障

在高壓線附近，對通信光纜進行架設(shè)，通信光纜會缺乏良好的掛點，且與高壓線存在過近距離。在這種狀況下，高壓線路極易對外放電，引發(fā)對通信光纜的電腐蝕。同時，通信光纜的外保護套經(jīng)過長期使用極易老化破損，灰層會在內(nèi)部各層的連接部位產(chǎn)生沉積，在潮濕天氣條件下，通信光纜產(chǎn)生的靜電會導致其外皮發(fā)生脫落，甚至造成通信光纜中斷[2]。

1.4 技術(shù)原因?qū)е碌墓收?/h3>

當前，相關(guān)技術(shù)人員主要通過間接方式對通信光纜線路故障進行判斷，即當通信光纜工作停止后，相關(guān)調(diào)度人員將電網(wǎng)警告作為依據(jù)對線路中斷進行判斷。系統(tǒng)只能對光纜運行狀態(tài)進行分辨，難以對故障位置進行準確判斷。運維工作人員必須對通信光纜實施斷電測試，才能準確找出通信光纜故障的具體位置。通常采用以下檢測方式：根據(jù)光學長度，對故障點進行確定，與線路標識不一致，對故障位置的最初判斷可能偏差幾千米，嚴重影響了對故障光纜的準確定位，并影響故障檢修的及時性。同時，通信光纜缺乏良好的維護設(shè)備，對通信光纜的測試能力相對不足。

綜上所述，通信光纜故障主要是由于通信光纜缺乏良好的外部保護，相關(guān)施工操作缺乏規(guī)范性和科學性，通信光纜相關(guān)管理部門缺乏良好的交流協(xié)作，存在諸多外力破壞因素等。另外，通信光纜故障發(fā)生后，缺乏及時有效的故障處理，通信光纜極難迂回，導致通信光纜運行中斷。

2 通信光纜故障對電力網(wǎng)連鎖故障的影響

通信光纜故障引發(fā)的信息網(wǎng)故障會為電力網(wǎng)連鎖故障提供動力，且呈現(xiàn)出由強到弱的一系列變化。

電力系統(tǒng)實際上會出現(xiàn)如下變化：（1）通信光纜故障未發(fā)生時，信息網(wǎng)運行呈現(xiàn)出良好的正常狀態(tài)，且信息孤島不會形成，調(diào)度中心能實現(xiàn)對電力網(wǎng)運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，當電力過載的現(xiàn)象產(chǎn)生時，仍可實現(xiàn)對電力網(wǎng)的正常調(diào)度。（2）當信息網(wǎng)絡(luò)相關(guān)線路故障的實際規(guī)模漸趨增大時，信息孤島即在信息網(wǎng)內(nèi)形成，在電力過載的情況下，調(diào)度中心只能實現(xiàn)對電力網(wǎng)的部分監(jiān)測，并難以保障將電流向正確方向?qū)б?，進而導致更大規(guī)模的連鎖故障。（3）當信息孤島的實際數(shù)量漸趨增多時，調(diào)度中心對信息的掌握能力漸趨削弱，對負荷的承受逐漸呈現(xiàn)出穩(wěn)定狀態(tài)，但調(diào)度中心至此完全喪失了對電力網(wǎng)的有效調(diào)度。假如調(diào)度中心具備相對偏高的度數(shù)，其對電力網(wǎng)的控制能力將趨于增強；假如形成了信息孤島，調(diào)度中心可能會對電力網(wǎng)產(chǎn)生錯誤控制。同時，當信息網(wǎng)存在較高度數(shù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點時，故障規(guī)模會漸趨增大，這是由于部分信息網(wǎng)缺乏均勻的節(jié)點分布，某些節(jié)點具有較低的度數(shù)，而某些節(jié)點則具有較高的度數(shù)。光纖故障引發(fā)信息網(wǎng)故障，會降低信息孤島在信息網(wǎng)內(nèi)部的產(chǎn)生概率，對于電網(wǎng)調(diào)度中心具備更強的控制力，且多數(shù)會在具備較低度數(shù)的節(jié)點上產(chǎn)生信息孤島[3]。

對信息網(wǎng)而言，不管其處于正常運行狀態(tài)還是完全崩潰狀態(tài)，基本承受相等的承擔負荷，但呈現(xiàn)出的特征不同。相對于崩潰狀態(tài)下的信息網(wǎng)絡(luò)，正常運行狀態(tài)下的信息網(wǎng)絡(luò)小規(guī)模停電出現(xiàn)的次數(shù)較少，大規(guī)模停電的次數(shù)相對較多，且具有較高頻率，當其頻率趨于增加時，停電規(guī)模也向外漸趨擴大。另外，不同信息網(wǎng)均具備各自的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，各個網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)具備不同的變化特點。假如某拓撲結(jié)構(gòu)處在無標度的網(wǎng)絡(luò)狀況下，其相應的電力負荷會呈現(xiàn)出顯著增加。對于無標度網(wǎng)絡(luò)而言，其內(nèi)部節(jié)點相對較低，少量節(jié)點則較高，度整體上呈現(xiàn)出分散分布狀態(tài)，其網(wǎng)邊在故障影響下，信息孤島在信息網(wǎng)中的出現(xiàn)概率將增加。因此，無標度網(wǎng)絡(luò)的正常運行狀態(tài)受損后，將產(chǎn)生范圍更大的連鎖故障。

3 結(jié)束語

綜上所述，通信光纜故障對電力網(wǎng)連鎖故障的影響是增加了信息孤島在信息網(wǎng)絡(luò)中的出現(xiàn)概率，導致調(diào)度中心對電力網(wǎng)的錯誤調(diào)度，提供了連鎖故障的動力，導致故障范圍的漸趨增大，并導致網(wǎng)絡(luò)脆弱性大幅度增加。

[1]王先培,田猛,董政呈,等.通信光纜故障對電力網(wǎng)連鎖故障的影響[J].電力系統(tǒng)自動化,2015(13).

[2]毛遠久.通信光纜故障對電力網(wǎng)連鎖故障的影響初探[J].大科技,2017(24).

[3]周艷峰.通信光纜故障對電力網(wǎng)連鎖故障的影響[J].中國新通信,2017(10).