通信系統(tǒng)中斷對電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)的影響

潘沖

摘要：由于科技的飛速發(fā)展和大型機電產(chǎn)品的普及，人類用電量顯著增加。因此，電網(wǎng)建設(shè)也不斷發(fā)展壯大。電網(wǎng)已經(jīng)從局部向大區(qū)域轉(zhuǎn)變，因此電網(wǎng)保護也必須向大區(qū)域轉(zhuǎn)變。廣域電網(wǎng)保護管理系統(tǒng)可以有效地防止電網(wǎng)系統(tǒng)在遭遇較為嚴(yán)重的自然災(zāi)害時遭到破壞，由此可見廣域電網(wǎng)保護管理系統(tǒng)非常重要。但是，電網(wǎng)保護控制系統(tǒng)本身也存在一定的不足。在實際應(yīng)用中，與通信系統(tǒng)密切相關(guān)。因此，如果通信系統(tǒng)中斷，電網(wǎng)大面積的保護和控制系統(tǒng)就會出現(xiàn)問題。

關(guān)鍵詞：通信系統(tǒng);電網(wǎng)廣域保護;控制系統(tǒng)

近年來，人們越來越依賴電力。無論是工業(yè)生產(chǎn)還是生活實踐，都需要電力參與。隨著電力系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，故障率將不斷增加。在此背景下，故障應(yīng)急修復(fù)措施顯得尤為重要，但預(yù)防故障的發(fā)生更經(jīng)濟、更有效。各種預(yù)防措施其中，最有效的是電網(wǎng)領(lǐng)土的保護和管理系統(tǒng)，這在很大程度上取決于通信系統(tǒng)是否處于良好的工作狀態(tài)。因此，研究通信中斷對全球電網(wǎng)保護和管理系統(tǒng)的影響也很重要。

1廣域保護控制系統(tǒng)的概念

大面積保護和控制系統(tǒng)的定義沒有單一的標(biāo)準(zhǔn)。在實際工作中，人們通常使用兩種類型的大面積保護和控制系統(tǒng)。首先，全球測量技術(shù)支持的繼電保護結(jié)構(gòu)。這種廣泛的保護和控制系統(tǒng)專門針對一些傳統(tǒng)手段無法修復(fù)的故障，是一種協(xié)調(diào)性和適應(yīng)性相結(jié)合的保護措施。其次，應(yīng)急控制系統(tǒng)，它利用大面積測量的反饋信息有目的地解決電力系統(tǒng)中發(fā)生的一些大規(guī)模連鎖反應(yīng)或故障。

2電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)的組成

電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)是確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的保護系統(tǒng)，主要分為集中式和分布式。目前集中式或分布式，雖然功能不同，但可以滿足人們保護電網(wǎng)的不同需求。保障大面積運行電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠。電力系統(tǒng)集中保護和控制系統(tǒng)收集各個電力系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)，創(chuàng)建信息中心和決策中心，并對其進(jìn)行分析，得出分析結(jié)果，然后根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，制定控制實施方案。在計劃實施過程中，決策中心會向電力系統(tǒng)各端的電子設(shè)備發(fā)出指令，完成控制。這樣，集中的電力系統(tǒng)保護管理系統(tǒng)可以接收電力系統(tǒng)中更廣泛的信息，因此在此基礎(chǔ)上制定的控制實施方案更加全面和集中。此外，集中式電網(wǎng)保護管理系統(tǒng)比分布式電網(wǎng)保護傳輸系統(tǒng)更簡單、更方便的數(shù)據(jù)傳輸。

在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)保護系統(tǒng)中，全局保護系統(tǒng)呈金字塔結(jié)構(gòu)分布，即主站和變電站。一個主站下有多個變電站，各變電站之間的交互由主站控制。因此，主站是整個控制和保護系統(tǒng)的核心，每個變電站也將相互交互，收集各自區(qū)域的數(shù)據(jù)。在全球電網(wǎng)控制和保護系統(tǒng)中，許多站點之間的連接必須通過以太網(wǎng)。

3電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)所需要的技術(shù)

電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)建立在龐大而復(fù)雜的電網(wǎng)系統(tǒng)之上，其持續(xù)高效運行必須依靠計算機技術(shù)等現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，才能使電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)工作。海量采集生成的數(shù)據(jù)可以高效存儲，為人們提供更加便捷高效的處理方式來處理數(shù)據(jù)?；谟嬎銠C技術(shù)的使用，為全球電力系統(tǒng)保護和管理系統(tǒng)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫可以提供更多的存儲空間，使這些數(shù)據(jù)更加安全可靠。此外，與傳統(tǒng)的計算方法相比，使用計算機可以更快、更準(zhǔn)確地處理電力系統(tǒng)大面積保護和控制系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)為構(gòu)建全球電力系統(tǒng)的保護和控制系統(tǒng)提供了重要支撐。目前，大多數(shù)電力系統(tǒng)已經(jīng)建立了基于光纖以太網(wǎng)和SDH網(wǎng)絡(luò)的全球網(wǎng)絡(luò)，在這種情況下為全球電網(wǎng)管理和保護系統(tǒng)的創(chuàng)建和運行提供了良好的承載能力和支持。在這種情況下，所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r性會更高，誤碼率會低很多。

在電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)所需的技術(shù)中，實時通信技術(shù)是一項非常重要的技術(shù)，因為在快速的技術(shù)升級之前，更傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)通過微波爐和數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行通信。經(jīng)常有延誤。目前的電力系統(tǒng)使用衛(wèi)星、光纖和網(wǎng)絡(luò)來收集、傳輸和存儲數(shù)據(jù)，因此工作更加快捷方便，極大地有助于電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理。并且隨著信息和通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，利用電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)實時收集數(shù)據(jù)將成為可能。除實時通信技術(shù)外，同步測量技術(shù)也是當(dāng)今全球電力系統(tǒng)保護和控制系統(tǒng)中使用的重要技術(shù)之一，試驗表明其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景十分廣闊[1]。

4電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)對通信系統(tǒng)的依賴性

在目前使用的電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)中，對通信系統(tǒng)的需求非常高，可以說是有些依賴。目前，電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)對通信系統(tǒng)的依賴主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)對通信系統(tǒng)的依賴。從系統(tǒng)業(yè)務(wù)的角度來看，電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)對整個電力系統(tǒng)進(jìn)行控制和保護，整個電網(wǎng)中電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)的保護機制主要涵蓋各種發(fā)電廠和變電站。電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)在保護這些發(fā)電廠和變電站時，保護系統(tǒng)所需的交互信息主要包括控制信息和檢測。有兩大類信息。在控制信息中，電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)所需的信息主要包括保護操作和短路信息，以及主電廠發(fā)出的控制命令。電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)的檢測信息基本上需要每個發(fā)電廠和變電站的采樣值等信息，以及電路發(fā)生故障時的具體故障信息和狀態(tài)數(shù)信息。其次，電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)對通信服務(wù)系統(tǒng)的接口和帶寬也有強烈的需求。電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務(wù)系統(tǒng)，其日常運行需要使用IP數(shù)據(jù)，并使用一個非常通用和重要的接口來傳輸這些數(shù)據(jù)，即網(wǎng)絡(luò)接口。廣域網(wǎng)控制保護系統(tǒng)目前使用的網(wǎng)絡(luò)接口主要是各種類型的光伏接口，由于電網(wǎng)中通信數(shù)據(jù)信息種類繁多，廣域網(wǎng)控制保護系統(tǒng)在工作中必須與不同的信息進(jìn)行交互。使用不同類型的接口。

5通信系統(tǒng)中斷對電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)的影響

首先，如果整個電力系統(tǒng)沒有更完善的保障機制，比如電力系統(tǒng)的自主運行機制，就會導(dǎo)致主站的運行失控，使調(diào)度中心站無法接收到主站的數(shù)據(jù)信息。當(dāng)然，此時調(diào)度中心站也可以通過能源管理系統(tǒng)監(jiān)控相應(yīng)的運行信息。但是，此時控制中心站接收到的操作信息也可能比實時信息有所延遲，此時控制中心站也可能失控[3]。

其次，如果主控站與控制變電站之間的通信中斷，也會對電力系統(tǒng)的全局保護和控制系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。主站與子站之間傳輸數(shù)據(jù)時，如果發(fā)生信息中斷，且中斷時間比正常數(shù)據(jù)傳輸時間長，則無法傳輸主站制定的排除故障的在線策略。到相應(yīng)的執(zhí)行變電站，嚴(yán)重時會擾亂整個電網(wǎng)的運行。同時，當(dāng)這種信息中斷發(fā)生時，變電站將無法將故障信息傳送給主站，導(dǎo)致主站無法接收故障信息或做出準(zhǔn)確判斷。關(guān)于可能觸發(fā)系統(tǒng)的變電站故障信息。系統(tǒng)中的保護裝置不能正常啟動，使主站和變電站同時失控。

最后，控制變電站與執(zhí)行變電站之間通信的中斷，也會對電力系統(tǒng)的全局保護和控制系統(tǒng)產(chǎn)生一定的影響。執(zhí)行變電站減載、停機等命令信息，控制變電站和執(zhí)行變電站之間的數(shù)據(jù)傳輸有時間限制。當(dāng)它們之間的數(shù)據(jù)傳輸延遲超過一秒時，控制分站執(zhí)行分站發(fā)出的命令將無法正常執(zhí)行。結(jié)果，控制變電站和執(zhí)行變電站之間的線路將發(fā)生故障，嚴(yán)重時整個電力系統(tǒng)將發(fā)生故障。

結(jié)語

綜上所述，隨著當(dāng)今技術(shù)和通信的現(xiàn)代化，人們生產(chǎn)和生活所需的電力的使用促使國家建設(shè)更大的電網(wǎng)，而當(dāng)前的電網(wǎng)比過去更加復(fù)雜。今天存在的更復(fù)雜和更大規(guī)模的電網(wǎng)也意味著它更容易受到導(dǎo)致中斷的外部干擾。基于此，電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)可以有效地預(yù)防、控制和消除大部分故障。然而，系統(tǒng)易受通信中斷影響的缺點也存在隱患，因此研究電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)保護和管理體系的影響并提出改進(jìn)措施非常重要。

參考文獻(xiàn)

[1]呂穎利.通信系統(tǒng)中斷對電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)的影響[J].農(nóng)家參謀，2020（18）：122+130.

[2]李漢成.通信系統(tǒng)中斷對電網(wǎng)廣域保護系統(tǒng)控制的影響分析[J].信息與電腦（理論版），2018（18）：154-156.

[3]胡仁杰，蔣宜軍.通信系統(tǒng)中斷對電網(wǎng)廣域保護控制系統(tǒng)的影響研究[J].中國新通信，2018，20（15）：26.