基于風險的電網安全穩定控制系統關鍵通信鏈路辨識方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于電力系統及其自動化技術領域，更準確地說，本發明涉及一種電網安 全穩定控制系統關鍵通信鏈路辨識方法。
【背景技術】
[0002] 目前實現的電網安全穩定防御都是在信息和命令可靠傳遞的大前提下進行的，對 于重要的通信通道采用雙重化方式配置或者電力通信網成環方式，從而保證信息傳遞的可 靠性。
[0003] 然而，這種方法在本質上完全依賴于通信系統本身的可靠性，并未考慮通信系統 本身的運行風險。實際上，當發生雷擊、颶風、雨雪、地震等自然災害以及出現設備老化、安 裝缺陷等情況時，均有可能會導致通信系統自身發生故障，致使電網安全穩定控制系統站 與站之間通信鏈路中斷，嚴重時直接影響電網的安全穩定。
[0004] 因此，為了解決上述問題，就需要對通信系統中風險較大的關鍵鏈路進行辨識，從 而預先采取有針對性的措施對通信中斷風險進行防控。
【發明內容】
[0005] 本發明目的是：針對現有安全穩定控制技術中未充分考慮通信中斷運行風險的不 足，提供一種電網安全穩定控制系統關鍵通信鏈路的辨識方法，為進行有針對性的電網通 信中斷風險防控決策奠定技術基礎。
[0006] 本發明根據自然環境和通信光纖設備的健康狀態可能引起電網安全穩定控制系 統站與站之間通信中斷事件的概率，形成通信鏈路的中斷概率；計及電網故障場景概率，匹 配安全穩定控制策略，并在同樣電網場景下，考慮通信鏈路中斷后新的安全穩定控制策略， 以后者與前者的控制措施代價差作為參數計算該通信中斷事件引發的控制風險；遍歷所有 電網運行方式和電網預想故障的組合，計算通信鏈路中斷風險的累計值；風險累計值大于 某個設定門檻的通信中斷鏈路，即為電網安全穩定控制系統的關鍵通信鏈路，從而為開展 有針對性的電網通信中斷防控決策奠定基礎。
[0007] 具體地說，本發明是采取以下的技術方案來實現的，包括下列步驟：
[0008] 1)在電網安全穩定控制系統所有的通信中斷事件中選取第一個通信中斷事件，進 入步驟2);
[0009] 2)針對被選取的通信中斷事件，遍歷所有電網運行方式和電網預想故障的組合， 對所有由該通信中斷事件引發的控制風險進行累加，將計算得到的由該通信中斷事件引發 的控制風險累加值與引起該通信中斷事件的各通信鏈路的中斷概率的乘積，作為這一通信 中斷事件導致的各通信鏈路的中斷風險；
[0010] 3)在電網安全穩定控制系統所有的通信中斷事件中選取下一個通信中斷事件，返 回步驟2)計算該通信中斷事件導致的各通信鏈路的中斷風險，直至遍歷電網安全穩定控 制系統所有的通信中斷事件，然后對各通信鏈路由不同通信中斷事件導致的該通信鏈路的 中斷風險進行累加，得到各通信鏈路的風險累計值；
[0011] 4)將各通信鏈路的風險累計值按大小進行排序，將其中大于設定門檻值的通信鏈 路，視為電網安全穩定控制系統的關鍵通信鏈路。通信鏈路中斷的風險門檻值需要考慮實 際電網所能容忍的最大通信鏈路中斷的成本值，一般情況下，電壓等級越高的電網相應通 信鏈路中斷風險的門檻值越高，反之越低。因此，通信鏈路中斷的風險門檻值應根據實際電 網特點、運行要求及所關心的通信鏈路數量等因素進行人為設定。
[0012] 本發明的進一步特征在于，步驟2)中采用公式（1)來計算引起通信中斷事件的各 通信鏈路的中斷概率：
【主權項】
1. 基于風險的電網安全穩定控制系統關鍵通信鏈路辨識方法，其特征在于，包括如下 步驟： 1) 在電網安全穩定控制系統所有的通信中斷事件中選取第一個通信中斷事件，進入步 驟2); 2) 針對被選取的通信中斷事件，遍歷所有電網運行方式和電網預想故障的組合，對所 有由該通信中斷事件引發的控制風險進行累加，將計算得到的由該通信中斷事件引發的控 制風險累加值與引起該通信中斷事件的各通信鏈路的中斷概率的乘積，作為該一通信中斷 事件導致的各通信鏈路的中斷風險； 3) 在電網安全穩定控制系統所有的通信中斷事件中選取下一個通信中斷事件，返回步 驟2)計算該通信中斷事件導致的各通信鏈路的中斷風險，直至遍歷電網安全穩定控制系 統所有的通信中斷事件，然后對各通信鏈路由不同通信中斷事件導致的該通信鏈路的中斷 風險進行累加，得到各通信鏈路的風險累計值； 4) 將各通信鏈路的風險累計值按大小進行排序，將其中大于設定口檻值的通信鏈路， 視為電網安全穩定控制系統的關鍵通信鏈路。
2. 根據權利要求1所述的基于風險的電網安全穩定控制系統關鍵通信鏈路辨識方法， 其特征在于，步驟2)中采用公式（1)來計算引起通信中斷事件的各通信鏈路的中斷概率：
其中，X表示通信中斷事件的序號，j表示通信鏈路的序號，表示引起第X個通信 中斷事件的第j個通信鏈路的中斷概率，Pey表示第j個通信鏈路的物理中斷概率；當中斷 的第j個通信鏈路為主通道鏈路時，m表示通信中斷事件中備用通道的鏈路數，表示備 用通道中第k個通信鏈路的物理中斷概率；當中斷的第j個通信鏈路為備用通道鏈路時，m 表示中斷事件中主通道的鏈路數，Pcfc表示主通道中第k個通信鏈路的物理中斷概率。
3. 根據權利要求2所述的基于風險的電網安全穩定控制系統關鍵通信鏈路辨識方法， 其特征在于，步驟2)采用W下方法計算由通信中斷事件引發的控制風險累加值： 首先，采用公式（2)計算在某一電網預想故障場景下由通信中斷事件引發的控制風 險：
其中，y表示電網預想故障場景的序號，Ey.y表示在第y種電網預想故障場景下由第X 個通信中斷事件引發的控制風險，為第y種電網預想故障場景的概率，ACy為相應通信 中斷事件發生前后的安控措施代價差； 然后，遍歷所有需要分析的電網預想故障場景，按公式（3)計算由通信中斷事件引發 的控制風險累加值：
其中屯表示所有由第X個通信中斷事件引發的控制風險的累加值，B為電網預想故障
場景總數。
4. 根據權利要求3所述的基于風險的電網安全穩定控制系統關鍵通信鏈路辨識方法， 其特征在于，步驟2)中采用公式（4)的計算結果作為通信中斷事件導致的各通信鏈路的中 斷風險：
其中，。表示第X個通信中斷事件導致的第j個通信鏈路的中斷風險。
5. 根據權利要求4所述的基于風險的電網安全穩定控制系統關鍵通信鏈路辨識方法， 其特征在于，步驟3)中按照公式（5)匯總得到各通信鏈路的風險累計值：
其中，Cgj?表示第j個通信鏈路的風險累計值，A為所有的通信中斷事件的總數。
【專利摘要】本發明公開了一種基于風險的電網安全穩定控制系統關鍵通信鏈路辨識方法，屬于電力系統及其自動化技術領域。本發明以通信鏈路中斷前后電網的控制措施代價差作為指標，結合通信鏈路中斷概率和電網故障場景概率，計算通信鏈路中斷風險，考慮遍歷所有需要分析的電網預想故障場景和通信中斷事件，從而形成通信鏈路中斷風險的累計值，風險累計值大于設定門檻的通信中斷鏈路即為電網安全穩定控制系統的關鍵通信鏈路。本發明能夠準確地辨識出導致電網安全穩定運行風險的通信中斷故障的關鍵通信鏈路，為調度運行人員進行基于風險的電力與通信組合故障的控制決策奠定技術基礎。
【IPC分類】H02J13-00
【公開號】CN104600839
【申請號】CN201410804232
【發明人】嚴佳梅, 許劍冰, 倪明, 余文杰, 李悅岑, 趙麗莉, 童和欽
【申請人】國家電網公司, 國電南瑞科技股份有限公司, 江蘇省電力公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月19日