電網調度自動化系統可靠性分析

盧鋼 回振溪

摘要：近年來世界范圍內出現的多次大范圍停電事故又將現代電網運行存在的脆弱性推到了風口浪尖，如何有效避免停電事故發生，保證我國電力事業的穩定與安全已經成為我國電力事業發展必須解決的問題。在我國當下的電力事業中，完善的電網監控系統與經驗老道的調控員，能夠將停電事故最大程度上扼殺于萌芽之中，而這些都需要電網調度自動化系統具備較高的可靠性才能夠較好的實現。本文就電網調度自動化系統可靠性進行了具體研究，希望能夠以此保證我國電力系統的安全穩定運行。

關鍵詞：電網調度；自動化系統；可靠性

電網調度自動化系統對電力系統從全局進行監控，通過通信手段對電網進行實時監測，對整個電網的工作狀態實現監控、安全性評估、負荷預測以及遠程控制等，從而確保電網的可靠運行，保障供電質量的提高，使電網的經濟性得到提高。調度自動化的可靠運行對電網安全意義重大，一旦調度自動化系統功能發生故障，控制中心就不能對電網的實際運行狀態進行全面掌握，從而做出錯誤的判斷，難以保證電力系統運行的安全，甚至造成重大事故的發生，導致重大的經濟損失和不良的社會影響。

1電網調度自動化系統概述

在我國電力事業的不斷發展中，我國電網調度自動化系統也處于不斷的發展狀態中，從集中式到分布式再到開放分布式的結構變化，就是這一電網調度自動化系統不斷升級的具體表現，為了能夠更好的對電網調度自動化系統進行描述，筆者將以某地區為例，對電網調度自動化系統的構成進行詳細論述。

在某地區電網中，這一電網中分布有9個110kV變電站與3個220kV變電站，而該電網的電網調度自動化系統則由調度主站系統、遠程站點數據采集和執行指令系統、以及站點通訊網絡系統構成，我們可將將其簡稱為主站、調度主站以及廠站通信和監控系統，圖1為這一系統的電網調度自動化系統結構圖，結合該圖我們能夠清楚的發現這一電網調度自動化系統的110kV站點監控選擇了無冗余的綜合自動化系統，而220kV站點的監控則選擇了關鍵設備配備冗余的自動化系統。

2運行過程中存在不安全因素

2.1系統缺陷和技術缺陷

電網調度自動化系統存在的系統缺陷和技術缺陷主要包括以下兩個方面：（1）產品自身存在的出廠設計缺陷以及電網設備安裝過程中的操作不當等問題，均會造成變電站供電設備存在一定的安全隱患，因而如若施工設計人員未能對施工改造方案進行細致地擬定，則極易造成施工隱患。（2）變電站的供電設備性能退化使系統處于運行不佳的狀態，并且造成系統安全性與穩定性降低。從設備運行角度來看，自動化裝置在投入使用后，便將長期保持運行狀態。

2.2人為因素

由于調度自動化系統的科技含量比較高，技術在不斷地更新換代，所以需要操作人員具有較強的業務能力和綜合素質。但是個別電網調度自動化系統的操作人員缺乏一定的業務素質和綜合素質，有的運行人員業務技能不精，對運行規程、設備系統的熟悉、掌握、理解不夠。

3增強電網調度自動化系統的可靠性

3.1考慮時間的可靠性

為了能夠完成在考慮時間前提下電網調度自動化系統可靠性分析，我們首先需要明白，采用光纖進行通信的電網調度自動化系統不存在超時問題，只有光纖通信出現故障時，電網調度自動化系統才會因專線傳輸出現數據傳輸延時的問題。基于這一前提，筆者將電網調度自動化系統的數據傳輸延時設為Td，數據傳輸時間下限設為Te1，上限為Te2，這樣我們就能夠在考慮時間的前提下建立電網調度自動化系統的可靠性模型，介于篇幅原因這里不對模型進行具體闡釋，但結合模型筆者得出了

這一專線通信的不可用度求導公式，公式中的QiO代表就是專線自身的不可用度。結合這一公式，我們能夠發現電網調度自動化系統出現通信故障時，電網調度自動化系統應用專線進行數據傳輸所需時間直接受數據量大小控制，由此通過仿真計算，我們能夠得出220kV專線通信網平均延時2.57s，而110kV專線通信網的平均延時為1.86s，結合這一結果我們就能夠得出具體的電網調度自動化系統專線通信的等效不可用，這里筆者將系統數據傳輸延時下限設為2s，上限設為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果。

3.2防雷技術的應用

電源防雷。調度自動化系統所有設備都設有電源、裝備電源，設備的操作將是不可能的，因此設備必須要有可靠的供應。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、監測和控制，直流屏，功率計，低電流，通過串口和通信五防計算機管理，然后將數據傳送到主站，通過串口和以太網轉發，如果通信管理器出現故障，那么后臺將不會接收的主數據。對于通信管理器，要對電源進行精細的保護。

通信通道防雷。目前，通信信道調度自動化系統中，由于對變電站通信管理器出口的信號線的端部，到系統之前的設備和線路，形成電網調度自動化系統的通信通道。電網調度自動化系統目前有104路數據傳輸網絡通道和綠色通道兩種。主要由綠色通道和有線通信設備（主要是RS485/232線）部件組成的104主要網絡通道和有線網絡通信設備。

3.3加強電網調度自動化管理

注重員工的職業素養建設。為確保電網調度自動化系統的運行，供電企業應當注重對相關員工進行專題培訓，以便使其操作技能得以增進、安全生產意識得以增強。

綜上，目前，計算機技術已廣泛應用于各個行業，軟件和硬件標準的開發與調度自動化系統應用的發展帶來了新的機遇。計算機系統的可靠性成為維護電網運行安全可靠的重要關系。優化電力工業自動化系統的運行，有效地提高了電力部門的效率及可靠性。