通信延时/误码引起纵联差动保护风险分析

摘要

随着智能电网的快速发展，电力系统与电力通信系统之间相互渗透并逐渐融合成高度集成的电力复合系统。因此，电力系统的安全稳定运行不仅要考虑到电力一次设备和外部灾害带来的影响，还要考虑通信系统的影响。目前对于电力复合系统的研究刚刚起步，研究通信延时和误码对电力系统的影响是研究电力复合系统的关键部分。论文在分析通信延时和误码对电力系统影响过程的基础上，针对继电保护业务，提出了通信延时误码引起电力系统运行风险的评估方法。
　　论文首先从光传输网络的相关行业标准和继电保护业务需求两个角度入手，分析了光纤保护通道所必须满足的延时误码要求。这为研究通信延时误码对纵差保护系统的影响提供了可靠的依据和支持。
　　考虑继电保护业务的特殊性，将光纤保护通道的延时和误码分为大扰动(通道切换)情况和小扰动情况分别进行研究。大扰动情况主要考虑主通道故障的情况下引起保护通道切换至备用通道所引起的延时误码大范围变化。这种情况下，将延时和误码概率分布转化为光纤通道的故障率进行研究，提出了实时延时误码的概率分布模型和长时段内延时误码的概率模型。该模型在考虑通道及各通信设备内部结构的基础上，还考虑通道实时延时和误码与通道故障率之间的内在联系，克服了基于统计数据中的二态性（正常或者故障）的缺点，提高了评估的实时性和准确性；小扰动的情况主要考虑环境变化、外部干扰或者测量误差等不确定因素的影响所引起的延误码小范围内变化。这种情况下，假设延时误码服从一定的概率分布模型。这种方法扩展了现存方法将保护通道的延时误码作为确定的延时误码带来进行处理的缺点，更具合理性。
　　基于纵差保护的基本工作原理，分析了延时误码对继电保护装置的影响过程，揭示了延时误码对继电保护装置的影响机理。在已有的定性分析的基础上，从误差引入的角度入手，结合继电保护原理提出了不一致性延时引起保护误动概率模型和一致性延时和误码引起保护拒动概率模型。该模型定量的评估了通信延时误码引起保护装置非正常动作的概率，评估的结果能够有效的反映延时误码对继电保护装置的影响情况。
　　结合传统评估方法评估继电保护装置非正常动作引起的电力系统后果，运用风险理论建立了继电保护业务延时误码引起电力系统运行风险的综合评估方法，并针对评估结果对风险等级进行划分，提出了相关的更显缓解及规避的方法。

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第一章 绪论

1.1选题背景

1.2选题意义

1.3国内外研究现状

1.4论文主要工作

第二章 电力业务的通信延时误码性能要求

2.1电力通信网简介

2.2电力通信的延时性能指标

2.3电力通信误码性能指标

2.4本章小结

第三章 通信通道的延时误码概率分布模型

3.1实时延时和误码概率分布模型

3.2长时段内延时误码的概率分布模型

3.3本章小结

第四章 通信延时/误码引起保护非正常动作概率模型

4.1通信延时误码对继电保护的影响

4.2不一致性延时引起保护误动概率

4.3一致性延时引起保护拒动概率

4.4误码引起保护拒动概率

4.5延时和误码引起保护拒动概率

4.6本章小结

第五章 通信延时/误码引起电力系统运行风险评估模型

5.1风险评估方法

5.2风险指标选择

5.3风险等级划分

5.4风险缓解及规避方法

5.5本章小结

第六章 仿真分析

6.1影响保护非正常动作概率的关键因素分析

6.2通信正常和异常情况下保护非正常动作概率对比

第七章 结论及展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢