智能变电站自动化通信网络可靠性研究

摘要

本文以智能站自动通信网络为研究对象，采用可靠性框图法对其可靠性进行了研究。首先对智能变电站自动化通信网络的结构进行了研究，引出其“三层两网”构架，对过程层、间隔层、站控层中各设备的基本功能和回路构成及自动化通信网络的逻辑结构和组网方式进行了分析。其次对可靠性框图理论进行了研究，引出了最小通路的概念，提出采用指数分布对网络元件进行可靠性建模，提出将自动化通信系统分为继电保护通信网络和自动化监控通信网络两个方面，并对这两个子网络进行了可靠性框图建模。再次对可靠性模型的求解方法进行了研究，提出采用极大似然估计法来求解网络元件的指数分布参数，采用基于逻辑功能的节点遍历法来化简自动化通信系统的可靠性框图，并对可靠性计算方法进行简化，提出了采用不交化算法进行计算化简。最后对某220kV线路的自动化通信网络的可靠性进行了算例分析，对其元件、传输介质和网络进行了建模，经过极大似然估计算法得到了网络元件指数分布参数，根据物理拓扑结构，建立了该网络的可靠性框图模型，对原始可靠性框图进行了简化，将自动化通信网络分为继电保护网络和自动化监控网络两个子网络，并运用本文提出的基于逻辑功能节点遍历法对两个子网络的所有最小通路进行了查找，对两个子框图的可靠度进行了计算分析，通过分析证实了所提方法的有效性。

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第1章 绪论

1.1 论文选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要内容

第2章 智能站自动化通信网络结构

2.1 智能站的基本概念

2.1.1 智能站基本概念

2.1.2 智能站“三层两网”构架

2.2 智能站自动化通信网络硬件结构

2.2.1 过程层设备

2.2.2 间隔层设备

2.2.3 站控层设备

2.2.4 通信设备

2.3 智能站自动化通信网络逻辑结构

2.3.1 IEC61850通信规约

2.3.2 二次虚回路

2.3.3 SCD文件

2.4 智能站自动化通信网络组网方式

2.4.1 直采直跳方式

2.4.2 网采网跳方式

2.4.3 混合组网方式

2.5 本章小结

第3章 智能站自动化通信网络的可靠性模型和算法

3.1 可靠性框图法

3.1.1 串联结构可靠性框图法

3.1.2 并联结构可靠性框图法

3.1.3 网络结构可靠性框图法

3.2 智能站自动化通信网络可靠性模型

3.2.1 网络元件的可靠性模型

3.2.2 自动化通信网络的可靠性框图模型

3.3 可靠性模型的求解方法

3.3.1 网络元件可靠性模型求解算法

3.3.2 可靠性框图模型求解算法

3.4 本章小结

第4章 工程算例分析

4.1 工程背景分析

4.1.1 工程背景

4.1.2 220kV线路间隔自动化通信网络配置情况

4.2 可靠性模型的建立

4.2.1 网络元件可靠性模型的建立

4.2.2 网络传输介质可靠性模型的建立

4.2.3 网络可靠性模型的建立

4.3.1 可靠性框图化简

4.3.2 最小通路查找

4.3.3 可靠性计算

4.3.4 计算结果分析

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢