通信系统中断对电网广域保护控制系统的影响分析

解然 刘晓民 陈鑫豪 曹馨方

摘 要：通信系统中断，是导致电网产生故障、影响电网运行稳定性的主要因素。本文简要分析了通信系统中断对电网广域保护控制系统影响的表现，强调了积极预防通信系统中断的重要性。基于此，主要以某次通信系统中断事件为例，总结了该事件的处理方法。通过对事件处理效果的观察，证实了各项预防措施的实施，在提高电网广域保护控制系统运行安全性方面的重要价值。

关键词：通信系统中断；电网；广域保护控制系统

随着电力用户用电量的不断加大，电力通信系统的复杂程度逐渐提升。目前，我国电力企业通信系统光缆总长度，已超过673300km。受恶劣的运行环境的影响，电缆极容易被破坏，通信系统中断的风险极容易发生。一旦通信中断，发电机组的负荷损失必然较为严重。而以继电保护为主要功能的广域保护控制系统，也将出现跳闸、崩溃等风险。可见，为提高电网运行的安全性，对通信系统中断，对电网广域保护控制系统的影响进行分析较为重要。

1 通信系统中断对电网广域保护控制系统影响的表现

1.1 中心站与主站通信系统中断

电力系统中，主站与中心站之间，均呈相互连接的状态。如下行通信中断，即使中心站能够成功发送信息，主站同样无法接收[1]。出现上述现象时，主站会立即做出反应。将当前的运行模式，转换为离线运行模式，实现对自身的保护。此时，主站必须自能量管理系统中获取能量，方可维持运行。长此以往，欠控或过控的问题，极容易产生，电网广域保护控制系统的稳定性将随之下降。

1.2 控制站与执行站通信系统中断

控制站与执行站通信系统中断，同样属于通信系统中断的主要表现。电网安全控制系统中，控制站的功能，在于向执行站发送切机、切负荷以及直流调整等命令。上述指令的传达时间，一般为0.833ms。通信网络自愈时间，一般为50ms。如链路中断时间超过1s，导致自愈通道无法打开，指令则无法执行。此时，断面潮流误差将明显增加，电网广域保护控制系统的性能，也将随之受到影响。

1.3 控制站之间通信系统中断

控制站由主站与子站两部分构成，两者的下行通信传递时间，为0.822ms。指令传输后，持续时间一般处于100ms至1s之间。通信传递的过程中，如光纤链路出现中断。则指令的传输过程，必然无法实现[2]。此时，子站将无法执行主站的命令。子站的故障信息，同样无法经主站而上报。受其影响，欠控的问题，会立即发生，电网广域保护控制系统故障随之产生。

2 通信系统中断对电网广域保护控制系统影响的预防

2.1 通信系统中断案例

我国某省曾發生一次通信系统中断事件，对居民用电造成了巨大的负面影响，电力企业同样因此遭受了极大的损失。为避免类似问题再次发生，该省电力企业，将WARMAP系统作为算例，对系统的结构与通道配置情况进行了研究。并将切负荷，以及解列局部电网等方案，应用到了电网运行控制过程中。为通信系统中断率的下降，以及电网广域保护控制系统的稳定运行，奠定了坚实的基础。

2.2 通信系统中断的识别

2.2.1 识别链路

由通信链路中断，导致通信中断的概率计算公式如下：

Px，e=pkj[1-α（1-pxk）]

上述公式中，Px，e中的P，代表概率，x代表第x个通信中断事件，e代表中断的链路代码。p代表因自然事故所导致的电网风险的概率，α则代表通信链路总数，与中断概率之间的关系式。借助上述公式对该省的通信中断概率进行计算后发现，链路25（B1-C3）、46（B6-C9）、14（B9-C10）三段链路中断的风险最高。且一旦中断，后果最为严重。

2.2.2 故障预想

为判断不同故障发生时，会对电网产生何种影响。该省采用FASTEST软件，对不同预想故障的后果，进行了观察。结果显示，当25（B1-C3）中断后，B1-C3链路，会双线同跳。当46（B6-C9）中断后，链路的终止节点C9的执行站，将无法接收与发送指令。当14（B9-C10）中断后，电网广域保护控制系统，同样会作出反应，导致电网无法连续运行。

2.3 通信系统中断预防方案的制定及效果

预防方案如下：①建立动态、实时的光缆监测系统，对光缆的运行情况进行监测。一旦发现运行存在异常，需立即进行处理，避免故障扩大化；②完善接入层网络，增加光纤节点。将卫星与载波通信，与光纤通信同时应用。使三者之间，能够实现优势互补；③建立共享电路资源，避免用户用电中断。确定中断风险的来源及影响后，本省针对通信系统中断的问题，执行了以上预防措施。方案应用的2年内，电网未再次出现通信系统中断故障，电网广域保护控制系统运行的稳定性明显提升。表明，上述预防措施的实施，在提高电网运行可靠性与安全性方面，取得了良好的效果。

3 结论

综上所述，对通信系统中断对电网广域保护控制系统影响的研究，为我国电力领域通信故障的解决，提供了具有可行性的思路。为降低通信系统中断率，电力企业应在识别链路、预想故障的基础上，对故障进行识别与处理。并将通信系统中断预防方案，应用到电网运行管理过程中。最终达到提高电网广域保护控制系统稳定性、提高电网运行安全性的目的。

参考文献：

[1]李剑，瞿丹波，徐兴臣.西门子T3000 DEH系统卡件通信中断逻辑优化及FM458故障在线处理方案[J].浙江电力，2017，36（07）：63-68.

[2]王明伟，张会生，李立欣.基于极化分集的DF机会中继协作通信系统性能分析[J].科学技术与工程，2017，17 （19）：47-52.