广域保护通信系统可靠性研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要广域保护系统(WAPS)是通过现代测量和通信技术获取电力系统的多点信息，辨识出可能给电力系统带来严重后果的扰动并采取相应的控制措施，消除或减轻扰动造成后果的电力系统控制保护系统。广域保护的基础是通信技术，受到通信技术水平的制约。为了实现对电力系统的实时控制，对广域保护通信系统要求高实时性和高可靠性。现代通信技术的发展为实时性提供了可能，广域保护通信系统的可靠性成为影响广域保护可靠运行的重要因素，研究其通信系统的可靠性为系统的设计与维护提供理论依据。本文从广域保护的功能出发，将通信系

2、统分为变电站通信系统和广域通信系统。变电站自动化已进入数字化时代，本文先对数字化变电站通信系统进行分析，分别建立星形和环形两种拓扑结构下的数字化变电站可靠性模型，比较星形和环形两种拓扑结构下的可靠性，并找出影响系统可靠性的薄弱环节。根据数字化变电站通信系统可靠性的分析结果，建立广域保护下的变电站通信系统的可靠性模型。在数字化变电站中，数字化保护通信系统的可靠性影响着保护动作的可靠性，根据保护系统的采样值信号、跳闸信号传输和文件数据3种数据业务，建立保护设备、合并单元、断路器和服务器冗余和双重化配置2种结构的保护通信系统可

3、靠性模型，对保护通信系统进行可靠性评估，找出影响系统可靠性的薄弱环节和系统与3个子系统中元件的概率最要度的排序。本文分析了广域保护通信系统的结构特点，将通信系统分为系统保护中心、主干网络和区域通信系统，而区域通信系统分成区域保护中心、区域网络和子站系统，对常用的3种光纤环网进行可靠性分析，分别建立各个子系统可靠性模型。以IEEEl4母线系统为算例，计算了各个子系统和整个系统的可靠性。本文利用贝叶斯网络作为可靠性分评估方法，贝叶斯网络可靠性评估方法不但能容易地计算出可靠性指标，而且利用其特有的反向推理技术，找出影响系统可靠

4、性的薄弱环节。关键词：广域保护通信系统；数字化变电站；数字化保护；可靠性模型；贝叶斯网络西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractWideAreaProtectionSystem(WAPS)whichacquiremulti—pointinformationofthepowersystembymeansofmodernmeasurementandcommunicationtechnologiesandidentifythedisturbancewhichpossibleseriousconsequencest

5、othepowersystemandtakeappropriatecontrolmeasurestoeliminateormitigatetheconsequencesisapowersystemcontrolandprotectionsystem．Wideareaprotectionisbasedoncommunicationtechnology,constrainedbythelevelofcommunicationtechnology．Inordertorealizereal—timecontrolthepower

6、system，wide—areaprotectioncommunicationsystemrequirehighreal—timeand11ighreliability．Thereal—timeofthewideareaprotectioncommunicationsystemisachievedbydevelopmentofmoderncommunicationtechnology．Thereliabilityofthewideareaprotectioncommunicationsystemisanimportant

7、factorwhichimpactthewideareaprotection’Sreliableoperation．Studyonthereliabilityofthecommunicationsysteminordertoprovideatheoreticalbasisfordesignandmaintenancethesystem．Thispaperwhichanalyzefromthewide·areaprotectionfunctiondividesthewideareaprotectioncommunicati

8、onsystemintosubstationcommunicationsystemsandwideareacommunicationssystems．Substationautomationhasenteredthedigitalage．Thepaperanalyzethereliabilityofthedigita