基于风险的电网安全稳定控制系统关键通信链路辨识方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统及其自动化技术领域，更准确地说，本发明涉及一种电网安 全稳定控制系统关键通信链路辨识方法。
【背景技术】
[0002] 目前实现的电网安全稳定防御都是在信息和命令可靠传递的大前提下进行的，对 于重要的通信通道采用双重化方式配置或者电力通信网成环方式，从而保证信息传递的可 靠性。
[0003] 然而，这种方法在本质上完全依赖于通信系统本身的可靠性，并未考虑通信系统 本身的运行风险。实际上，当发生雷击、飓风、雨雪、地震等自然灾害以及出现设备老化、安 装缺陷等情况时，均有可能会导致通信系统自身发生故障，致使电网安全稳定控制系统站 与站之间通信链路中断，严重时直接影响电网的安全稳定。
[0004] 因此，为了解决上述问题，就需要对通信系统中风险较大的关键链路进行辨识，从 而预先采取有针对性的措施对通信中断风险进行防控。
【发明内容】
[0005] 本发明目的是：针对现有安全稳定控制技术中未充分考虑通信中断运行风险的不 足，提供一种电网安全稳定控制系统关键通信链路的辨识方法，为进行有针对性的电网通 信中断风险防控决策奠定技术基础。
[0006] 本发明根据自然环境和通信光纤设备的健康状态可能引起电网安全稳定控制系 统站与站之间通信中断事件的概率，形成通信链路的中断概率；计及电网故障场景概率，匹 配安全稳定控制策略，并在同样电网场景下，考虑通信链路中断后新的安全稳定控制策略， 以后者与前者的控制措施代价差作为参数计算该通信中断事件引发的控制风险；遍历所有 电网运行方式和电网预想故障的组合，计算通信链路中断风险的累计值；风险累计值大于 某个设定门槛的通信中断链路，即为电网安全稳定控制系统的关键通信链路，从而为开展 有针对性的电网通信中断防控决策奠定基础。
[0007] 具体地说，本发明是采取以下的技术方案来实现的，包括下列步骤：
[0008] 1)在电网安全稳定控制系统所有的通信中断事件中选取第一个通信中断事件，进 入步骤2);
[0009] 2)针对被选取的通信中断事件，遍历所有电网运行方式和电网预想故障的组合， 对所有由该通信中断事件引发的控制风险进行累加，将计算得到的由该通信中断事件引发 的控制风险累加值与引起该通信中断事件的各通信链路的中断概率的乘积，作为这一通信 中断事件导致的各通信链路的中断风险；
[0010] 3)在电网安全稳定控制系统所有的通信中断事件中选取下一个通信中断事件，返 回步骤2)计算该通信中断事件导致的各通信链路的中断风险，直至遍历电网安全稳定控 制系统所有的通信中断事件，然后对各通信链路由不同通信中断事件导致的该通信链路的 中断风险进行累加，得到各通信链路的风险累计值；
[0011] 4)将各通信链路的风险累计值按大小进行排序，将其中大于设定门槛值的通信链 路，视为电网安全稳定控制系统的关键通信链路。通信链路中断的风险门槛值需要考虑实 际电网所能容忍的最大通信链路中断的成本值，一般情况下，电压等级越高的电网相应通 信链路中断风险的门槛值越高，反之越低。因此，通信链路中断的风险门槛值应根据实际电 网特点、运行要求及所关心的通信链路数量等因素进行人为设定。
[0012] 本发明的进一步特征在于，步骤2)中采用公式（1)来计算引起通信中断事件的各 通信链路的中断概率：
【主权项】
1. 基于风险的电网安全稳定控制系统关键通信链路辨识方法，其特征在于，包括如下 步骤： 1) 在电网安全稳定控制系统所有的通信中断事件中选取第一个通信中断事件，进入步 骤2); 2) 针对被选取的通信中断事件，遍历所有电网运行方式和电网预想故障的组合，对所 有由该通信中断事件引发的控制风险进行累加，将计算得到的由该通信中断事件引发的控 制风险累加值与引起该通信中断事件的各通信链路的中断概率的乘积，作为该一通信中断 事件导致的各通信链路的中断风险； 3) 在电网安全稳定控制系统所有的通信中断事件中选取下一个通信中断事件，返回步 骤2)计算该通信中断事件导致的各通信链路的中断风险，直至遍历电网安全稳定控制系 统所有的通信中断事件，然后对各通信链路由不同通信中断事件导致的该通信链路的中断 风险进行累加，得到各通信链路的风险累计值； 4) 将各通信链路的风险累计值按大小进行排序，将其中大于设定口槛值的通信链路， 视为电网安全稳定控制系统的关键通信链路。
2. 根据权利要求1所述的基于风险的电网安全稳定控制系统关键通信链路辨识方法， 其特征在于，步骤2)中采用公式（1)来计算引起通信中断事件的各通信链路的中断概率：
其中，X表示通信中断事件的序号，j表示通信链路的序号，表示引起第X个通信 中断事件的第j个通信链路的中断概率，Pey表示第j个通信链路的物理中断概率；当中断 的第j个通信链路为主通道链路时，m表示通信中断事件中备用通道的链路数，表示备 用通道中第k个通信链路的物理中断概率；当中断的第j个通信链路为备用通道链路时，m 表示中断事件中主通道的链路数，Pcfc表示主通道中第k个通信链路的物理中断概率。
3. 根据权利要求2所述的基于风险的电网安全稳定控制系统关键通信链路辨识方法， 其特征在于，步骤2)采用W下方法计算由通信中断事件引发的控制风险累加值： 首先，采用公式（2)计算在某一电网预想故障场景下由通信中断事件引发的控制风 险：
其中，y表示电网预想故障场景的序号，Ey.y表示在第y种电网预想故障场景下由第X 个通信中断事件引发的控制风险，为第y种电网预想故障场景的概率，ACy为相应通信 中断事件发生前后的安控措施代价差； 然后，遍历所有需要分析的电网预想故障场景，按公式（3)计算由通信中断事件引发 的控制风险累加值：
其中屯表示所有由第X个通信中断事件引发的控制风险的累加值，B为电网预想故障
场景总数。
4. 根据权利要求3所述的基于风险的电网安全稳定控制系统关键通信链路辨识方法， 其特征在于，步骤2)中采用公式（4)的计算结果作为通信中断事件导致的各通信链路的中 断风险：
其中，。表示第X个通信中断事件导致的第j个通信链路的中断风险。
5. 根据权利要求4所述的基于风险的电网安全稳定控制系统关键通信链路辨识方法， 其特征在于，步骤3)中按照公式（5)汇总得到各通信链路的风险累计值：
其中，Cgj?表示第j个通信链路的风险累计值，A为所有的通信中断事件的总数。
【专利摘要】本发明公开了一种基于风险的电网安全稳定控制系统关键通信链路辨识方法，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明以通信链路中断前后电网的控制措施代价差作为指标，结合通信链路中断概率和电网故障场景概率，计算通信链路中断风险，考虑遍历所有需要分析的电网预想故障场景和通信中断事件，从而形成通信链路中断风险的累计值，风险累计值大于设定门槛的通信中断链路即为电网安全稳定控制系统的关键通信链路。本发明能够准确地辨识出导致电网安全稳定运行风险的通信中断故障的关键通信链路，为调度运行人员进行基于风险的电力与通信组合故障的控制决策奠定技术基础。
【IPC分类】H02J13-00
【公开号】CN104600839
【申请号】CN201410804232
【发明人】严佳梅, 许剑冰, 倪明, 余文杰, 李悦岑, 赵丽莉, 童和钦
【申请人】国家电网公司, 国电南瑞科技股份有限公司, 江苏省电力公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月19日