电网调度自动化系统可靠性故障树模型建立

电网调度自动化系统可靠性故障树模型建立

朱璋傲

（国网重庆市电力公司南岸供电分公司重庆400036）

摘要：电网调度自动化系统是整个电网的控制核心，对其进行可靠性评估，具有保障电网安全稳定运行的重要作用。本文建立了电网调度自动化系统可靠性故障树模型，首先分析了我国电网调度自动化系统的发展趋势，接着分析了调度自动化系统的结构，分析了影响调度自动化系统正常运行的因素，最后建立了电网调度自动化系统可靠性故障树模型，通过该故障树模型可以有效计算电网调度自动化系统的可靠性，对电力系统安全、可靠和经济运行具有重要的意义。

关键字：电力系统;调度自动化;可靠性;故障树

电网调度自动化系统是由调度主站、远方厂站自动化系统以及连接主站和厂站的数据通信网络所组成的复杂系统。电网调度自动化系统是电力系统的中枢系统，可以决定电力负荷及潮流的分配，关系到电力系统的安全稳定运行。随着电力系统的发展和全国大电网的互联，对二次系统的可靠性要求将越来越高。因此，对电网调度自动化系统可靠性进行系统、定量的研究分析具有重要的理论意义和应用价值。

本文建立了电网调度自动化系统可靠性故障树模型，首先分析了我国电网调度自动化系统的发展趋势，接着分析了调度自动化系统的结构，分析了影响调度自动化系统正常运行的因素，最后建立了电网调度自动化系统可靠性故障树模型，通过该故障树模型可以有效计算电网调度自动化系统的可靠性，对电力系统安全、可靠和经济运行具有重要的意义。

1电网调度自动化发展趋势

电网调度自动化系统经历了从经验型到科学型的发展过程。早期的调度系统是依靠调度值班人员通过打电话来了解系统的运行情况。70年代以来，电网调度自动化系统逐步实现了数字化，调度员可通过设在调度中心的模拟屏了解到全网的运行情况，并能对电力设备进行遥控。80年代以来，随着计算机技术的发展，传统的变电站二次设备开始被微机型装置所取代，如微机继电保护装置、微机自动装置、微机监控系统和微机远动终端（RTU）等。这些微机型装置尽管功能不同，但其硬件结构大体相同。90年代以来，随着各种电网分析算法的成熟，各种高级应用软件逐渐得到了应用，为调度员对电网的控制提供科学的、满足电网安全和经济运行要求的调度决策。这时的调度自动化系统已经从经验型上升到科学型，发展成为能量管理系统（简称为EMS系统）。综上所述，电网调度自动化系统已经逐渐取代传统的远动终端，成为调度自动化系统功能的重要组成部分。

2电网调度自动化系统结构

根据目前在变电站中的具体应用，目前电网调度自动化系统的结构形式可以分为集中式、分布集中式、分散与集中相结合和全分散式等四种形式。分散与集中相结合式是目前电网调度自动化系统的主要结构形式，其将高压线路保护、主变压器保护和高压测控单元等采用集中组屏安装在控制室内，而配电线路的保护和测控单元分散安装在开关柜内，如图1所示。分布与集中结合式电网调度自动化系统主要由变电站主站计算机系统、微机保护装置、站内局域通信网、微机测控装置、保护管理机、数采管理机、远动通信机以及电压无功控制和故障录波等IED设备组成。主控室或配电开关柜室的保护、测控信号通过以太网（LAN）传输至监控工作站、工程师工作站或远动通信机，为提高电网调度自动化系统的可靠性，还可以对重要的系统设备进行冗余配置。

图1分布与集中结合式电网调度自动化系统结构

3电网调度自动化系统可靠性故障树模型

根据图1电网调度自动化系统的网络结构以及各部分之间的相互关系，就可以分析导致电网调度自动化系统失效的各个环节和因素，建立调度自动化系统失效的故障树模型。引起电网调度自动化系统失效的主要因素有：①变电站层失效：包括监控工作站、工程师工作站、远动通信机失效以及主站系统以太网（LAN）失效；②间隔层失效：主要包括间隔层通信及装置故障，包括主变、高压线路和母线等保护系统失效，测控系统失效、低压保护测控装置失效、IED设备失效、通信管理机失效以及间隔层通信链路失效等；③设备层失效：包括电流互感器、电压互感器的本身失效，以及模拟量远距离传送过程中的衰减、干扰等原因导致的测量结果误差过大引起的交流输入回路失效，此外还包括开关量输入失效、以及断路器操作回路的失效等。根据以上影响电网调度自动化系统失效的因素，选取主要因素建立了如图2所示的电网调度自动化系统可靠性计算的故障树，其中顶事件定义为电网调度自动化系统故障。

图2电网调度自动化系统的故障树模型

4结语

智能电网掀起了电力工业界新一轮革命的浪潮，而智能调度的概念也从狭义的调度人员辅助决策拓展到电网调度自动化系统的智能化，为此本文研究了电网调度自动化系统的可靠性计算模型，首先分析了我国电网调度自动化系统的发展趋势，接着分析了调度自动化系统的结构，分析了影响调度自动化系统正常运行的因素，最后建立了电网调度自动化系统可靠性故障树模型，通过该故障树模型可以有效计算电网调度自动化系统的可靠性，为驾驭未来电网调度自动化系统提供切实有效的保障。

参考文献

[1]石俊杰,孟碧波,顾锦汉.电网调度自动化专业综述[J].电力系统自动化,2004,28(8):1-5,22.

[2]占震滨,杨博.电网调度自动化系统前置集群虚拟网关设计及应用[J].电力系统自动化,2015(22):98-103.

[3]马冰洋.电网调度自动化系统应用研究[D].华北电力大学(北京),华北电力大学,2014.

[4]马韬韬,郭创新,曹一家,等.电网智能调度自动化系统研究现状及发展趋势[J].电力系统自动化,2010,34(9):7-11.

作者简介：

朱璋傲（1990-08），女，重庆江津人，东华大学电气工程专业学士，单位：国网重庆市电力公司南岸供电分公司，研究方向：电力调度自动化，