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数字化变电站继电保护可靠性分析近几年，随着科学技术的发展，我国电力企业逐步表现出信息化的发展状态，特别是在继电保护方面。
目前，数字化成为变电站的发展方向，大量技术被应用到继电保护项目中，形成全新的继电保护系统。
因此，本文围绕可靠性特点进行分析，深化数字化在变电站中的应用，同时研究数字化对继电保护可靠性的影响。
标签：数字化；变电站；继电保护；可靠性基于变电站的运行要求，电力系统在继电保护方面，全面实现数字化的建设理念，重点是促进变电站中的设备，实现可靠性的继电保护，稳定电力系统的运行，体现高效率的运行特点。
数字化的变电站，不仅可以提高继电保护的可靠性，还可以提升电网运行的社会效益，保障电网创造巨大的经济，提高变电站在电网系统中的地位。
一、数字化变电站的特点数字化变电站以“智能”和“自动”为建设目标，主要是作用于变电站设备，实现继电保护的可靠性，对数字化变电站的特点进行如下分析：自动化。
变电站在实行继电保护时，会涉及多项数据变化，包括：运行数据、状态数据等，不仅需要数据的分层处理，还需要达到数据自动化的状态，所以，变电站自动化的特点，可以支持继电保护的运行，合理运行检修的定期类型和状态类型。
网络化。
基于数字化的变电站，在设备运行上呈现网络化的特点，例如：设备运行改变以往的信息传递，形成网络化的传输环境，同时设备连接方面，也表现出网络特点，达到信息共享和数据高速传输的水平，提高继电保护的运行功能和可靠性。
智能化。
利用程序设计代替变电站的连接，通过编程控制继电保护，由此提高继电保护的针对性[1]。
借助程序信号，控制变电站，保障继电保护的精确度，而且变电站中的多项线路被电缆取代，达到高质量的保护状态。
二、数字化变电站继电保护可靠性的发展和技术支持研究变电站数字化的运行状态，分析支持继电保护可靠性运行的发展和相关技术，如下：1、数字化变电站继电保护可靠性的发展继电保护是数字化变电站的核心部分，基于数字化的发展，继电保护的运行主要以电子互感为基础，达到信息收集的目的。
浅议数字化变电站二次保护系统可靠性摘要：当前，数字化变电站呈现出智能化的发展趋势，所以其二次保护系统也逐渐发展，二次保护系统的可靠性对于变电站的运行异常重要。
本文首先对数字化变电站进行概述，并分析其特点，然后分析二次保护系统的特点并介绍几种提高其可靠性的方法，以促进数字化变电站的智能化发展，提高二次保护系统的可靠性。
关键词：数字化变电站；二次保护系统；可靠性；分析；引言：数字化变电站二次保护系统的可靠性是电力系统安全稳定运行的必要保障。
我国的变电站经过不断的变革，其智能化水平越来越高，但同时，也存在一些不可避免的问题，比如其层次越来越多、系统越来越复杂等，且充分将计算机技术运用在其发展过程中，这些均为二次保护系统提出了更高的挑战。
为了促进电力系统的稳定高效运行，我们需要将二次保护系统逐渐优化完善，扩大应用领域，提高运行速度。
所以，首先要对二次保护系统有充分的认识，并逐渐探索提高其可靠性的方法，仔细分析，不断完善，让其在运行过程中不仅充分发挥相应的功能，还要保证安全性。
一、“数字化变电站”概述（一）电力系统概述想要对“数字化变电站”有更为充分的认识，需要首先要了解电力系统的相关内容，因为数字化变电站在电力系统中占据重要的地位。
电力系统是一个比较复杂的系统，其组成部分主要是繁杂、数量众多的电路和各种终端接口，电路与终端接口互相连接而形成电力系统的核心部分。
其运行过程受到诸多因素的影响，其中包括人为因素，还包括许多不可预见的因素，都会对其运行过程产生重要影响，导致其丧失运行稳定性，出现安全危机。
这时，二次保护系统的重要性就发挥出来了，它能够对电力系统的运行起到最基本的保护作用。
为了促进电力系统的进一步发展，对于二次保护系统的稳定性的研究是非常有必要的。
（二）数字化变电站内涵解析“数字化变电站”这一名词的出现是以网络信息技术、电子技术、光电技术、电力系统等发展的基础的，出现之后的实际应用充分体现在电力系统的运行中，并且在二次保护系统方面逐渐发生重大变革。
数字化变电站二次保护系统可靠性分析现代电网逐步朝着智能化、远距离传输、高压电方向迈进。
变电站是电力系统实现远距离输电的重要环节，它的安全、稳定、可靠、有效运行影响重大，因此在实际工作中我们会运用大量的继电保护和测量设备来保障变电站的安全运行。
然而变电站本身复杂的电磁环境以及其他因素的影响，一次系统在正常运行或者发生故障时均有可能对二次系统产生干扰，从而影响二次系统的正常工作，二次系统隐患排查治理有助于提高二次系统健康水平，夯实电网稳定运行基础，保障一次设备的安全。
为保证排查治理工作稳步推进，因此研究变电站二次保护系统可靠性尤为必要。
1、数字化变电站二次系统介绍随着数字化电网的不断发展，变电站逐渐向着智能化和数字化的方向发展，因此数字化变电站的发展非常迅速。
数字化变电站是由智能化一次设备（电子式互感器、智能化开关等）和网络化二次设备分层（过程层、间隔层、站控层）构建，建立在IEC 61850标准和通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
跟传统的变电站相比，数字化变电站的不同主要体现在电气二次系统方面，因此，二次系统对于整个变电站而言具有非常重要的作用。
所以下面笔者主要对数字化变电站中的二次系统的结构和特点进行介绍，并且分析了传统变电站、数字化变电站与数字化变电站的二次系统之间的不同。
2、数字化变电站关键技术和设备数字化变电站的数字化主要体现在以下两个方面：①采用了数字化化设备；②实现了高级应用。
其中，数字化设备主要是将数字化组件结合起来，并使其整合优化至传统的一次设备。
其中包括数字化高压设备，是以数字化测量、网络化控制、可视化状态、一体化功能及信息交互功能为主要特征的高电压设备，这一设备在数字化变电站中有着举足轻重的地位，具备检测、控制、测量等功能。
而在数字化变电站二次系统中应用数字化组件以及数字化终端，则有效的实现了过程层信息的网络化传输。
数字化变电站中的二次电缆由高速通讯网络锁替代，因此二次电缆具有的交互直流串扰问题则得到了有效的解决，同时还减少了变电站的占地面积。
数字化变电站继电保护系统的可靠性探讨摘要：近年来，随着经济全球化的不断发展，我国的经济水平以及科学技术水平都在不断的提高过程当中。
因为科学技术水平的提升，我国的变电站继电保护系统也在发展的越来越完善。
并且发展的越来越智能化，现代化，网络化，数字化。
随着现代网络智能的发展，全球的变电站继电保护系统都在发生着很大的变化。
但主要的发展趋势就是变电站的继电保护系统更加的数字化，网络化。
关键词：数字化；变电站继电保护系统；可靠性引言：目前我国的变电站数目很多，所以我国也在为变电站继电保护系统的数字化以及数字化以后的可靠性做着努力。
数字化的变电站机电保护系统主要依靠的是信息网络以及数字智能化。
在研发出数字化的变电站继电保护系统之后，随之而来的问题是怎样确保数字化变电站继电保护系统的可靠性，怎样才能使得继电保护系统的可靠性变得更高。
这些都是我们需要重点去想的问题。
因为数字化变电站继电保护系统只有安全可靠才能保证我国的变电站可以高效安全的运行。
一、数字化变电站继电保护系统构成1.1数字化变电站继电保护系统的特点数字化变电站继电保护系统的主要特点是信息的数字化以及通信的更加网络化。
现代的数字化的变电站的继电保护系统和以前的传统模式下的继电保护系统有了很大的变化。
现代的数字化变电站继电保护系统更加的智能化。
在对电力保护方面更加的准确及时以及高效。
但同时数字化变电站的继电保护系统需要更多的元件。
其中包括互感器，保护单元，和断路器等等。
1.2模块组成在数字化变电站继电保护系统中应该总共有一下几种功能的模块组成。
第一是同步时钟源，第二是传输介质，第三是互感器，第四是交换机，第五是保护单元，第六是智能终端，第七是断路器，第八是合并单元。
数字化变电站继电保护系统就是在这八种功能的模块下运行完成的。
也可以说这八种功能的模块是数字化变电站继电保护系统运行的基础。
二、数字化变电站继电保护系统通信信息流的分类2.1同步对时信息对于同步对时信息来说，他的回路起点也就是源头是我们上面提到的同步时钟源，他的主要功能是接收一些太空中的时钟信号等，并且对一些信号进行一定的处理，然后传输给其他的模块组成。
数字化变电站自动化系统可靠性评估分析作者：姜勇来源：《数字化用户》2013年第05期【摘要】数字化的变电站自动系统的可靠性是国家电网进行调度服务的一个十分重要的因素。
本文将讲述系统自动化的可靠性，并对系统自动化可靠性通过一系列的指标进行分析研究，提出一些提高变电站自动化系统安全性的措施。
只有对数字化的变电站自动化系统进行分析研究，这样它才可以得到广泛的推广应用。
所以需要有一个比较完善和科学的评价系统，评估系统当中是需要考察很多的制约因素的。
【关键词】数字化变电站自动化系统可靠性评估分析变电站自动化系统的意思就是能够给变电站提供一些基础通信功能的自动化控制系统。
变电站自动化系统能够起到的作用就是对整个设备实施进行监控，并保护这些设备和线路。
其实简单地来说数字化自动系统的作用主要有三种，它们分别是系统的组合、通信的管理和软件的管理。
为了保证国家电网能够正常运行，保证国民经济的正常迅速发展，这就需要我们对整个变电站的自动化系统进行一个全面的检测，做这个检测的目的就是判断这套系统是否可靠。
对自动化系统进行可靠性的评估是为了了解对变电站的保护实施地怎么样，这样就能够保证了自动化系统安全可靠运行。
目前很多变电站的可行性分析大多数是面向单个装置的，几乎没有多少是面向整个自动化系统的。
为了对那些比较复杂的变电站的自动化进行分析，这就需要我们有一个全局观的眼光，在原来的变电站的结构上面，使用一系列的评价系统对整个自动化系统进行评估，对比变电站设备当中不同的元件可靠性发生改变对整个变电站会产生怎么样的影响。
一、数字化变电站的模型数字化的变电站从功能上面来划分的话，可以把变电站划分为三个部分，它们分别为变电站部分、间隔部分和过程部分，它们是利用一个对外开放的网络进行连接的。
数字化的变电站是和一般的变电站不相同的，数字化的变电站在内部是由一个通信系统的，这样是可以对整个自动化系统进行保护和检测，通信系统的稳定性也是和整个自动化系统的稳定性有关的。
数字化变电站可靠性分析数字化变电站成为变电站自动化建设的必然趋势。
数字化变电站内由于各种智能电子设备的大量应用，变电站内运行、状态和控制等数字化信息需要传送，负责传送这些信息的通信系统成为数字化变电站的关键。
因而，对通信系统可靠性的研究也具有重要的意义。
以往可靠性的研究主要有故障树法等。
近年来发展起来的贝叶斯网络技术，从推理机制和系统状态描述上来看，它和故障树有很大的相似性。
而且贝叶斯网络具有描述事件多态性和故障逻辑关系非确定性的能力，更加适合于对复杂系统的安全性和可靠性进行分析。
本文结合故障树，应用贝叶斯网络技术分析了数字化变电站的通信结构，并通过实例验证。
1 数字化变电站网络通信结构1.1 数字化变电站三层结构数字化变电站的基础之一是采用IEC 61850协议，IEC 61850按照变电站自动化系统所要完成的控制、监视和继电保护三大功能，从逻辑概念和物理概念上，将变电站的通信体系分为3个层次，即变电站层、间隔层和过程层，并且定义了层和层之间的通信接口[1]。
过程层主要完成开关量I/O、模拟量的采样和控制命令的发送等与一次设备相关的功能，该层物理设备主要是远方I/0、智能传感器和传动机构；间隔层的功能是主要利用本间隔的数据对本间隔的一次设备产生作用。
该层的物理设备主要包括每个间隔的控制、保护或监视设备。
1.2 变电站以太网结构根据IEC61850，数字化变电站采用以太网结构。
在网络负荷小于25%的情况下，以太网的响应速度比令牌总线网络快很多。
以某变电站为例，其典型结构为站内有30套主保护装置和30套后备保护装置负责站内线路、开关和变压器等的监控，有60套IED设备负责电压、电流和功率等电量和非电量信息的传送。
在底层，每6组保护装置和6组IED设备共享一个交换机，5个交换机以星型方式连接到路由器，并与服务器和广域网（WAN）交换信。
2 贝叶斯网络方法贝叶斯网络方法是基于概率分析、图论的一种不确定性知识表达和推理模型[ 2] ，一种将因果知识和概率知识相结合的信息表示框架。
提高数字化变电站继电保护系统可靠性措施分析摘要：在社会经济迅猛发展背景下，电力事业呈现良好的发展前景，越来越多先进技术和设备应用其中，促使电力系统愈加复杂。
面临当前社会各界不断增长的用电需求，加强数字化变电站继电保护系统建设和优化十分关键。
数字化变电站继电保护系统的可靠性直接关乎到电网的安全稳定运行，在规范化、智能化、数字化方向发展中，其中逐渐暴露出一系列问题，在无形中影响着数字化变电站继电保护系统可靠性，还有待进一步完善。
本文以此为切入点展开探究，提出可靠性措施来保障数字化变电站继电保护系统安全运行。
关键词：数字化变电站；可靠性；SV报文信息；继电保护系统数字化变电站在运行中，运行安全主要是依托于信息网络，而在科学技术不断发展背景下，新型保护装置和互感器开始在实践中应用，但仍然处于不断完善阶段。
如何确保数字化变电站设备安全稳定运行，提升数字化变电站继电保护系统可靠性显得十分关键。
只有保证数字化变电站继电保护系统的安全运行，才能提升供电服务质量，为社会经济持续增长打下坚实基础和保障。
由此，提升数字化变电站继电保护系统可靠性，是新时期电力事业发展的必然选择，受到社会各界广泛关注和重视，加强对其研究可以为后续工作提供支持。
一、数字化变电站继电保护系统构成在数字化变电站运行中，继电保护系统主要是为电力设备安全稳定运行提供保障，其重要性不言而喻。
就数字化变电站来看，通信网络和信息数字化是典型的特点，继电保护系统相较于以往的保护装置的连接方式和结构不同，增加了大量的元件，致使内部结构愈加复杂，如何提升数字化变电站继电保护系统成为当前首要面临的问题之一[1]。
就数字化变电站继电保护系统构成来看，主要包括以下几个部分。
其一，合并单元。
用于多个互感器数据的汇集与合并，将其转换为相应格式传输。
其二，智能终端。
是断路器设备侧的数字化智能组件，用于接受保护单元传输的数据，实现断路器的自动化控制，为断路器信息提供保护功能。
220kV智能变电站继电保护系统可靠性分析智能即为人性化，是通过对人类意识和思维过程的模拟，达到像人类在调节一样的效果。
在人工智能发展的大环境下，智能变电站得到了越来越广泛的应用，与人们的生活生产息息相关。
继电保护系统是在智能变电站发生故障或异常时，自动切除故障设备或通知人员对故障进行消除的系统，保障着电力系统的稳定运行。
标签：220kV;智能变电站;继电保护系统;可靠性一、智能变电站的概念想要提升变电站的信息传递、信息收集以及信息处理等功能，在智能变电站之中需要建立安全可靠的信息處理系统。
通过在此方面运用比较先进的计算机技术、数字网络技术可以在一定程度上保障网络信息在传递以及运输的过程之中更加顺畅、高效。
除此之外，在智能变电站之中运用这些技术一方面可以保证变电站设备的智能化水平，另一方面可以更加突显网络信息的优势，从而进一步更好的控制此系统的配电装置。
智能变电站有两方面的突出特征，其一是一次智能化，其二是二次智能化。
它的突出特征可以有效的降低智能变电站在运营方面的费用，更好的节约成本，从而逐步提升变电站在送电方面的效率。
智能变电站通过比较先进的智能化工作管理模式，在一定程度上逐步克服了以往变电站中互感器的饱和现象。
智能变电站不会出现交直流串扰等电磁兼容问题，解决了以往的这个难题。
它的应用极大的改变的传统的变电环境，进一步在电力系统运行方面的稳定性得到更好的提升。
智能变电器有变电间隔层、变电过程层、以及变电站控层三部分构成。
变电站控层与变电间隔层在数据控制方面可以实现共享，从而在信息处理方面起到优化作用。
二、GO法的基本原理GO法是一种将成功作为目标的，从事件源头经过一个由系统工程图直接推导而来的GO模型的计算来确定该系统某些概率的可靠性分析方法，主要应用于具有复杂时序和可修复系统。
GO图是由表示具体单元的操作符和连接操作符的信号流组成。
GO法理论定义了17种操作符，每种操作符所代表的意义不同，其含义可以参考文献。
论述数字化变电站继电保护可靠性措施数字化变电站继电保护中，微机自动实时监控是数字化变电站的重点所在。
当前，变电站内计算机技术和网络通信技术的日趋成熟，电力系统继电保护、微机控制等都实现了功能智能化、网络化，电力系统运行中的各种问题可以通过微机全面解决。
1 数字化变电站继电保护中可靠性的意义在数字化变电站中，关于继电保护定值单不全、编号不统一、签字不完善、与运行方式不一致等4项问题，需要给予全部整改完成。
在专项治理工作中，供电公司调度中心、运行中心、修试中心等多个专业相互协调，互相监督，使该项专业管理工作顺利有序进行，并在安全管理方面也取得了较好的经验。
这就对数字变电站继电保护可靠性提出了更高的要求：数字化变电站继电保护，需要供电公司组织系统、信息、自动化等专业，提出《变电站保信系统web发布方案》。
通过摸索实践，搭建完成并通过相关信息测试，发布上线。
继而推广继电保护信息系统实用化，进一步提升了电力调度、监控人员故障快速分析及处理的能力，提高了电网安全、稳定、可靠运行，有效推进了创先工作的扎实落地。
数字化变电站继电保护，为加快变电站继电保护一体化建设，需要提升运维人员的技能水平，组织当值运维人员开展了变电运维一体化技能培训。
数字化变电站继电保护，需要对光纤通道异常及处理方法进行讲解，利用掌握好继电保护知识，把设备的保护原理摸清吃透，才能在平时的运维工作中得心应手。
数字化变电站继电保护，实现变电站继电保护建设速度和质量的双重提升，需要提高运维人员的技能水平，以此推进变电站继电保护一体化体系。
数字化变电站继电保护过程中，故障录波装置及保护信息子站两类继电保护辅助设备由于使用频率较低，需要得到运维检修人员的重视，部分设备出现采样数据偏差、通道中断等缺陷都未能及时处理，导致线路发生故障时，无法采集到相关数据，影响故障的分析判断。
2 数字化变电站继电保护微机自动监控系统的实施数字化变电站继电保护过程中，需要对变电站故障录波、保信子站的运行工况逐一进行检查，利用电脑、说明书、尾纤对每个站、每个保护间隔的电流、电压采样、通信、对时情况进行了详细的测试。
分析数字化变电站继电保护系统的可靠性和有效方法摘要：本文在分析数字化变电站继电保护系统元件构成基础上，对保护系统的信息流进行了剖析，分析了各类信息流回路可能的拓扑结构，利用二端网络连通率的最小路集算法对信息流进行可靠性计算，并用串并联的模型将继电保护系统中的冗余配置考虑在内，最终建立起了通用的数字化保护系统的可靠性评价模型和方法。
最后介绍了可靠性评价模型与方法的软件实现，并采用实际保护方案验证了可靠性评价模型和方法的有效性。
关键词：数字化变电站；继电保护系统；信息流；可靠性；Abstract: This paper is based on the analysis of system components of digital substation relay protection based on the protection system, information analysis of the topological structure of all kinds of information flow loop is possible. The path connectivity using two terminal network set algorithm for reliability calculation of the information flow, and series parallel model will be redundant configuration in the system of relay protection, consideration, and eventually establish a reliability evaluation model and method of the digital protection system of the general. Finally introduces the model and method of reliability evaluation software, and uses the actual protection scheme to validate the model and methods of reliability evaluation.Keywords: digital substation; protection system; information flow; reliability;1 数字化变电站继电保护系统的组成信息的数字化和通信的网络化是数字化变电站的特点，因此继电保护系统不同于传统变电站由互感器、保护单元和断路器通过点对点方式连接的简单结构，会有更多的元件加入其中。
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．０５．０１３数字化变电站系统可靠性评估与分析徐志超，李晓明，杨玲君，周冬旭，赵 云（武汉大学电气工程学院，湖北省武汉市４３００７２）摘要：为实现对结构较为复杂的数字化变电站系统进行全面、细致的可靠性评估，首先构建了基于并行冗余协议的数字化变电站整体结构模型。
然后将一种新的可靠性评估方法———成功流法，引入数字化变电站的可靠性分析中，以数字化变电站结构模型为基础，建立用于可靠性评估的成功流模型，并根据该模型进行推导，得出变电站的全局可靠性参数。
最后利用灵敏度分析方法，分析了不同元件的可靠性变化对整个系统成功概率的影响。
关键词：数字化变电站；可靠性评估；并行冗余协议；成功流法；灵敏度分析收稿日期：２０１１－０９－２０；修回日期：２０１１－１１－０６。
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（２０１０２０７０１０１００００７３）。
０ 引言变电站作为电网的重要节点，担负着对电能传输、分配、控制和管理的任务，变电站的安全可靠运行对电力系统的稳定性及供电可靠性至关重要。
因此，在智能电网的智能发电、输电、变电、配电、用电和调度６个环节中，变电环节具有重要的内容，建设稳定、安全、可靠的数字化变电站是实现坚强智能电网的重要保障［１］。
可靠性评估是衡量变电站保护、控制和监视系统的重要因素，也是保障变电站自动化系统稳定性的重要手段。
受数字化变电站元件构成及系统结构复杂性等因素的影响，目前变电站可靠性的分析方法大多针对单装置或单间隔，很少面向整个变电站自动化系统［２］。
为了对较为复杂的数字化变电站系统进行全面、细致的可靠性评估，本文首先从全局角度出发，在构建出变电站整体结构框图的基础之上，采用成功流（ＧＯ）法从输入单元的成功状态入手，通过定量计算并逐步推导系统各层的成功概率，得出全局可靠性参数；然后从局部的角度进行分析，研究和比较了不同种类的元件可靠性变化对变电站整体成功概率的影响。
１ 数字化变电站系统模型根据ＩＥＣ ６１８５０标准，数字化变电站系统从功能上划分为变电站层、间隔层和过程层３个部分，并通过分层、分布、开放式通信网络系统实现连接。
与传统变电站不同，数字化变电站内的通信网络具有保护和测控功能，其可靠性将直接影响变电站自动化系统的可靠性。
通信网络的合理组建和冗余配置是实现网络高效、可靠运行的关键。
ＩＥＣ ６２４３９—２００８《高实用性自动网络标准》发布的并行冗余协议（ＰＲＰ）是目前数字化变电站系统通信网络组建过程中较为常用的一种冗余协议。
文献［２－４］指出，基于并行冗余协议的通信网络具有优异的故障恢复能力，适用于各种规模的变电站总线和过程总线拓扑，国际电工委员会（ＩＥＣ）建议在数字化变电站中采用基于并行冗余协议的通信网络。
基于并行冗余协议的冗余网络要求配置双以太网控制器和双网络端口，从而可分别接入到２个完全独立的以太网中，以实现通信网络的冗余。
并行冗余网络中的２个网络之间没有直接的物理连接［５］。
这２个独立的网络可以是树形、环形或者星形网络，对３种网络结构进行比较可知，环形网络的可靠性相对较高［６］。
环形网络拓扑结构为环路上任一链路的故障提供了一定程度的冗余。
当网络内所有交换机正常工作时，若有且仅有一条链路出现故障，整个通信网络仍可正常通信。
相对于传统变电站，数字化变电站要求系统具有更高的可靠性［７］。
为了实现数字化变电站系统尽可能高的可靠性，本文将以采用基于并行冗余协议的双以太网环形网作为通信网络组网方式的数字化变电站系统为例进行分析，其整体结构如图１所示。
由图１可以看出，变电站通过过程网络和站级网络将过程层、间隔层及变电站层相连接。
过程层直接与一次设备相连接，主要通过合并单元（ＭＵ）和智能开关控制单元（ＩＳＧ）实现电力一次设备工作状态和设备属性的数字化。
间隔层中的间隔控制单—７６—第３６卷 第５期２０１２年３月１０日Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．５Ｍａｒ．１０，２０１２元（ＢＣＵ）及间隔保护单元（ＢＰＵ）主要实现监控和保护功能，间隔层设备与过程层设备根据不同区域或功能划分为多个间隔单元（ＢＵ），每个ＢＵ可看做一个子网。
变电站层中包括变电站监控主机和远动网络监控系统２套独立的系统，２套系统都可对变电站的全局运行状况进行监控。
当变电站站级网络中某一套网络出现链路或交换机故障时，双网之间能进行无缝切换，因此，只要保证２套网络中任意一套正常工作即可完成对变电站的可靠监控［８－９］。
图１ 基于并行冗余协议的数字化变电站结构Ｆｉｇ．１ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＰＲＰ２ 数字化变电站系统可靠性评估第１节中构建了以基于并行冗余协议的双以太网环形通信网络作为组网方式的数字化变电站系统结构图。
下面将通过ＧＯ法对变电站系统的全局可靠性进行评估。
２．１ ＧＯ法ＧＯ法在２０世纪６０年代起源于美国Ｋａｍａｎ科技公司，开始主要用于对武器系统安全性和可靠性的评估和分析。
近年来，ＧＯ法的进一步发展使其应用更为简捷、方便，应用领域也日益广泛。
ＧＯ法是一种以ＧＯ为导向的系统可靠性分析方法，其分析过程为：首先将系统结构图按照算法中的规定转化为相应的ＧＯ模型；然后从输入单元开始，通过对整个ＧＯ模型的逐级计算，推导出系统最终的成功概率，该概率是通过把整个ＧＯ模型内所有描述系统运行情况的事件概率综合起来得到的。
ＧＯ模型内的每个事件代表着一个部件或子系统的一种特定的运行状态，其主要由操作符和信号流２部分组成。
操作符表示被评估系统中的具体元件或逻辑关系，不同操作符之间通过信号流进行连接，信号流可表示具体的物流或逻辑进程。
在ＧＯ法中共定义了１７种标准操作符，各种操作符的具体概率和运算方法可参考文献［１０］。
２．２ ＧＯ模型的建立基于图１，建立数字化变电站系统ＧＯ模型，变电站内的监控主机和远动网络对应相同的通信网络及各层设备，变电站内任意一套监控系统所接收和发送的、可正常工作的监测和控制信号都能保证全局安全可靠地运行。
根据数字化变电站ＧＯ模型，可推导出整个变电站系统的成功概率。
以２状态单元（操作符类型１）代表各条光纤链路、交换机、ＢＣＵ及ＢＰＵ。
信号发生器（操作符类型５）表示ＭＵ和ＩＳＧ。
与门（操作符类型１０）和或门（操作符类型２）分别表示各个元件之间的逻辑关系。
数字化变电站系统ＧＯ模型见附录Ａ图Ａ１，元件的可靠性参数见附录Ａ表Ａ１［１１］。
２．３ 数字化变电站可靠性的定量分析令Ｐｓｉ表示信号流ｉ的成功概率，Ｐｃｉ表示元件ｉ的成功概率。
利用ＧＯ法中的概率公式算法对变电站系统整体的成功概率进行推导（推导过程见附录Ｂ），可得出当站级网络中总交换机数目为２ｎ时的系统成功概率。
其中，当站级网络中总的交换机数目为２ｎ时，环形通信网络与冗余环形通信网络内对应的交换机数目及光纤链路数目都为ｎ。
元件２８１～ｎ和元件２９１～ｎ分别表示环形通信网络和冗余的环形通信网内ｎ条串联的光纤链路。
因为保证环形网络正常通信的条件是网络内允许发生故障的光纤链路数目不超过１条，所以２个网络中所有串联的光纤链路元件的成功概率Ｐｃ２８１～ｎ和Ｐｃ２９１～ｎ分别为：Ｐｃ２８１～ｎ＝Ｐｃ２９１～ｎ＝∑１ｋ＝０ＣｋｎＰｎ－ｋｌ（１－Ｐｌ）ｋ（１）—８６—２０１２，３６（５） 式中：Ｐｌ为光纤的正常工作概率。
站级网络中的２套环形通信网均通过２条并行光纤链路与变电站层监控系统实现互联，２条并行光纤链路可看做一条可靠性较高的光纤链路。
Ｐｃ３４１，２和Ｐｃ３５１，２分别表示２套通信环网各自对应的并行光纤链路元件的成功概率，其中下标中的１，２表示每个元件由２条并联光纤链路构成，Ｐｃ３４１，２＝Ｐｃ３５１，２＝１－（１－Ｐｌ）２。
信号流３４１，２和３５１，２的成功概率Ｐｓ３４１，２和Ｐｓ３５１，２分别为： Ｐｓ３４１，２＝Ｐｓ３２Ｐｃ３４１，２＝Ｐ３ｓ２２Ｐｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏ｎ－２ｉ＝１Ｐｃ２４ｉ（２） Ｐｓ３５１，２＝Ｐｓ３３Ｐｃ３５１，２＝Ｐ３ｓ２２Ｐｃ２９１～５Ｐｃ３１Ｐｃ３３Ｐｃ３５１，２∏ｎ－２ｉ＝１Ｐｃ２５ｉ（３）式中：下标２４ｉ表示与ＢＵｉ相对应的交换机；且有Ｐｓ２２＝Ｐｓ１９Ｐｓ２０Ｐｓ２１＝Ｐ２ｃ５Ｐ２ｃ６Ｐｃ７Ｐｃ８Ｐ２ｃ１１Ｐｃ１２Ｐ２ｃ１３Ｐｃ１４Ｐｃ１６Ｐｃ１７Ｐｃ１８·Ｐｃ１９Ｐｃ２０Ｐｃ２１Ｐ２ｓ１Ｐ２ｓ２Ｐｓ３Ｐｓ４－Ｐ２ｃ５Ｐ２ｃ６Ｐ２ｃ７Ｐ２ｃ８Ｐ２ｃ１１·Ｐ２ｃ１２Ｐ２ｃ１３Ｐ２ｃ１４Ｐｃ１６Ｐｃ１７Ｐｃ１８Ｐｃ１９Ｐｃ２０Ｐｃ２１Ｐ２ｓ１Ｐ２ｓ２Ｐ２ｓ３Ｐ２ｓ４＋Ｐｃ５Ｐｃ６Ｐ２ｃ７Ｐ２ｃ８Ｐｃ１１Ｐ２ｃ１２Ｐｃ１３Ｐ２ｃ１４Ｐｃ１６Ｐｃ１７Ｐｃ１８Ｐｃ１９·Ｐｃ２０Ｐｃ２１Ｐｓ１Ｐｓ２Ｐ２ｓ３Ｐ２ｓ４且Ｐｓ２３＝Ｐｓ２２，令ａ＝Ｐ２ｃ５Ｐ２ｃ６Ｐｃ７Ｐｃ８Ｐ２ｃ１１Ｐｃ１２Ｐ２ｃ１３Ｐｃ１４Ｐｃ１６Ｐｃ１７Ｐｃ１８Ｐｃ１９Ｐｃ２０Ｐｃ２１ｂ＝Ｐ２ｃ５Ｐ２ｃ６Ｐ２ｃ７Ｐ２ｃ８Ｐ２ｃ１１Ｐ２ｃ１２Ｐ２ｃ１３Ｐ２ｃ１４Ｐｃ１６Ｐｃ１７Ｐｃ１８Ｐｃ１９Ｐｃ２０Ｐｃ２１ｃ＝Ｐｃ５Ｐｃ６Ｐ２ｃ７Ｐ２ｃ８Ｐｃ１１Ｐ２ｃ１２Ｐｃ１３Ｐ２ｃ１４Ｐｃ１６Ｐｃ１７Ｐｃ１８Ｐｃ１９Ｐｃ２０Ｐｃ２１则Ｐｓ２２和Ｐｓ２３可简化为： Ｐｓ２３＝Ｐｓ２２＝ａＰ２ｓ１Ｐ２ｓ２Ｐｓ３Ｐｓ４－ｂＰ２ｓ１Ｐ２ｓ２Ｐ２ｓ３Ｐ２ｓ４＋ｃＰｓ１Ｐｓ２Ｐ２ｓ３Ｐ２ｓ４（４）所以，Ｐｎ－２ｓ２３＝Ｐｎ－２ｓ２２＝（ａＰ２ｓ１Ｐ２ｓ２Ｐｓ３Ｐｓ４－ｂＰ２ｓ１Ｐ２ｓ２Ｐ２ｓ３Ｐ２ｓ４＋ｃＰｓ１Ｐｓ２Ｐ２ｓ３Ｐ２ｓ４）ｎ－２（５）为简化计算过程，站级网络中考虑共有１０台交换机，则变电站间隔层中可对应包含有３个ＢＵ。
由此可知：Ｐｓ３４１，２＝Ｐｓ３２Ｐｃ３４１，２＝Ｐ３ｓ２２Ｐｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２４ｉ＝ｄ１Ｐ６ｓ１Ｐ６ｓ２Ｐ３ｓ３Ｐ３ｓ４－ｄ２Ｐ６ｓ１Ｐ６ｓ２Ｐ４ｓ３Ｐ４ｓ４＋ｄ３Ｐ５ｓ１Ｐ５ｓ２Ｐ４ｓ３Ｐ４ｓ４＋ｄ４Ｐ６ｓ１Ｐ６ｓ２Ｐ５ｓ３Ｐ５ｓ４－ｄ５Ｐ５ｓ１Ｐ５ｓ２Ｐ５ｓ３Ｐ５ｓ４＋ｄ６Ｐ４ｓ１Ｐ４ｓ２Ｐ５ｓ３Ｐ５ｓ４－ｄ７Ｐ６ｓ１Ｐ６ｓ２Ｐ６ｓ３Ｐ６ｓ４＋ｄ８Ｐ５ｓ１Ｐ５ｓ２Ｐ６ｓ３Ｐ６ｓ４－ｄ９Ｐ４ｓ１Ｐ４ｓ２Ｐ６ｓ３Ｐ６ｓ４＋ｄ１０Ｐ３ｓ１Ｐ３ｓ２Ｐ６ｓ３Ｐ６ｓ４（６）Ｐｓ３５１，２＝Ｐｓ３３Ｐｃ３５１，２＝Ｐ３ｓ２２Ｐｃ２９１～５Ｐｃ３１Ｐｃ３３Ｐｃ３５１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２５ｉ＝ｅ１Ｐ６ｓ１Ｐ６ｓ２Ｐ３ｓ３Ｐ３ｓ４－ｅ２Ｐ６ｓ１Ｐ６ｓ２Ｐ４ｓ３Ｐ４ｓ４＋ｅ３Ｐ５ｓ１Ｐ５ｓ２Ｐ４ｓ３Ｐ４ｓ４＋ｅ４Ｐ６ｓ１Ｐ６ｓ２Ｐ５ｓ３Ｐ５ｓ４－ｅ５Ｐ５ｓ１Ｐ５ｓ２Ｐ５ｓ３Ｐ５ｓ４＋ｅ６Ｐ４ｓ１Ｐ４ｓ２Ｐ５ｓ３Ｐ５ｓ４－ｅ７Ｐ６ｓ１Ｐ６ｓ２Ｐ６ｓ３Ｐ６ｓ４＋ｅ８Ｐ５ｓ１Ｐ５ｓ２Ｐ６ｓ３Ｐ６ｓ４－ｅ９Ｐ４ｓ１Ｐ４ｓ２Ｐ６ｓ３Ｐ６ｓ４＋ｅ１０Ｐ３ｓ１Ｐ３ｓ２Ｐ６ｓ３Ｐ６ｓ４（７）式中：ｄ１＝ａ３ Ｐｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２４ｉｄ２＝３ａ２ ｂＰｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２４ｉｄ３＝３ａ２ｃＰｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２４ｉｄ４＝３ａｂ２ Ｐｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２４ｉｄ５＝６ａｂｃＰｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２４ｉｄ６＝３ａｃ２ Ｐｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２４ｉｄ７＝ｂ３ Ｐｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２４ｉｄ８＝３ｂ２ｃＰｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２４ｉｄ９＝３ｂｃ２ Ｐｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２４ｉｄ１０＝ｃ３ Ｐｃ２８１～５Ｐｃ３０Ｐｃ３２Ｐｃ３４１，２∏３ｉ＝１Ｐｃ２４烅烄烆ｉ同理可求出ｅ１至ｅ１０，求解过程见附录Ｃ。
