电力通信网路由可靠性模型的研究

1.1 电力通信 OTN 网络结构 电力通信 OTN 网络结构与 SDH 结构十分相似，二者 都对网络的层次进行了划分，在划分的过程中，根据不同类 型的信号传输方式可以将 OTN 网络具体划分为三个层次， 分别是光通道层、光传送段层以及光复用段层。除了可以根 据不同类型的信号传输方式进行划分，还可以以客户信号的 数字监视问题为标准进行划分，根据这一情况可以分为光通 路净荷单元、光通道传送单元以及光通道数据单元三个层 次。这三个层次的划分与 SDH 的划分十分相似。从当前的 发展情况来看，OTN 技术已经发展得较为成熟，并且在一 定程度上超过了传统的 SDH 和 WDM 技术，更贴切地讲， 是完美地继承了 SDH 和 WDM 技术的优势，OTN 技术的
好的发展。
关键词：电力通信；OTN 业务；路由优化方法
中图分类号：TM732；TN929.1
文献标识码：A
文章编号：2096-4706（2019）20-0062-03
Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ ＯＴＮ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ
２０１９ 年 １０ 月 ２５ 日 第 ３ 卷 第 ２０ 期
现代信息科技 Modern Information Technology
Oct.2019 Vol.3 No.20
面向可靠性的电力通信 ＯＴＮ 业务路由优化方法
刘军伟，徐艳红
（国网安徽省电力公司宿州供电公司，安徽பைடு நூலகம்宿州 234099）
摘 要：随着时代的不断发展，我国科学技术也在不断进步，当前智能电网技术已经进入了人们的日常生活，智能电网技
术的出现不仅给人们的日常生活带来了极大的便利，同时还引出了各种电力通信业务，使我国的电力通信业务朝着大容量和高

关键 词 ： 电力 通 信 网
基神 经 网络
故 障 评估
Ｋ 一均值 聚 类
粗糙集
径向
图 １ 原 理框 图
１概 述
线 路 、 换机 设备 、 度 总机 设备 、 线 设 备 、 交 调 无 电力 线 载 波
电力 通 信 网是现 代 电网不可 分割 的组 成部 分 ， 电网 设备 、 波 通信 设备 以及 图传 终 端 设备 等 ， 此可 以得 到 是 微 据 安 全、 稳定 、 济 、 质 运行 的 三大 支柱 之一川， 高 电力 通 电力 系统通信 设 备故 障 的 ７个 一级 指标 ， 后根 据故 障 的 经 优 提 然 信 网 的通信 质 量 、 加 电力 通信 网 的可靠 性 是 国家 电网公 三 因素描 述 方法 ，可将 每 种 设备故 障 情况 用故 障强 度 、 增 持 司 对 电力通 信 网提 出的一 贯要 求 ， 这是 贯 穿整个 电力 通信 续 时间和 故 障程 度三 个指 标来 描述 ， 即每个 一 级指 标具 有 网生命 周期 的持 续过 程ｔ 可靠 性 问题起 源于 故障 ， ２ １ 。 通信 网 ３个 二级指 标 。其 中 ， 障强 度是 指 故 障 对每 一使 用 单位 故 可 靠性 测 度 的演 变 与故 障 的研 究是 分 不 开 的。 在 通 信 网 的作 用力 的大 小 ， 故 障概 率和 故 障阈值 的差 值 ， 如 持续 时 中 ， 障测度 的范 畴 可 以分 为设 备故 障与 网络 故 障两 个层 间是故 障所 持 续存 在 的时 间长 度 ， 障 程度 是指 故 障所 扩 故 故 面， 网络 故 障是 设备 故 障 的深层 次反 映。 随着 电力 通信 网 散 的度 量 ， 故 障范 围。 而可 以得 到具 有 ２ 如 从 １个 二级指标 的 不 断 发展 ， 设备 的不 断更 新 ， 必要 对现 代 电力 通信 网 的 一个 电力 系统 通信 设备 故 障评 估 指标 体 系 ，如 表 １所 有 的设备 故 障情况 进行 进一步 研 究。

世纪 ８ Ｏ年 代 以后 ，衡 量 网络 可靠 性 的标准 随着 实
际情 况 发 生 了变 化 ｌ。通信 网络 的广 泛应 用 ，使 其 ７ 】
通信 传输 量 不断 增加 ，网络 堵塞 和 时延 增加 等 性能
下 降的现 象 时常 发生 ，这 引发 了 网络性 能可 靠性 的 研究 ［ １ 。 ８ ３ －】 大 量 的研 究 工 作 集 中在 网络 部 件 失 效 情 况 下 对 网络性 能 分析 的研 究 ，主要 利用 概 率加权 法 ，即
赵 娟 ， 一 ，郭 平 ，邓宏 钟 ，吴俊 ，谭 跃 进 ，李建平
（ ． 国人 民解放 军后 勤 工程 学 院 网管 中心 ，重庆 ４ １ １ ：２国防 科技 大学 信息 系 统与 管理 学 院，湖 南 长 沙 ４ ０ ７ ） １中 ０３１ ． １ ０ ３
摘
要 ：为 了分析流量变化 对网络性能可靠性 的影响，首先基于信息流动力学建立 了通信 网络流量模型 ，在此基
ｃ ｎｓｒ ｉ ｓ ｏ ｔａｎｔ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ｒｏｒ ａ ｃ ｅｉ ｂｉｉ ｃ ｄｓ ｐｅ ｆ ｍ ｎ ｅ ｒ ｌａ ｌｔ ｙ； ｏｍ ｍ ｕ ｃ ｔｏｎ ｎ ｔ ｏ ｋ； ｒ ｆ ｃ ｄ ａ ｉ ｓ ｑｕ ｌｔ ｆｓ ｒ ｃ ｎｉａ ｉ ｅ ｗ ｒ ｔａ ｉ ｙｎ ｍ ｃ ； ａ ｉｙ ｏ ｅ ｖｉｅ
网 络 的连 通 性 作 为 网络 可 靠 性 标 准 来 研 究 ［ １ ０ ５ 。２ ， ６
收 稿 日期 ：２ １—１２ ；修 回 日期 ：２ １—１２ ０ ００ —８ ０ ０ １－２
基 金 项 目： 国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目 （０ ７ １ １６ ９ ４ ６ ） ７ ７ １１， ０ ０ ０ ５

为Ａ Ｆ ３ ，宽 带 配 置 为 Ｐ Ｉ Ｒ ＞ Ｃ Ｉ Ｒ， 队 列 调 度 为 ＷＦ Ｑ，这 类 业 务
络 有 效 ；第 三 ，Ｏ Ｔ Ｎ核 心 汇聚 ＋ Ｐ Ｔ Ｎ 接 人 模 式 ，该 模 式 可 以 对 系 统 容 量 有 一 个 大 幅度 的 提 高 ，但 成 本 也 会 相 应 增 加 ，对 汇 聚 层 业 务 较 大 的 网络 有 效 。
一
应该 注意 以 １ ５ ８ ８ ｖ ２为 基 点 的 同 步 方 案 应 该 考 虑 的 问 题 和 时
钟 同 步 方 案 两 方 面 。 首 先 ，要 考 虑 到 服 务 器 的位 置 问 题 ，应
将其 安装 在 Ｏ Ｔ Ｎ核 心 环 网 中 ， 以使时钟 源进一 步收敛 ； 其次 ， 要 考 虑 到 传 输 模 式 的 问 题 ，具 体 的 传 输 模 式 有 边 界 和 透 明 两 种 ，而 在 １ ５ ８ ８ ｖ ２实 践 同 步 方 案 中 ，应 使 用 边 界 时 钟 模 式 ，
Ｎ ｅ 新 ｗ 聚 Ｆ Ｏ 焦 Ｃ Ｕ Ｓ
电力通 信 网 ＯＴ Ｎ ＋ Ｐ Ｔ Ｎ组 网的若 干关 键 技 术 研 究
口李 圆 王一达 国网浙江省 电力公司经济技术研 究院
前 言 ：随着科 学技 术 的进 步 ，我 国电力 系统 的发展 也越
Hale Waihona Puke 制。 来 越 趋 向 智 能 化 ，而 电 力 系 统 的 智 能 化 ，在 很 大 程 度 上 取 决
而在 Ｏ Ｔ Ｎ ＋ Ｐ Ｔ Ｎ组 网 模 式 中 ，Ｑ ｃ Ｓ的 实 现 主 要 依 赖 于 Ｐ Ｔ Ｎ 技
术在 Ｏ Ｔ Ｎ 网络 中 的 透 明传 输 。Ｑ ｃ Ｓ策 略 主 要 分 为 业 务 流 区 分 与 Ｑｃ Ｓ 模 型实施 两大部 分 ， 其 中， 业 务流 区分又被 分为 四类： 其 一 ， 实 时 业 务 ，主 要 分 布 于 生 产 调 度 控 制 系 统 中 ，其 服 务 等级为 Ｅ Ｆ，宽 带 配 置 为 Ｐ Ｉ Ｒ ＝ Ｃ Ｉ Ｒ，队 列 调 度 为 Ｐ Ｑ， 这 类 业 务 也 被 划 分 为 一 类 业 务 ；其 二 ，其 他 实 时 业 务 ，其 服 务 等 级

运行 管 理人 员，以便其 及 时 了解系 统 的运 行 工况， 定合 理 的运 行和 评估 方 制 案。 １ ３ 可靠 性计算 ． 该 模块 中将 系统 整 合分 析配 电 Ｇ Ｓ数据 信息 、配 电网预 安排 停 电数据 、 Ｉ 配 电故 障停 电数据 、配 电台 区变 压器 运 行数 据 、 电力用 户 用 电数据 、远 程 配 电网监 测等 信 息， 而动 态分 析 配 电网的综 合 配 电可靠性 。系统 可以利 用 从 计 算机 强大 的数 据 同步 分析 处理 功 能， 根据 配 电 网计 划 （ 非正常 ） 限电 、线 停 损等 数据 信息动 态分析 停 电损 失， 从而提 高 了运 行人 员对配 电网停 限电损失 分 析 的综 合效 率 。同时配 电 Ｇ Ｓ评估 系统 可 以根据 配 电 网实时 的拓扑 结构 ， Ｉ 提 供 一 些 优 化 停 电检 修 、 负 荷 转移 、 配 电故 障 电话 申报 、用 户 报 装 、 线 路 及 变 电站选 址 等决 策性 意见 ， 于调 度规划 人 员制 定较 为优 良的工程 实施 方 便 案 。配 电 Ｇ Ｓ系统配 备 模拟 仿真 系 统， 以模拟 操作 刀 闸等配 电设备 自动分 Ｉ 可 析调 度 方案 的可 行性 和 经济 性 。信 息发 布 可 以给 用户 提 供 实时 停 电检修 维 护 、 电价 、 用 户 报 装 等 信 息 。 ２配 电 ＧＩ Ｓ可靠 性评 估 系统 的 同络拓 扑 分析 配 电Ｇ Ｓ Ｉ可靠性 评估 系统 网络分 析采 用连通 性搜 索方法 ， 不需 要像传 统搜 索方法 那样 建立 复杂 的关 联数据 矩 阵， 需要借 助配 电ＧＳ 只 Ｉ 开发 平 台 自带 的拓 扑分 析 函数就 可 以利 用 ＧＳ系统程 序 实现配 电网拓扑 分析 的各项 功能 。配 电 Ｉ Ｇ Ｓ可靠 性评 估系 统 的网络 拓 扑结构 实 际上就 是将 配 电实物转 换 为 由节 点相 Ｉ 互连通 的拓扑 节点 网络， 系统 只需要 搜索各 节点 的连通特性 就可 以 自动对配 电 网 网络 的 供 电可 靠 性进 行 分 析 计算 。配 电 ＧＩ 统节 点 包括 电源 节 点 （ Ｓ系 Ｐ 类） 、开关 节 点 （ Ｓ类）、变压 器节 点 （ ） Ｔ类 、分支 线 路联 接 点 （ Ｌ类）。配 电

若有 异常 则向主站报告 ，在主站分析后 ，向终端发送切除故
障命令 。这类业务 要求网络的时延和抖动较小 ，可靠性高。 （） ２集抄业务流 。每户集 抄信息量不超过 ５ ｙｅ ０Ｂ ｔ，延迟小于 ２Ｓ ，每户所需带 宽为 ２０ｂｔ 。该类型对 网络的延时和抖动 ０ ｉｓ ／ 要 求 不高 。（） 频 业务 流 。每 路 摄像 头 所 需传 输 带 宽为 ３视
信 网的核 心层和 汇聚层 ，设计其业务性 能指标体 系。基于 Ｏ Ｎ Ｔ网络仿真工具 ，对 ３ ＰＥ 层结构的 Ｐ Ｎ配 电通信 网业务进行 仿真分析 ， Ｔ 结果 表 明，该模 型能从业务评价指标上反映配 电通信网业务性能的优劣。 关键 词 ：分组传送 网技术 ； 电通信 网；业务性能指标体系 ；主客观评价法 ；综合评价模型 ；Ｏ ＮＥ 配 Ｐ Ｔ仿 真
ｔｅｔｒｅ ｌｙ ｒｓｒｃｕ ｅｏ ｐ ｗｅ ｉｔｉｕｉｎｃ ｍｍｕ ｉａｉｎｎ ｔ ｒ ａ ｅ ｎ ＯＰ Ｅ￣ Ｔｈ ｅ ｕｔ ｈ ｈ ｅ —ａ ｅ ｔｕ ｔｒ ｆ ｏ ｒ ｓｒｂ ｔ ｏ ｈ ｄ ｏ ｎｃ ｔ ｅｗｏｋｂ ｓ ｄｏ Ｎ ｏ ｅｒ ｓ ｌｓ ｏｗｓｔ ｔｔ ｉ ｄ ｌ ａ ｆｅ ｔｖ ｌ ｅ ｌｃ ｈ ， ｈｓｍｏ ｅ ｎｅ ｃｉｅｙｒｆｅ ｔ ｅ ｈａ ｃ ｔ
ｌｙｅ ｎｄ ａ ｇ ｅ ａ ｉ ｎ ｌｙ ｒ ｎ ｒ ｓ ｎ ｓ ｉ ｅ ｖｉｅ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｎ ｉａ ｏ ｓ ｓ ｓ ｅ ．Ｂｙ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｅ ｔｏ ｙ ｍｅ ｏ ｎ ｈ ｅ ａ ｉ ｅ ｃ ｍｐ ｒｓ ｎ ａ ｒ ａ ｇ ｒ ｇ ｔ ａ ｅ ，ａ ｄ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｓ ｒ ｃ ｓ ｐ ｒ ｏ ｎ ｅ ｉ ｄ ｃ ｔ ｒ ｙ ｔ ｍ ｏ ｓ ｍ ｓｎ ｈ ｎ ｒ ｐ ｔ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｌ ｔｖ ｏ ａ ｉｏ ｈ

确定影响网络性能的一级指标是完备性 、可靠性和可扩展
性 ＇ 。完备 性 主要 是评 价 电力 通 信 网络 的覆盖 率 和 网络容
量 ，主要通过线路光缆覆盖率 、厂站双光缆路 由率等５ 个二 级指标来表达 ；可靠性主要是评价运行 中电力通信 网络某
些 网元 出现 故 障 时 ，网络 仍 能维 持 或恢 复 电力 业 务性 能 ， 达 到可接 受程 度 的能力 ，主要 通过 光缆 老化度 、站点成 环率 等１ ０ 个 二级 指标 来表达 ；可 扩展性 主要 是评价 网络 资源使 用 率 和网络 的未来 发展 空 间 ，主要通 过平 均纤 芯 占用 率 、高负 载光缆 比例等５ 个二级 指标来表 达 。
３ ． ２权值 计 算 。计 算 上 述 判 断矩 阵 的最 大特 征 值 及 其 对应 的特 征 向量 ，并 进 行 一致 性 检 验 。对 满 足 一致 性 检 验
（ ３ ） 层次单排序 （ 计算权向量 ） 与检验。层次单排序是 指每一个判断矩阵各因素针对其准则的相对权重 ，所以本质 上是计算权向量。Ａ 矩阵的最大特征值对应的特征向量即为权 向量。在实际中要求判断矩阵满足一致性 ，需进行一致性检 验。只有通过检验 ，才能说明判断矩阵在逻辑上是合理的。 （ ４） 层次总排序与检验 。总排序是指计算 同一层次所 有因素对最高层相对重要性的权重向量。
引言
健 壮 、可 靠 的 电力 光 传 输 网是 电 网安 全 稳定 运 行 的 基 础 。 网络规 划建设 和 运维 管理 均需要 对 网络现状 进行 评估 ，
（ ５ ）根据 指标 定义 得 到归 一化后 的计算 结 果 ，再 与权
重相乘 ， 得到量化评估值 ，根据评估值考虑相应的决策。
二 、评估指标体 系

回路 。所 占比例越 大 对硬 件 系统 的失 效 贡献 也就 越大 。反 过来 说 由保 护装 置 引起 的硬 件 系统 失效 可能 性最 大 。所 以在 保 护硬 件 系统 中 。 护装 置还 是最 薄 弱 的环节 ， 保 其次 是二 次 回路 。 为 了计 算 各个 模块 的失效 率 ，本文 采 用 美 国军 用标 准 中发 布 的 电子设 备可 靠性 预计 手 册 ＭＩ． Ｄ Ｋ一 ２ ７ ＬＨ Ｂ １ Ｅ来 计 算 装 置 中元 器 全切 除 。 件 和各 硬件模 块 失效 率 。 根据 该模 型 ， 电子 器 本文 采用 故 障树 分析 法 ，把 保护 系统 硬 件 的失效 率 Ａ和 模块 的失 效率 Ａ可表示 为 ： 件失 效 分 为两 部分 ． 即保 护 的失 效 和 断路 器 Ａ一 ７ （ Ｔ ｖ＋Ｃ２Ｅ 丌 ｒ ＣＩ 丌 Ｑ ｒ ７ ）Ｌ ｒ （） ３ 的失 效 。 Ａ表 示保 护正 确 ， 设 Ｂ表示 断路 器正 ∑Ａ 。 确 。则系统 失效 可 表示 为 ： （） ４ ＡＢ＋ＡＢ＋ ＡＢ＝ＡＢ＝ Ｂ ｆ１ １ 式 中： ， 为器 件 质 量 系 数 ； 电路 复 Ｃ为 因此 ．以保 护系 统 硬件 失 效 为 顶事 件 建 杂 系 数 ； ． 温 度 加 速 系 数 ； 电压 应 力 Ｃ为 １ 为 Ｔ 立 的 故障树 如 图 ２所示 。 图 中事件 ① 表示 断 减 额 系 数 ； 为 封 装 复 杂 系 数 ； 应 用 环 Ｃ为 路 器可 靠动 作率 ； 件② 表示 断 路 器失 效 ： 事 事 境 系 数 ； 为器 件 成熟 系 数 ， Ｎ为模 块 ｉ 中的 件 ③表 示二 次 同路 、 接线 失 效 ； 件④ 表 示 继 器 件数 。 事 电保 护辅 助 装置 失效 ；事件 ⑤ 表示 电压健ｌ 流 １ ． ２保护 系统 软件 失效 及模 型 互 感器 失效 ： 事件 ⑥ 表示 装 置 的通信 、 道及 通 在 微 机继 电保 护 中． 件 算 法是 实 现保 软 接 口失效 ： 件⑦ 表示 继 电保护 装 置失效 。 事 护 功能 的核 心 。软件 出错将 导致 保 护装 置 出 现 误动或 拒 动 。 导致 软件 出错 的主 要 因素有 ： 需求 分析 定 义不 够准 确 。软 件开 发人 员 和用 图 １继 电保 护 系 统 简化 逻 辑 图 户 对需求 的理 解 不 同’ 件结 构 设计 失误 和 ；软 电力 系统 微机 继 电保 护系 统 可 以分为 软 算 法 原理 误 差 ； 码 错误 ； 编 测试 不 规 范 ： 值 定 件 系统和 硬件 系统 。按 照 软硬 件 系统 分类 分 输入 出错 。在 研究 软 件可 靠性 时 可 以认 为软 别找 出影 响其 可靠性 的因 素并 建立 相应 的计 件可 靠性 也是 一 个 随机过 程 ，可 用概 率分 布 算模 型 ． 后用 马 尔科 夫 状 态法 综 合求 解 出 最 描述 。但 软件 可靠 性 与硬 件可 靠 性 的分析 又 保护 的可用 度 和失效 率 。 有 许 多本质 不 同 ： 件 存在 老 化 ， 硬 可其 可靠 性 １ ． １保护 系统 硬件 失效 因 素及模 型 随着 时间增 长 而递 减 ， 但软 件不 会 老化 ， 而且 保 护 系统硬 件 由 电压 电流互 感 器 、 电 继 软 件失 效 隐患在 测 试 和运行 过 程 中将会 不 断 保护 装 置 、 次 回路 、 电保 护 的辅 助 装 置 、 二 继 被 排除 ：硬 件可 靠性 通 常依 赖 于构 成 的元器 装 置 的通信 、 及 接 口 、 路器 及其 操作 机 通道 断 件 ，软件 由于其 自身 的复杂 性 和软件 设 计错 构 组成 。 误 而影 响其 可靠 性 ， 以 ， 软件 可靠 性 的建 所 对 （） 电保 护装 置 。继 电保 护装 黄 实际 上 １ 继 图 ２硬 件 失效 为顶 事件 的故 障树 模和 测量 问题 比硬件 可靠 性 更具 挑 战性 。针 是 １ 台特 殊 的计算 机 ， 可分 为 ７ 模块 ： 个 电源 设 Ｘ 、 、 ｘ、 ｘ 、 分 别 表 示 这 ７个 对微 机 保 护 软件 的这 种 特 点 ，本 文 采 用 Ｌ一 ｌ２ ｘ ａ ｌｘ ６７ ０ 供应 模 块 、 中央 处 理模 块 、 字 量 输 入模 块 、 事 件 的失效 率 ， 数 用下 行法 求最 小割 集 。 ｇｎｉ ｍｃ ｘ０ｅｔｌ 型 来研 究保 护 软件 的 ａｒｈ ｉ ｐｎｎｉ 模 ｔ Ｅ ａ 模拟 量输 入模 块 、数 字量输 出模块 、通 信模 则 硬件 失效 率 为 Ａ： 可靠性 。 块、 人机接 Ｅ 模 块 。 ｌ 入＝ １（ ＋ ４ｘ＋ ６ ｘ） ｘ＝ １ ＋ ｌ ＋ ｌ ＋ ｘ ｘ ｘ＋ ５ ｘ＋ ７ ２ｘｘ ｘ ４ ＸＸ ３ ＋ ３ Ｘ ５ 由该模 型可 得保 护 算法 软件 失效率 为 （二 次 回路 。保 护 系统 二次 回路 主要包 ＸＸ＋ ｌＴＸ ２ ） ｌ ＸＸ＋ ２ ６ （） ２ Ａｕ 九ｅ （） ～ （） ５ 括 测量 回路 、 电保护 回路 、 继 开关 控制 及信 号 各模 块 的概 率 重 要 度 见表 １ 。从 表 １可 式 中 ； 为 初 始 故 障概 率 ： 故 障 减少 入 。 ０为 回路 、 作 电源 同路 、 操 断路 器 和隔 离开 关 的电 以看 出 ， 护装 置 所 占 比例最 大 ， 保 其次 为 二次 率 系数 ： 为系 统运 行 中累计 发 现 的错 误数 。 ｕ 气 闭锁 回路 等全 部低 压 吲路 。二 次 回路 因线 表 １各 模块 的概 率 重复度 １ 保护 系统 可靠性 分 析 ． ３ 路绝 缘不 良 、 老化 、 裸露 容 易导 致接 地 或者 元 随机 过程 可 以按 照其 状 态分 为连 续 型或 硬件 名 称 率 重要 度 概 件连 接接 触不 良 、 动 而造成 故 障 。 松 离散 型 。一个 随 机过 程 Ｘｔ 如果 集合 （ｔ ． （， ） ｈ… 保护 装 置 ５ ０ ０ｌ％ （ 电压／ ３ ） 电流 互感 器 。 电厩 龟 流互感 器 将 ｔ 中的 时刻 按 次序 ｈ ｔ ＜ 排 列 ， 条件 ｘ ） ＜ …－ｌ 在 辅助 装置 ｌ ７％ ７ 高压 侧的 电压 电流 变换成 适 用 于二 次 回路 的 （）ｘ ｌ — 一 下 ， （ ）ｘ的分布 函数恰 ｔ－ ． １ Ｉ Ｘ ｔ ＝ ， ２ ３ ｎ 电压 电流 。其采 集量 的误 差 主要 在 于二 次接 二 次 回路 ２ ２ ％ ２ ８ 好 等 于 ｘ （ － ）ｘ １ 件下 的 分布 函数 ， ｔ １＝ 条 ｎ 一 则 线 错误 和接 线 的连接 松 动 ． 以要 求 互感 器 所 称 具 有 这 种 性 质 的 随 机 过 程 为 马 尔 科 夫 过 通 信接 口 ２６ ％ ８ 引 出端子 的极 性 必须 正 确 ， 电流 龟 压互 感 从 程 。继 电保 护装 置 的工 作过 程则 是 马科 可夫 断 路器 ２３ ％ ７ 器 二 次 端 子 引 至 保 护 装 置 的 接 线 也 必 须 正 过 程 ，采 用状 态 空 间法 综合 求解 继 电保 护系 Ｔ ／Ｔ ｖ Ａ ２ ８ ％ Ｏ 。 确。 统 的可 靠性 指标 ， 状态 图 见 图 ３ 。 目前 ， 内外 关 于各 类 机 组 、 国 变压 器 、 电 网等 电力 系统 一次设 备 的可 靠性 研 究 已逐 步 走 向成 熟 。 电力 系统 其二 次系统 的继 电保 护 、 自动装 置等 能 自动 、 速 、 选择 性 地将 故 障 快 有 元 件从 电 力系统 中切 除 ，直 接关 系 到电 力 系 统 的安 全运 行与 可靠 性 。在 电力 系统 其 二次 系统可 靠性 的研 究 中。继 电保 护 的 可靠性 显 得 尤其 重要 。其不 正 确动 作便 会 使 电力 系统 的故 障扩 大 ． 至可 能发 生 不 良连 锁 反应 而 甚 造 成 电力 系统 崩溃 ． 致 大 面积 停 电 ， 导 造成 重 大经 济损 失 。 因此 ， 研究 继 电保 护系统 的可 靠 性 十分 重 要． 文 运 用故 障树 分 析 法 对 电力 本 继 电保护 系统 可靠 性进行 如 下研 究和 分析 。 １继 电保 护系统 的可 靠性 模 型 继 电保 护 系统 是 １ 由继 电保 护 装 置 、 个 测量 装置 、断路 器及 其操 作 机 构及 二次 回路 （ 由继 电器 、 电器 元件 和 连接 不 同 电器 设 备 的 导线 及 电缆 所 组成 ） 构成 的统 一 整 体， 电保 继 护 系统 简化 逻辑 图如 图 ｌ 示 。 所

技论 坛 ＩＪｌ
基 于对 配 电系统 的可靠性研究
王 文全
（ 伊春市新青区人造板厂 ， 黑龙江 伊春 １ ３３ ） ５ ０ ７
摘 要： 配电系统是把 电力系统（ 或电源） 与用户设施联接起 来的重要环节 ， 常包括输 电线路 、 通 一次配电线路 、 配电站、 电变压 器、 次配电 配 二 线路 以及把 不同用户联 系 来的电气设施 。 电系统的可靠性与用户的可靠性有直接 的联 系。 起 配 由于配电系统 中采用放射 网较 多， 它对故障比较 因此 敏感。 不完全统计， 据 用户的停 电事故 中有 ８％是 由配电系统的故隔引起的。 已 ０ 从 运行 的配电系统提取 ， 可靠性数据的信息是很重要 的， 这是研究配 电系统可靠性的基础。 关键词： 配电 系统； 可靠性 ； 究 研
供电可靠性 的问题 ， 终是 电力系统工程 工作上下苦工夫。 始 配 电线路 电缆化 、 备地下化 等 ， 设 采用 １Ｋ 。 ０ Ｖ ３ 健全组织 ， ． １ 加强管理 ／． Ｖ电缆敷 设 ， 用地 埋式变 压器 ， ０Ｋ ４ 采 控制箱 技术人员十分关心的问题 ， 作为评价电力系统 规划、 设计和运行好坏的重要质量指标 。 但长期 ３ ． 区调应认真开 展短期 和超 短期 负荷 安装在建筑物内，超大容量设施采用地下大型 ．１ １ 以来电力 系统可靠性的概 念只要停 留在经验基 预测工作 ， 并根据不同季节和时段的负荷特点 ， 变电站的方式 ， 超小 容量采用隐蔽 的壁挂式形 础上的定性 阶段 ， 没有明确的定量标准 ， 由于其 预 留必须 的备用容量 ，避免人为因素 “ 考虑不 式给单一用户供电 ， 电网架空线逐步实现绝 配 预测分析不细” 造成拉 闸限电情况发生 。 缘 化。 他工业部 门对可靠性工程 的研究和应用 ，推动 周 。 了电力系统可靠性定 量分析方法 的研究。 同时 ， ３ ． 加强设 备缺陷 管理 和设 备 预防性试 ．２ １ ３ ． 城 网建 设和改造 工程要 采用免 维护 ＿３ ３ 由于电力 系统不断向高电压、 远距离 、 大容量方 验 ， 提高设备健康水平 。 要务实 的组织“ 秋季 和少维护等先进的技术装备 。 春、 的缺陷处理工作 ， 减少 由此造成的设 备事 ３ ． 积极采用配电 自动化技术 。 ．４ ３ 实施环网 向发展 ， 安全可靠的问题越来越突 出了。 在电力 检修” 供 电 ， 线 自动化 ， 馈 缩短故障隔离 时间 ， 缩小停 系统的可靠性研究 中， 为方便起见 ， 常把电力系 故 。 统 分为发 电系统可靠性 、 电系统可靠性、 输 配电 ３１ 建议 相关部 门加 强上级 电 网如变 电 电范围。对 已经形成的配电网络应积极合理的 ．３ ． 重合设备。 系统可靠性 、 电气接线可靠性等等 ， 本文主要研 设 备的可靠性管理和继电保护 、安全稳定装置 装设线路分段设备 ， 究 了配电系统可靠性 。 的管理 ， １Ｋ 使 ０ Ｖ系统能解决 “ 流” 涌 造成 的“ 重 ３ ． 全面推 广在线路上 装没 有效 的故 障 ．５ ３ ｌ 影响配电可靠性 的因素 合不 良” 难题 ， 提高 电网安全稳定运行水平 。 指示仪 ， 变电所 内装设小电流接地选线装置， 采 １ 网络结构方面 ． １ ３１ 加强配 电设 备 的巡 视 和配变 的负荷 用 电缆故障寻址器等分散 、智能型就地故障检 ．４ ． 准确并缩短查找故 障点时间 。 网络 的结 构型式 ， 是否 为多 回路 、 电源 测试及测温工作，提高配电网设 备的状态监测 测装置 。 多 或 环网等 ； 网络的联络方式 ； 供电半径是否 合理 和诊 断水平。 配变或配 电线路满负荷、 负荷时 超 ３ ． 大力开展 １Ｋ 配电网带 电作业 。带 ．６ ３ ０ｖ 等。 应及时调整 ， 转移负荷。 电接引 、 处理 、 更换跌 落开关、 带电立杆紧线等 １ ． ２设备方 面 ３ ． 加强配 电设施 的防护 工作 ， ．５ １ 防止外力 作业项 目 推行带电作业方法 ，同时加强带 电作 设备的设计 、 技术性能 、 制造和安装质量 ； 破坏事故发生。 业人员培训 ， 配置工器具 、 带电作业车等 ， 断 不 设备考化程度及更新 ； 设备 自动化程度 ； 的 线路 ３１ 针对各类历 史事故 的分 析并采 取相 扩大带电作业项 目范围。 ．６ ． 实行带 电作业时 ， 应严 传输 容量及设备裕度 ；继电保护和 自 动装置动 应 的事故预防措施 。 格执行有关规章制度 ， 确保安全 。 ３ ． 积极试行和推广设备状态检修技术 ， ．７ ３ 作 的正确性。 ３． ．７根据配 电网实际情况 ， １ 在计算和试验 的基础上 ， 实现检修和事故处理不停 电倒负荷。 科学地延长设备检 修周期 。 对不 同的新设 备， 应 １ 运行维护和管理方面 ． ３ 设备运行和操作能力水平 ； 检修质量及试 ３ ．加强对用户变 电所 的监察力度。 ．８ １ 及时修订检修制度 ， 对免维型 、 能型、 智 具有状 验水平 ； 带电作业 的水平和能力 ； 处理停 电故障 ３ 加强检修管理 ． ２ 态自 检报警功能的设备 ， 应积极实践状态检修。 ３ ．应加强设备检修预安排停 电的管理 。 对“ ．１ ２ 能力 ： 通信联 络方式 ； 计划停 电安排 的合理性 ； 少维护” 设备， 应合理简化检验项 目， 缩短检 人员 的素质水平及培训工作 。 采取检修综合优化管理 ， 统筹安排停电计 划。 加 修时间， 逐步取消或更改“ 、 春 秋检计划停 电” 内 １ ． ４环境 方 面 强供电公司内部部门之间、上下级之问及与市 容。 管理环境 ； 地理条 件 ； 自然现象 和环境影 政府等有关部 门的协调配合 ， 层层“ 先算后 停” ， 总之 ， 供电可靠性管理就是全 面安全管理 ， 响 的防护水平 ； 社会环境条件及宣传工作情况。 严格控制停 电“ 时户数 ” 。 又是全面质量管理 的组成部分，因而并不单纯 １ 负荷及上 、 网络方面 ． ５ 下级 ３ ．加 强故障抢修 、事故 检修 的停 电管 是几个技术人员的事 ， ．２ ２ 而是广大供 电职工的事 ， 负荷高低及 分布情 况 ； 负荷 的增长 ； 上下 理 ， 严格控制停电时问。 应提 高故 障抢修人 员的 尤其是负责配电网工作的同志， 应该深入下去 ， 级 网络 的影 响， 包括 电源容量 、 网络结 构、 性能 综合索质 ； 配备故障抢修所需 的检修 、 交通 、 通 把本地区的配电网络的供电可靠性工作切实抓 和管理水平等 。 信装备 和临时供电的发电车等 ，加快故障抢修 起来 ， 迎头赶上 国内和世界先进水平。 参 考 文 献 ２ 配电系统可靠性 估计 速度和缩短处理故 障时问 。 配 电系统 可靠性 的研究 大体 包括 以下三 ３ ． 应加强施工作业管理。 ．３ ２ 检修、 施工停 、 【】 １ 王成山， 莹华， 台． 于区域非序贯仿真 谢 崔坤 基 个方 面： 定义配电系统 的可靠性指标 ．． ｂ 配电 送电时， 工作人员应提前到达现场 ， 并做好开工 的配电 系统可靠性评估 Ｉ ． Ｊ 电力 系统 自 １ 动化． 系统可靠性指标的统计 ＿． 电系统的可靠性 前的各项准备工作 ， ｃ配 等候设备停 电 ， 检修 、 施工 ２ ０ （４． ０ ５１） 应尽快恢复供电 ， 缩短送 电操 作时问 。 【】 ２宋晓通， 谭震字． 改进 的重要抽样 法在电力 系 预钡 ，从已运行的配电系统提取可靠性数据的 完毕后 ， ８ 信息是很重要 的，这是研究配 电系统可靠性的 推行停、 电时间随 修 、 送 调度 、 操作班组） 门 统可靠性评估 中的应用ｆ． 技 术， ０ ０ ） 分部 Ｊ 电网 １ ２ ５３ ０ 基础。 美国、 加拿大等 国都督对配 电系统的可靠 责任分级考核制度时 ，为规划和设备改造提供 【 张腾， ３ 】 张波． 配电系统的可靠性评估【． 复杂 Ｊ继 ］ 性进行了专 门的研究 ， 已将研究成果用于生 依据 。 并 电器． ０ （５． ２ ４１） ０ 产。 ３３加强配 电网络结构和技术进步 ． １】 ４李卫星， 李志民， 刘迎春． 复杂辐射状配电 系 统 ３ 提高配电可靠性 的措施 ３３１ ． 加快城市 电网建设与改造 。按照电网 的可靠性评估『 ． Ｊ 中国电机工程学报， ０ （ ） １ ２ ３ ３ ０ ０． 要提高配 电可靠 性 ， 备是基 础 ， 设 管理 是 的规划 ， 优先安排增加电网传输 容量 、 提高 电网 『１ ５万国成， 任震， 田翔． 电网可靠性评估的网络 配 关键 ， 了充足的电源和完善 的网架 ， 有 就为提 高 安全 和供电质量 的项 目， 优化电网结构 ， 满足合 等值 法模 型研 究 ［．中国电机 工程学报，０ ３ ３ ｑ ２ ０ 配电可靠性奠定了坚实的基础 ，但这仅是 在硬 理的变压器容载 比的要求。城市配 电网要实现 （５ ． Ｏ） 件方向具备 了良 的外部环境。要提高供 电可 环网结构 、手拉手” 好 “ 供电 ， 提高互供能力。 靠性 ， 更需要在运行 、 检修 、 停电管理等一 系列 ３ ． 市区隐蔽化系统工程 的实施 ， ．２ ３ 指的是