數(shù)字化變電站系統(tǒng)可靠性及安全性研究.pdf

1、隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展和電力市場改革的深入，人們對電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和供電質(zhì)量的要求越來越高。變電站作為電網(wǎng)中的重要節(jié)點，要求向調(diào)度控制中心提供的信息量越來越多，不僅包括常規(guī)的運(yùn)行、事故信息，還可能包括重要設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測信息；同時需要實現(xiàn)的控制功能也越來越復(fù)雜。這些促使變電站必須數(shù)字化、信息化以及信息模型化。因此，數(shù)字化變電站系統(tǒng)是未來變電站自動化發(fā)展的趨勢。
　　 與傳統(tǒng)變電站自動化系統(tǒng)(SAS)相比，數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)(DSA

2、S)具有一系列顯著的優(yōu)點。但作為一種新型系統(tǒng)，現(xiàn)階段DSAS依然存在很多問題，比如可靠性和安全性。多年來，國內(nèi)外學(xué)者對SAS的可靠性已做了很多研究，但DSAS具有全新的特性，傳統(tǒng)的分析方法已不太適合，因此建立DSAS的可靠性分析模型，并采用新的分析方法進(jìn)行分析具有重要的意義。另外，DSAS對通信技術(shù)的依賴要遠(yuǎn)高于SAS，也因此帶來了不容忽視的信息安全風(fēng)險?，F(xiàn)有的變電站系統(tǒng)安全分析方法大多數(shù)停留在定性分析層面，或者局限于技術(shù)分析層面，對實

3、際的安全生產(chǎn)管理指導(dǎo)意義不大。因此，尋找一種綜合定量且具有可實施性的系統(tǒng)安全分析方法，對DSAS的安全運(yùn)行具有重要的意義。
　　 本文首先對DSAS的特征、功能以及體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了概述，并介紹了現(xiàn)階段關(guān)于DSAS可靠性和安全性方面的研究現(xiàn)狀。然后從電力企業(yè)用戶對可靠性的關(guān)注焦點出發(fā)，提出從功能可靠性和結(jié)構(gòu)可靠性兩方面對DSAS的可靠性進(jìn)行分析。
　　 對于功能可靠性分析，本文提出以DSAS的某項功能為研究對象的分析方法，不

4、同于傳統(tǒng)以系統(tǒng)或裝置為研究對象的分析方法，其目標(biāo)在于分析該功能可持續(xù)有效的時間等指標(biāo)，避免了傳統(tǒng)分析給出的系統(tǒng)整體可靠性指標(biāo)過于籠統(tǒng)的缺點。針對功能可靠性分析的特點，本文采用GO法原理進(jìn)行分析。首先介紹了GO法的原理，然后以一輸電線路數(shù)字化保護(hù)功能為例，建立其GO功能模型，計算功能可持續(xù)有效的時間以及進(jìn)行薄弱環(huán)節(jié)分析，并說明此方法在功能可靠性分析方面的有效性。
　　 對于結(jié)構(gòu)可靠性分析，本文針對DSAS對通信網(wǎng)絡(luò)的依賴性，引入了

5、一種分析網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可靠性的方法。首先介紹了IEC62439標(biāo)準(zhǔn)中的并行冗余網(wǎng)絡(luò)(PRP)方案及其未來推廣的前景，然后以IEC61850標(biāo)準(zhǔn)定義的T2型輸電變電站的站控層總線為例，并假設(shè)其采用PRP網(wǎng)絡(luò)。通過貝葉斯網(wǎng)絡(luò)分析法對其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性建模，并應(yīng)用診斷推理對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行分析。最后將這種方法與故障樹分析法進(jìn)行比較，以證明該方法的優(yōu)越性。
　　 最后，對于DSAS的信息安全風(fēng)險分析，本文介紹了ISO13335信息安全