罗江怡
(青海省电力设计院,青海西宁 810008)
智能变电站二次系统可靠性问题探索
罗江怡
(青海省电力设计院,青海西宁 810008)
由于目前电力系统可靠性研究主要是针对一次系统开展的,对二次系统可靠性管理还不够完善,尤其是针对智能变电站二次系统可靠性的研究很少,因此,本文首先分析了智能化变电站二次系统,然后通过智能变电站二次系统可靠性网络模型对其可靠性问题进行了相应的阐述。
智能变电站 二次系统 可靠性
就世界范围内的大型停电事故调查表明:每一次停电事故同变电站二次系统工作不正确都有着直接或者是间接的联系。所以，二次系统的可靠性与电力系统的可靠性有着直接影响。
1 智能化变电站二次系统
对智能变电站而言，其拥有数字化变电站的特点，具有相同的“三成两网”的架构，其信息交互的实现都是采用的IEC61850[1]。但是智能变电站主要是面对的智能化的电网需求，因此，对互动性、集成应用以及高级功能的要求更多。
在如今的智能电网环境之下，智能变电站所具备的涵义在于:第一，设备方面表现，主要是设备集成化程度要远远高于数字化变电站，其目的在于实现一次、二次设备智能化的整合优化集成；第二，系统方面表现，智能变电站“全局”意识更高。数字化变电站仅仅是满足自身的需求即可，但是智能变电站却要求了变电站之间、电站与调度中心之间的统一与协调，确保整体系统的运行标准都能够达到。就智能变电站而言，区域于数字化变电站的表现在于:第一，一体化信息平台和智能化的高级应用；第二，一次设备状态检测与设备智能化；第三，辅助系统的智能化。
相比传统变电站二次系统，智能变电站二次系统的间隔层在自动化方面也出现了一定的变化。相比常规变电站，智能变电站二次系统区别在于:第一，一次设备的状态检测与智能化；第二，辅助系统智能化；第三，对时系统；第四，一体化信息平台与智能高级应用。
2 智能变电站二次系统可靠性网络模型
作为变电站功能完成的基本元件，智能变电站二次设备各层设备以及各层次内部数据通信都是采取的高速以太网。所以，对智能变电站而言，高速以太网就是其神经中枢。也就是变电站各项功能的完成需要变电站内部硬件设备与网络系统的共同参与，其可靠性直接决定了变电站二次系统可靠性[2]。
对智能变电站二次系统而言，其可靠性主要取决于支路以及总体的可靠性，因此，本章节就借鉴效能分析法，基于可靠性理论模型，进行变电站二次系统可靠性评估。
2.1 支路可靠性模型
在智能变电站当中，通信网络作为变电站与调度中心、变电站内部各个部分之间的桥梁，使其数据得以交换，就可以成为模型当中的支路。通信网络本身的可靠性不仅联系到通信链路的可靠度，同时同传输数据的可信性之间也有着联系。在现代质量观念体系当中，系统效能指的是在规定条件下，系统所给定的服务要求以及定量特征的能力。在20世纪60年代，美国工业界WSEIAC提出了效能评价法，用于武器系统效能的评价，系统的整体效能综合反映了系统的可信性与可用性，其表示为。
在公示之中，E表示的是系统效能；A表示的是可用性；D表示的是可信性。
A表示的是无论系统任务是何时开始执行的，设备都处于准备或者是工作的状态之下，也就是所谓的“开即能动”，它属于系统R(可靠性)与M(维修性)的函数。
D表示的是任务成功，指的是在任务开始的时候，系统给定可用性的前提下，在任一一个规定任务剖面给定的时刻，都能够使用，并且可以将规定的功能能力完成，也就是所谓的“动则成功”。
基于武器系统与电力系统元件之间的可比性和相似性，两者在可靠性方面的要求都很高，并且故障的惩罚成本也非常之高。基建效能评价法，支路正常的概率p(xij)同链中传输信息的可信度以及链路的可用率具体表示为。
在公示之中，Aij表示的是通信链路的可用率；D表示的是新词传输的可信赖度，如果误码率低，其表述就可以利用泊松分布来描述。
2.2 系统总体可靠性模型
在智能变电站二次设备内部拥有总线形、环形、树形等多种连接方式，但是星形连接是其中应用最频繁的方式之一，数据通过通信网络就可以传递到各个设备当中。所以，在分析可靠性的时候就应该考虑到设备以及各个子系统的实际情况，根据连接方式的不同，可以将将元件i的故障率用λi表示，修复率用μi表示，可用率用Ai表示，就可以建立出模型:
第一，串联系统:串联系统模式主要是由n个部件共同组成的，一旦其中一个部件出现故障，就会影响到整个系统．
数学模型表示:
在公式当中，n表示的是子系统当中所拥有的设备量；Ai表示的是可用率；iλ表示的是故障率。
第二，并联模型:并联系统主要是由n个部件共同组成的，只有当n个部件全部出现故障，才会导致系统故障的出现．
数学模型为:
在公示当中:n表示的是子系统当中所拥有的设备量；Ai表示的是可用率；iμ 表示的是修复率。
3 结语
在智能电网中，智能变电站属于重要组成部分，同时也是最重要的智能化技术职称。本文基于网络模型对智能变电站二次系统的可靠性进行了评估，希望能够对今后的系统设计具备一定的指导性作用，推动智能变电站二次系统不断地满足发展所需，推动变电站可持续发展进行下去。
[1] 司为国.智能变电站若干关键技术研究与工程应用[D].上海大学,2010年.
[2] 李昊炅.智能变电站二次系统优化及应用研究[D].华北电力大学(北京),2011年.
