电力通信传输网络可靠性分析

电力通信传输网络可靠性分析

摘要：根据智能电网的要求，通信传输网的可靠性分析对电力系统很重要。传输网作为电力通信网的核心，它承载着大量的生产和管理业务，是业务正常运行的保证，其可靠性高低直接影响着电力系统安全生产和稳定运行。本文对电力通信传输网络可靠性进行了简要的分析。

关键词：电力通信传输网；可靠性；分析

abstract: according to the requirement of intelligent power grid, the reliability of the transmission network communication of power system analysis is very important. as the core of the electric power communication network transmission, it carries with a lot of production and management business, it is the business that the normal operation of the guarantee, the reliability of the power system directly influence the safety production and stable operation. in this paper, the electric power transmission network reliability briefly analysed.

key words: electric power transmission network communication; reliability; analysis

中图分类号：f407.61 文献标识码：a 文章编号

1.电力通信网可靠性研究现状

针对电力通信网，martinez等给出了一种远动通道的可靠性模型。在考虑双通道互为备用的前提下，利用贝叶斯网络建立可靠性模型，并应用于电力通信网络可靠性分析。赵子岩等针对电力通信网在可靠性管理方面的特殊性，指出设计可靠性、实施可靠性、运维可靠性、战略可靠性所包含的内容。邢宁哲等对电力通信中运维的影响因素进行分析，从可靠性因果关系和网络分层的角度提出研究电力系统通信的新方法。于晓东[36]通过可靠性框图对sdh环形网建立有效性模型，综合应用概率论与模糊集合论提出对光纤通信网进行有效性分析的模糊有效性评估方法，并利用相应的模糊运算得出网络的模糊有效性指标，综合反映实际系统有效性。

现阶段电力通信网的可靠性计算方法主要是采用可靠性框图法，简称rbd（reliability block diagram，rbd）。在rbd方法中，将电力通信光传输网的光纤和网络单元抽象成独立的模块，通过串并联组合，实现业务电路可靠性分析。rbd两端可靠性就可以通过基于最小路集或最小割集的方法进行分析。然而基于rbd可靠性分析方法仍有不足之处。该方法只能解决两端可靠性问题。该方法以物理连通概率作为可靠性指标并不全面，应当将业务性能加入分析流程。另外，该方法没有考虑实际通信系统的多态性。

综上所述，网络可靠性分析方法应用在电力通信中的应用很少。现有的通信网可靠性分析成果与电力通信网的特点结合，可以更好的解决电力通信可靠性分析中的问题。

综合现有文献可见，网络可靠性分析时并没有考虑业务影响，

不同的业务可靠性也不同；很多学者改进网络可靠性分析方法，通过优化算法降低运算复杂度，但是计算效率还是不够高；国内外针对电力通信传输网的研究成果很少，已有技术成果相对滞后。

2.网络可靠性的基本分析方法

2.1多态系统的可靠性

随着通信网络规模的迅速增大，网络连接越来越复杂，对通信网络可靠性研究主要有以下三个方面的内容：

（1）网络模型的表示；

（2）网络模型参数的量化；

（3）网络不确定行为的表示和量化。

为了研究网络的不确定行为，国际上提出了多态系统

（multi-state system，mss）的概念。网络可靠性是多态可靠性的研究问题。系统性能值w (t)随时间t变化曲线如图1所示。

图1多态系统性能值随时间变化曲线

由图1可见，网络的性能值大于或等于阈值，即曲线w (t)在阈值线th上面的部分，网络才能满足业务要求，才是可靠的。实际上，很多网络在不同的时间段需要系统运行在不同的等级上，满足不同的性能值。假设th为时间t内系统所要求的最低性能值，将w (t)高于th的状态定义成系统是正常的，低于th的状态定义成系统是不正常的，那么多态系统可以转换成为二态系统。此时多态系统的可靠性r就是在时间t内，系统性能值满足w (t )≥th的概

率，系统的可靠性的数学表达式可以表示为：

r =pr(w (t )≥th)

多态系统可靠性的分析要比二态系统复杂得多，通常是np-hard 问题根困难的问题。对于不同的多态系统，可靠性表达式和推导过程都不相同，而最关键的参数就是系统性能值。针对通信网络，信道容量是衡量网络性能好坏的重要参数，可以作为多态通信网络系统的性能值。

2.2电力通信网可靠性

电力通信是通信专网。与公网相比，电力通信网的业务和网络结构不同，但是分析可靠性采用的技术一样，可以用公网的方法分析解决电力通信可靠性问题。

在电力系统中，通信网肩负着监管安全生产，保障稳定运行，提高自动化水平的重要职责，是系统运行管理的基石。因此，电力通信网的可靠性至关重要，高可靠的通信网才能保证电力系统安全稳定。

造成电力通信网故障的因素有很多种：自然灾害的物理破坏，运行人员操作失误，偶然事件的发生以及人为的破坏。在2006年广东电网公司通信系统业务中断故障次数379次（其中发电企业42次），消缺次数1002次（其中发电企业125次），消缺及时率99.47%（发电企业100%）。通信传输网设备故障的主要原因集中在光缆（108次）和sdh通信设备（64次）。调度管理设备故障主要在调度交换机（5次）、调度台（16次）、行政交换机（19次）。其他设