电力通信网可靠性模型及仿真
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Ｒ ＝ ｘ ｆｘ … ｆｘ ） Ｐ ＸＸ ） （ ） ｓ Ｐ（１ｑ ２ｑ ３ ｑ ＝ （１２３ ２ ｆ １２ 并联 冗余 系统可 靠性 关 系模 型 ．
可 划分 为 串联非 冗余 、 联冗 余 、 份冗 余 、 决 、 并 备 表 非 串行／ 并行 混 合 和复 杂 网 络［ 非 １ ｊ 于 单 功能 或 。对 多 功能 系统 ， 用普 通 的概 率关 系 式 ， 包括 全 概率 公 式， 拟定来自百度文库可靠 性数 学 模 型 ， 以此 来 表述 网络 系统 并
的 可靠 度 、失 效概 率 和 平均 故 障 间 隔 时 问 （ ａ Ｍｅ ｎ
并 联 冗 余 系 统 是 由 Ⅳ 个 独 立 元 件 或 独 立 任
务 功 能模块 组 成 ，只要 系 统 中有 １ 元件 或 任务 个
功 能模 块 正常工 作 ， 统就 能 正常 工作 ； 系 只有 系统
・
第 ３ ３卷 第 ２ １期 ３
２ ２ 年 １月 １ 日 ０１ ０
电
力
系
统
通
信
Ｖｏ． ３ ｏ ２ １ Ｎ ．３ ３ ｌ
Ｔｅｅ ｏ ｍｕｎ ｃ ｔｏ ｆ ｒ Ｅｌｃｔｉ Ｐｏ ｒ ｙ ｔ ｍ ｌｃ ｍ ｉａ ｉｎｓ ｏ ｅ ｒｃ ｗｅ Ｓ ｓｅ
Ｊｎ １ ２ ２ ａ ．０，０１
联、 备份 冗余 、 决 、 串行／ 并行 混合 及 复 杂 网络 系统 可靠 性 关 系模 型 ， 表 非 非 经过 数 学抽 象 ， 建 立 可靠 性逻辑 关 系， 成 电力通 信 网可 靠性模 型 。 综合 节点遍 历算 法和 不 交化算 法形 成 的 形 在 路 径追 踪 算法基 础上 ， 实现 可靠性 框 图模 型 算 法。最后根 据 文 章 中算 法开发 电 力通信 网可 靠
０ 引言
电力 通信 网是 具 有 多技术 、多层 次 的复 杂 网
络结 构 ， 何 一部 分故 障 ， 任 都会 影 响通 信 系统 的服
务 质 量 ，甚 至会对 电网 的安全 稳 定运 行构 成 严重
Ｔ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｒ ， Ｉ 。 ｉ ｏ Ｆ ｉ ｅ ＭＴ ＇ ｕ Ｆ）
需 要说 明 的是 以下模 型 是基 于不 可 修复 系 统
的， 即如 果在 工作 任 务周 期 的任何 期 间 内失效 后 ， 不 可能修 复 到无 故 障状态 的系统 。对 于 可修 复 系
统， 考虑 到 系统维 修性 和 可用 性 ， 系统 功 能 的可靠
威胁 。 因此 ， 电力通信 网进行 可靠 性评估 具 有非 对 常现 实 的意义 。电力 通信 网可靠 性评 估方 法 研究 的 目的是 构建 可靠 性 模 型 ，计 算 分析 网络 的可靠
４ 中 国南 方 电 网调 度 控 制 中心 ， 东 广 州 ５ ０ ２ ； ． 网信 息 通 信 有 限公 司 ， 京 １ ０ ６ ） ． 广 １６ ３ ５国 北 ０ ７ １
摘要 ： 为保 障智 能 电 网安 全稳 定 运行 ， 开展 电力通 信 网可 靠性 模 型研 究 。 文章 采 用 串联 、 并
１ 电力通 信 网 可 靠 性模 型
电力通 信 网按 照其 组成 和 结构 ，经过 数学 抽 象 构建 可靠 性模 型 。该 模 型依 据 可靠 性逻 辑关 系
模块 正 常工作 的概 率表 示 为 ：
Ｐ ） ｒ， １ ≤ｋ （ ＝ｉ （ ≤ｉ ） （） １
系 统 Ｓ的可 靠性 为 ：
２ ・ ４
电 力 委 饶 通 僧
中全 部元 件或 任 务功 能模 块都 失效 ， 系统才 失 效 。 系 统 寿 命 为 系 统 中 Ⅳ个 并 联 元 件 或 任 务 功 能 模 块 中最好 的元 件 或任 务功 能模 块 的 寿命 。实 际系 统 中 的 １ １ 电源设 备属 于该 类型 。 ＋ 双 对 于 由 Ａ、 Ｂ模 块 组成 的简单 并 联冗 余 系 统 ， 假设 单 元 的失效 是独 立 的 ，即任 何一 个单 元 的失 效 不影 响其 他单 元 的状态 ， 系统有 以下 ４种状 态 ：
系统 的 失效 。系统 寿命 为第 １ 出现故 障 的元件 个 或任 务 功能模 块 的寿命 。实 际系统 中的 １ ０单 电 ＋
源设 备 属于该 类 型 。
设 ， （ ≤ｉ １ ≤” 分别 为 第 ｉ 节 点 能够 正 个 常工 作 、 ｉ 模块 能够 正常 工作 的概 率 。每个 子 第 个
．２ ． ３
电力通信 网可靠性模 型及仿真
李 杰 ， 纲 ， 希 ， 新 ， 晗祺 ， 子 岩 李 陈 苗 赵 赵
（． 东 电 网公 司 ， 东 广 州 ５ ０ ０ ；． 国 电 力科 学 研 究 院 ， １ 广 广 １６ ０ ２中 北京 １０ ９ ；． 汉 大 学 ， 北 武 汉 ４ ０７ ０ １２ ３武 湖 ３０２
性 评估 仿真 软件 ， 用此 软件 实现 对整 个广 东电力通 信 网的 可靠性 状 况评估 分析 。 并
关键 词 ： 能 电网 ； 智 电力通 信 网 ； 靠性模 型 ； 靠性评 估 算 法 ； 靠性状 况评 估软 件 可 可 可
中图 分 类 号 ： Ｍ７ ２ Ｔ ３ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： ０ ５ ７ ４ （ ０ ２ ０ — ０ ３ ０ １０ — ６ １２ １ ）１０ ２— ５
电力 系统 中 的应用 ．对 于保 障智 能 电 网的安 全稳 定 运 行特别 重要 。
任 务功 能 模块 组 成 。 只有 当 Ⅳ 个元 件或 任 务 功 能 模块 都 正常工 作 时 ， 系统 才 能正 常工 作 ； 系统 中任 何 １ 个元 件或 任 务功 能模 块 的失 效 ．都会 导 致该
性方 法必 须修 改 。
１１ 串联非 冗余 系统 可靠 性关 系模 型 ．
串联 非 冗 余 系 统是 由 Ⅳ 个 独 立 元 件 或 独 立
性 ，以此 消 除造成 网络可 靠性 下 降 的各种 故 障 和 拥 塞 ， 高通信 网络运 行质 量 ， 好地 满足 电网生 提 更 产 和 管理对 电力通信 的需 卜 。 智能 电 网需要 通 信 系统 为支 撑完 成其 重要 职 责［ ］ １８ １ ］ 以 ， 究 电力通 信 网可 靠性 模 型及 其在 － 。所 研
可 划分 为 串联非 冗余 、 联冗 余 、 份冗 余 、 决 、 并 备 表 非 串行／ 并行 混 合 和复 杂 网 络［ 非 １ ｊ 于 单 功能 或 。对 多 功能 系统 ， 用普 通 的概 率关 系 式 ， 包括 全 概率 公 式， 拟定来自百度文库可靠 性数 学 模 型 ， 以此 来 表述 网络 系统 并
的 可靠 度 、失 效概 率 和 平均 故 障 间 隔 时 问 （ ａ Ｍｅ ｎ
并 联 冗 余 系 统 是 由 Ⅳ 个 独 立 元 件 或 独 立 任
务 功 能模块 组 成 ，只要 系 统 中有 １ 元件 或 任务 个
功 能模 块 正常工 作 ， 统就 能 正常 工作 ； 系 只有 系统
・
第 ３ ３卷 第 ２ １期 ３
２ ２ 年 １月 １ 日 ０１ ０
电
力
系
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Ｊｎ １ ２ ２ ａ ．０，０１
联、 备份 冗余 、 决 、 串行／ 并行 混合 及 复 杂 网络 系统 可靠 性 关 系模 型 ， 表 非 非 经过 数 学抽 象 ， 建 立 可靠 性逻辑 关 系， 成 电力通 信 网可 靠性模 型 。 综合 节点遍 历算 法和 不 交化算 法形 成 的 形 在 路 径追 踪 算法基 础上 ， 实现 可靠性 框 图模 型 算 法。最后根 据 文 章 中算 法开发 电 力通信 网可 靠
０ 引言
电力 通信 网是 具 有 多技术 、多层 次 的复 杂 网
络结 构 ， 何 一部 分故 障 ， 任 都会 影 响通 信 系统 的服
务 质 量 ，甚 至会对 电网 的安全 稳 定运 行构 成 严重
Ｔ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｒ ， Ｉ 。 ｉ ｏ Ｆ ｉ ｅ ＭＴ ＇ ｕ Ｆ）
需 要说 明 的是 以下模 型 是基 于不 可 修复 系 统
的， 即如 果在 工作 任 务周 期 的任何 期 间 内失效 后 ， 不 可能修 复 到无 故 障状态 的系统 。对 于 可修 复 系
统， 考虑 到 系统维 修性 和 可用 性 ， 系统 功 能 的可靠
威胁 。 因此 ， 电力通信 网进行 可靠 性评估 具 有非 对 常现 实 的意义 。电力 通信 网可靠 性评 估方 法 研究 的 目的是 构建 可靠 性 模 型 ，计 算 分析 网络 的可靠
４ 中 国南 方 电 网调 度 控 制 中心 ， 东 广 州 ５ ０ ２ ； ． 网信 息 通 信 有 限公 司 ， 京 １ ０ ６ ） ． 广 １６ ３ ５国 北 ０ ７ １
摘要 ： 为保 障智 能 电 网安 全稳 定 运行 ， 开展 电力通 信 网可 靠性 模 型研 究 。 文章 采 用 串联 、 并
１ 电力通 信 网 可 靠 性模 型
电力通 信 网按 照其 组成 和 结构 ，经过 数学 抽 象 构建 可靠 性模 型 。该 模 型依 据 可靠 性逻 辑关 系
模块 正 常工作 的概 率表 示 为 ：
Ｐ ） ｒ， １ ≤ｋ （ ＝ｉ （ ≤ｉ ） （） １
系 统 Ｓ的可 靠性 为 ：
２ ・ ４
电 力 委 饶 通 僧
中全 部元 件或 任 务功 能模 块都 失效 ， 系统才 失 效 。 系 统 寿 命 为 系 统 中 Ⅳ个 并 联 元 件 或 任 务 功 能 模 块 中最好 的元 件 或任 务功 能模 块 的 寿命 。实 际系 统 中 的 １ １ 电源设 备属 于该 类型 。 ＋ 双 对 于 由 Ａ、 Ｂ模 块 组成 的简单 并 联冗 余 系 统 ， 假设 单 元 的失效 是独 立 的 ，即任 何一 个单 元 的失 效 不影 响其 他单 元 的状态 ， 系统有 以下 ４种状 态 ：
系统 的 失效 。系统 寿命 为第 １ 出现故 障 的元件 个 或任 务 功能模 块 的寿命 。实 际系统 中的 １ ０单 电 ＋
源设 备 属于该 类 型 。
设 ， （ ≤ｉ １ ≤” 分别 为 第 ｉ 节 点 能够 正 个 常工 作 、 ｉ 模块 能够 正常 工作 的概 率 。每个 子 第 个
．２ ． ３
电力通信 网可靠性模 型及仿真
李 杰 ， 纲 ， 希 ， 新 ， 晗祺 ， 子 岩 李 陈 苗 赵 赵
（． 东 电 网公 司 ， 东 广 州 ５ ０ ０ ；． 国 电 力科 学 研 究 院 ， １ 广 广 １６ ０ ２中 北京 １０ ９ ；． 汉 大 学 ， 北 武 汉 ４ ０７ ０ １２ ３武 湖 ３０２
性 评估 仿真 软件 ， 用此 软件 实现 对整 个广 东电力通 信 网的 可靠性 状 况评估 分析 。 并
关键 词 ： 能 电网 ； 智 电力通 信 网 ； 靠性模 型 ； 靠性评 估 算 法 ； 靠性状 况评 估软 件 可 可 可
中图 分 类 号 ： Ｍ７ ２ Ｔ ３ 文 献 标 志 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： ０ ５ ７ ４ （ ０ ２ ０ — ０ ３ ０ １０ — ６ １２ １ ）１０ ２— ５
电力 系统 中 的应用 ．对 于保 障智 能 电 网的安 全稳 定 运 行特别 重要 。
任 务功 能 模块 组 成 。 只有 当 Ⅳ 个元 件或 任 务 功 能 模块 都 正常工 作 时 ， 系统 才 能正 常工 作 ； 系统 中任 何 １ 个元 件或 任 务功 能模 块 的失 效 ．都会 导 致该
性方 法必 须修 改 。
１１ 串联非 冗余 系统 可靠 性关 系模 型 ．
串联 非 冗 余 系 统是 由 Ⅳ 个 独 立 元 件 或 独 立
性 ，以此 消 除造成 网络可 靠性 下 降 的各种 故 障 和 拥 塞 ， 高通信 网络运 行质 量 ， 好地 满足 电网生 提 更 产 和 管理对 电力通信 的需 卜 。 智能 电 网需要 通 信 系统 为支 撑完 成其 重要 职 责［ ］ １８ １ ］ 以 ， 究 电力通 信 网可 靠性 模 型及 其在 － 。所 研