電力系統(tǒng)調(diào)度自動化業(yè)務(wù)對電力寬帶通信性能的需求分析

電力系統(tǒng)調(diào)度自動化業(yè)務(wù)對電力寬帶通信性能的需求分析

0電力通信網(wǎng)可靠性相關(guān)概念電力網(wǎng)絡(luò)負責(zé)能源系統(tǒng)的行政辦公室、能源和通信會議、生產(chǎn)計劃、自動化數(shù)據(jù)、安全穩(wěn)定和能源生產(chǎn)的控制、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、能源行業(yè)服務(wù)和營銷系統(tǒng)。它不僅是電氣系統(tǒng)的支持系統(tǒng)，也是電氣系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行的支柱。國家電網(wǎng)公司對電力通信網(wǎng)提出的一貫要求是提高電力通信網(wǎng)的通信質(zhì)量、增加電力通信網(wǎng)的可靠性,這是貫穿整個電力通信網(wǎng)生命周期的持續(xù)過程。通信網(wǎng)可靠性是指通信網(wǎng)在實際運行過程中完成用戶正常通信需求的能力,包含可靠性主體、規(guī)定條件、規(guī)定時間、規(guī)定功能、能力測度和故障等6項要素。其中,規(guī)定功能就是保證用戶的通信需求迅速得到滿足。討論電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)對電力通信網(wǎng)傳輸性能的需求,進而對電力通信網(wǎng)可靠性進行分析研究,比起以往的從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層面進行分析研究,更具有現(xiàn)實意義。電力調(diào)度是保障安全、經(jīng)濟地發(fā)供電和合理分配電能的重要手段。調(diào)度自動化主站與各個分站之間的數(shù)據(jù)傳輸離不開電力通信,電力通信通道的好與壞直接影響著電力系統(tǒng)調(diào)度自動化業(yè)務(wù)的性能與可靠性。1電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的主要職責(zé)是采集、傳輸和處理電網(wǎng)中各種信息,通過電力通信網(wǎng)將電力調(diào)度命令的各項指令信息傳送至目的地,并完成數(shù)據(jù)監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集和能力管理等功能。調(diào)度自動化系統(tǒng)中的一個重要功能就是“四遙”,即遙測、遙信、遙調(diào)、遙控。除“四遙”外,電力調(diào)度自動化系統(tǒng)還包括遠動系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度管理等重要職責(zé)。在電力調(diào)度部門,調(diào)度人員的技能也是調(diào)度自動化業(yè)務(wù)實現(xiàn)的一個重要因素。并且,一旦涉及通信,就有實時性指標(biāo)。因此,本文將電力系統(tǒng)調(diào)度自動化業(yè)務(wù)對電力通信網(wǎng)的需求歸納為:“四遙”傳輸性能、遠動傳輸性能、生產(chǎn)調(diào)度管理、實時性與調(diào)度人員管理等5類指標(biāo)。1.1系統(tǒng)可接受的2個環(huán)節(jié)誤差及要求隨著信息技術(shù)的發(fā)展,“四遙”的信息量越來越龐大。參照DL/T5002-2005和DL/T5003-2005標(biāo)準(zhǔn),“四遙”主要涉及以下與通信相關(guān)的規(guī)定。1)遙測綜合誤差。遙測是指對變電站的變壓器、母線、饋電線路的電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)及變壓器油溫等模擬量的采集與處理。遙測綜合誤差是指變送器、遠動設(shè)備、遠動信道、調(diào)度端各個環(huán)節(jié)誤差的綜合。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,遙測綜合誤差不得大于±1.0%(額定值)。2)遙測越死區(qū)傳送整定最小值。在調(diào)度端,遙測越死區(qū)傳送整定最小值要求不小于0.25%(額定值)。3)遙測變送器精度。在廠站端,遙測變送器精度建議在0.2~0.5級,且模擬量輸出宜采用恒流輸出。4)遙測交流采樣精度。遙測交流采樣精度建議為0.2級。5)遙信正確動作率。在調(diào)度端,遙信正確動作率要求≥99%。6)遙信事件順序記錄站間分辨率。事件順序記錄主要用于記錄電網(wǎng)中重要斷路器和繼電保護的動作信號。站間分辨率是指不同廠站兩個事件同時發(fā)生,調(diào)度端記錄的兩個事件順序,其誤差應(yīng)小于事件順序記錄系統(tǒng)的分辨率。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,遙信事件順序記錄站間分辨率要求應(yīng)<10ms。7)遙控正確動作率。在調(diào)度端,遙控正確動作率要求達到100%,不能出現(xiàn)任何錯誤。8)遙調(diào)正確動作率。在調(diào)度端,遙調(diào)正確動作率要求≥99.9%。1.2遠動系統(tǒng)的檢錯能力參照DL/T5002-2005和DL/T5003-2005標(biāo)準(zhǔn),遠動系統(tǒng)傳輸性能主要包括以下指標(biāo)。1)遠動事件順序記錄分辨率。遠動事件順序記錄分辨率要求應(yīng)≤2ms。2)遠動通道誤碼率。遠動系統(tǒng)要求在遠動通道信噪比為17dB、誤碼率為10-4時,能夠正常工作。3)遠動信息海明距離。為了保證系統(tǒng)正確傳送和接收,以及調(diào)度自動化系統(tǒng)的正常工作,遠動裝置必須要有必要的糾錯和檢錯能力。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,遠動信息海明距離要求≥4。4)數(shù)字接口通信速率。遠動系統(tǒng)要求數(shù)字通信接口速率為1200~9600bit/s。5)平均故障間隔時間。遠動系統(tǒng)的平均故障間隔時間應(yīng)該≥25000h。6)不間斷電源時間。遠動系統(tǒng)應(yīng)該配備兩路獨立的電源系統(tǒng),而配備的不間斷電源時間≥1h。7)時鐘對時信號。遠動系統(tǒng)應(yīng)該具備準(zhǔn)確接收時鐘對時信號的功能。8)調(diào)度點通道可靠率。通信專業(yè)應(yīng)提供可靠并滿足質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)通道,網(wǎng)絡(luò)通道帶寬應(yīng)為N×2Mbit/s或155Mbit/s。1.3調(diào)度指揮調(diào)度系統(tǒng)改造s在生產(chǎn)調(diào)度管理方面,參照DL/T5002-2005和DL/T5003-2005標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)資料,主要有以下指標(biāo)。1)自動發(fā)電控制命令發(fā)送周期。自動發(fā)電控制命令發(fā)送周期要求為4~6s。2)經(jīng)濟功率分配計算周期。經(jīng)濟功率分配計算周期應(yīng)為5~15min。3)調(diào)度電話接通率。由于調(diào)度命令的重要性,電話一旦故障,極易造成較大損失。因此,調(diào)度電話需要保證100%的接通率。4)調(diào)度電話質(zhì)量。調(diào)度電話質(zhì)量主要是指通話是否清晰。5)能量管理系統(tǒng)(EMS,EnergyManagemenSystem)。6)調(diào)度生產(chǎn)MIS(ManagementInformationSystem,管理信息系統(tǒng))可靠性。指標(biāo)4)~6)的參數(shù)與評判標(biāo)準(zhǔn)需要根據(jù)各地區(qū)實際情況和經(jīng)驗,以專家評估的方法獲取。1.4系統(tǒng)執(zhí)行時間調(diào)度自動化業(yè)務(wù)傳輸對實時性的要求有如下一些規(guī)定。1)系統(tǒng)時間與標(biāo)準(zhǔn)時間誤差。系統(tǒng)時間與標(biāo)準(zhǔn)時間誤差要求≤1s。2)重要遙測量更新時間。遙測超越死區(qū)傳輸?shù)街髡緯r間或循環(huán)傳送方式下,重要遙測量更新時間要求為4s。3)遙信量變位傳送至主站時間。遙測傳送時間是指廠站端遠動系統(tǒng)采集到一次系統(tǒng)發(fā)生變化信息到主站端數(shù)據(jù)庫反映出來的全部時間總和。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,遙信量變位傳送至主站時間要求≤3s。4)遙控命令傳送時間。遙控命令傳送時間要求≤4s。5)遙調(diào)命令傳送時間。遙調(diào)命令傳送時間要求≤4s。6)工作站畫面調(diào)用響應(yīng)時間。畫面調(diào)用響應(yīng)時間是指按下調(diào)用鍵至整體畫面顯示完成的時間。工作站畫面調(diào)用響應(yīng)時間要求其中85%的畫面調(diào)用響應(yīng)時間≤2s,其他畫面調(diào)用響應(yīng)時間≤3s。7)模擬屏畫面整幅調(diào)出響應(yīng)時間。模擬屏畫面整幅調(diào)出響應(yīng)時間要求其中85%的畫面調(diào)用響應(yīng)時間≤5s,其他畫面調(diào)用響應(yīng)時間≤10s。8)工作站實時數(shù)據(jù)刷新周期。工作站實時數(shù)據(jù)刷新周期要求在5~10s。9)模擬屏數(shù)據(jù)刷新周期。模擬屏數(shù)據(jù)刷新周期要求在6~12s。1.5平均技能水平1)培訓(xùn)模擬系統(tǒng)性能。隨著互聯(lián)電網(wǎng)的快速發(fā)展,需要利用調(diào)度員培訓(xùn)模擬系統(tǒng)培養(yǎng)調(diào)度員在事故時的快速正確決策能力和積累事故處理經(jīng)驗,進而提高互聯(lián)電網(wǎng)的安全運行水平。該系統(tǒng)的重要性不應(yīng)忽視。2)操作員平均技能水平。操作員級員工可對計算機系統(tǒng)進行全部的操作,該級別人員的專業(yè)技能水平應(yīng)該受到重視。3)調(diào)度員平均技能水平。調(diào)度員級員工可對電網(wǎng)進行全網(wǎng)操作,應(yīng)該保證調(diào)度員具有對電網(wǎng)正確操作的能力。4)運行管理人員平均技能水平。運行管理人員只能進行畫面調(diào)看、修改相關(guān)表格等操作,但也應(yīng)能夠熟練操作。5)其他授權(quán)人員平均技能水平。其他授權(quán)人員只能調(diào)看畫面,與以上級別的人員相比,其專業(yè)技能水平的要求相對要低一些。2電力通信網(wǎng)可靠性評估方法本文綜合分析了電力系統(tǒng)調(diào)度自動化業(yè)務(wù)對電力通信網(wǎng)傳輸性能的需求,這些指標(biāo)可以為電力通信網(wǎng)的