数字变电站继电保护系统的可靠性建模探讨

数字变电站继电保护系统的可靠性建模探讨

胡海波

（广西电网有限责任公司来宾供电局546100）

摘要：现如今，电力企业不断扩大发展规模，这类企业主要以维护电网稳定运行为基本目标，新型继电保护系统应用的过程中更应做好性能检测、可靠性分析等工作，因此，本文对数字化变电站继电保护系统通过可靠性建模来展开探究具有一定现实意义，希望能为相关电力企业提供有效性参考。

关键词：数字变电站；继电保护系统；可靠性；建模

数字化变电站建设不断增加，不仅带动着变电站技术的变革，也给继电保护系统运行提出了较高的要求。继电保护系统运行的安全性与可靠性，直接影响着数字化变电站运行的效率，对此加强继电保护系统可靠性建模分析，有着现实的意义。

1构建意义

随着时代的发展进步，信息技术得以不断的提高推进，在很大程度上促进了数字化技术的发展，这就为让数字化变电站的继电保护系统出现奠定了坚实的基础。但是这一系统在实际的应用过程中，常常会受到各种因素的影响，使得其运行稳定性和可靠性被大幅度降低，从而对系统的正常运行带来较大困扰，不利于电力行业的稳定推进。因此，需要将数字化变电站继电保护系统进行加强，针对其存在特点和工作原理，针对其稳定性增强要点促进建模的实现，从而有利于电力行业的发展进步，为人们的健康生活作出积极贡献。

2系统组成概述

2.1系统构成

数字化变电站其自身特点是拥有一定的独立性，其具体结构与配置主要有以下几种：系统组成模块主要有同步时钟源（TS）、合并单元（MU）、断路器（BR）、传输介质（TM）、保护单元（PR）、互感器（MI）、智能终端（IT）、交换机（SW）。其中，合并单元（MU）负责数据的采集，之后将数据以独特格式发送出去，传输终端为交换机（SW）；能够确保信息平台资源能够共享；智能终端（IT）用作对断路器进行掌控，同时能够起到信息收集以及信息传送的作用。一般来说，进行通讯的作用物一般有是铜线电缆与光纤作为主要介质，其接口具有各自特点，两者对系统实际工作时的可靠性有着不小的影响。由于系统对事件的标准和具体排序有着极为严格的要求，决定了不同的设备在信息交互中应当对时间做矫正处理。

2.2系统的特点

相对来说，数字化变电站继电保护系统具有综合性和复杂性，其具体构成元件数目较多，只能进行相关组合才能进行继电保护工作，才能使得整个系统使用可靠性增强，避免机电系统运行故障，这也是系统运行的基本需求。然而相关组合而成的器件组在实际工作的时候很容易发生故障，这样会使得整个系统的安全稳定性受损。

3可靠性建模

3.1建模

3.1.1信息回路

在实际分析时，应当对信息进行相关联系。同步时钟源在整个信息回路中起到重要作用，其能够对时间进行良好的分析与交互，对整个系统可靠性有着重要影响。当前变电站工作过程中，经常会利用对时法进行相关设置，一般是通过脉冲对时、网络对时、编码对时。然后具体介绍报文信息（SV/GOOSE），其中，SV报文信息回路通过对组合进行排列重组等手段进行组合保护，这也是构建基础安全的重要方法，这样的回路一般是以€线状态标识，从而使得不运用交换机网络同样能进行实际工作。后者也经常会通过人工操作进行信息交互，GOOSE报文主要变现为以多面接收单面的资源形式，其在建模中也有着较好的可靠性。

3.1.2计算系统可靠性

保护系统要想在信息传输的过程中彰显应用优势，充分发挥系统实施性，应首先掌握信息与信息回路二者间的连接方式，并分析继电系统受连接方式的影响，由于继电系统内部组成较复杂，如果某一系统出现运行障碍，那么整体系统将会受到影响。系统串联情况下：根据计算公式对系统进行可靠性计算，在此期间，需要统计元件数量以及子系统个数，如果某个元件或者子系统存在冗余配置现象，那么系统整体运行效果达不到预期；系统并联情况下：可靠性计算常用方法为最小路径法，即通过最短路径查询完成数量计算，以此得知这一路径的连通性概率，借此提升元件（节点/相应线路）可靠性。

3.1.3网络建模

网络建模指的是通过运用OPNET仿真系统能够让继电保护分析工作进行。根据系统对象进行良好的分析以及实际对相关图形编辑器的运用，能够很好的进行建模工作。OPENT网络建模包含以下几点：首先，网络域，通过对基础设备进行分析掌握，了解实际情况，针对系统内容进行相关映射分析；其次，进程域，也就是通过利用相关技术对整个系统进行计算，完成核心函数计算之后能够进行良好的分析，从而加强其可靠性；第三，节点域，通过对整个系统进行良好的排列整合，让相关配置能够更好的运用。

3.1.4组合模型

通过上述方式进行相关整理分析准备之后，对模型接口进行一定关卡设置，随后通过物理层将信息进行输送。进行模型组合一般进行数据包装，也就是在相关数据处理之后使得其内容能够输送给IED。

3.2数字化变电站继电保护系统可靠性提升措施

可靠性即系统、元件等在规定时间内完成规定工作的能力，在继电保护系统应用过程中，比较常见的评价标准包括平均寿命、平均无故障工作时间、正确动作率，但这些指标不能进行继电保护可靠性的有效性预测及估计只能依靠以往数据对系统的可靠性展开评价。

3.2.1合理应用软件积分

电子式电流互感器所输出的信息，需要进行相应的积分处理，这实现了Rogowski原理的应用，以得到被测模块的电流信号。在采集器工作中，需要进行信息多种处理方法的使用，进行合并单元等的处理。在软积分处理环境中需要重点关注数据的暂态性误差及稳态精度性。进行相关代码的使用，避免元器件特征带来的负面影响，以降低采集器的功耗，提升系统运行的可靠性及安全性。为了解决实际问题，在变电站继电保护系统应用中需要进行软件的合理性应用，实现可靠性评估效率的增强，这需要就智能终端的温度环节、温度控制环节等展开分析确保继电保护系统的正常化工作。

3.2.2插值算法的应用

在数字化变电站继电保护系统中，促进其系统运行可靠性的增加，需要针对其应用特点和原理，采用一定的技术方法，促进其运行可靠性地增强，从而为电力企业的正常供电打下良好基础。这样的方法，在实际的应用过程中，可以采取差值算法进行操作，这样的方法能够有效的提高继电保护系统的运行可靠性。与外部时钟的应用数据相比，其往往在实现数据采样同步的过程中，对时钟源具有较高的依赖性，从而造成一定的故障隐患，对继电保护系统稳定性运行造成一定影响，不利于电力企业的健康发展。因此，将差值算法进行应用，能够有效改善相应问题。这样的算法在具体的应用过程中，需要按照一定的步骤进行严格的执行，却也依赖相应的外部时钟，需要将等间隔采样的规则进行严格遵循和执行，并将继电保护装置进行应用，根据固定的传变延时，将相应的补偿过程进行实施，促进差值计算的推进，并在同一时刻开展相应的重采样活动，这样的操作，能够对电子式的互感器采样值进行控制，使其与各间隔之间都保持相一致，从而促进数字化变电站继电保护系可靠性的提高，对相关的装置起到一定的保护作用，加强行业的进一步推进。

结语

随着现代科学建设体系的不断完善数字化变电站应用规模逐渐扩大，继电保护系统的整体可靠性也需要与时俱进，目前来看，继电保护系统面临着巨大的发展挑战，为了提升实际工作的效益，需要对继电保护系统有一个充分性的了解及认识，这需要结合实际情况，进行相关算法的使用，提升继电保护系统的整体可靠性。

参考文献：

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