电力系统调度自动化业务对电力宽带通信性能的需求分析

电力系统调度自动化业务对电力宽带通信性能的需求分析

0电力通信网可靠性相关概念电力网络负责能源系统的行政办公室、能源和通信会议、生产计划、自动化数据、安全稳定和能源生产的控制、网络监控、能源行业服务和营销系统。它不仅是电气系统的支持系统，也是电气系统安全、稳定、经济、优质运行的支柱。国家电网公司对电力通信网提出的一贯要求是提高电力通信网的通信质量、增加电力通信网的可靠性,这是贯穿整个电力通信网生命周期的持续过程。通信网可靠性是指通信网在实际运行过程中完成用户正常通信需求的能力,包含可靠性主体、规定条件、规定时间、规定功能、能力测度和故障等6项要素。其中,规定功能就是保证用户的通信需求迅速得到满足。讨论电力系统业务对电力通信网传输性能的需求,进而对电力通信网可靠性进行分析研究,比起以往的从网络结构层面进行分析研究,更具有现实意义。电力调度是保障安全、经济地发供电和合理分配电能的重要手段。调度自动化主站与各个分站之间的数据传输离不开电力通信,电力通信通道的好与坏直接影响着电力系统调度自动化业务的性能与可靠性。1电力调度自动化系统的功能电力调度自动化系统的主要职责是采集、传输和处理电网中各种信息,通过电力通信网将电力调度命令的各项指令信息传送至目的地,并完成数据监视、数据采集和能力管理等功能。调度自动化系统中的一个重要功能就是“四遥”,即遥测、遥信、遥调、遥控。除“四遥”外,电力调度自动化系统还包括远动系统、生产调度管理等重要职责。在电力调度部门,调度人员的技能也是调度自动化业务实现的一个重要因素。并且,一旦涉及通信,就有实时性指标。因此,本文将电力系统调度自动化业务对电力通信网的需求归纳为:“四遥”传输性能、远动传输性能、生产调度管理、实时性与调度人员管理等5类指标。1.1系统可接受的2个环节误差及要求随着信息技术的发展,“四遥”的信息量越来越庞大。参照DL/T5002-2005和DL/T5003-2005标准,“四遥”主要涉及以下与通信相关的规定。1)遥测综合误差。遥测是指对变电站的变压器、母线、馈电线路的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数及变压器油温等模拟量的采集与处理。遥测综合误差是指变送器、远动设备、远动信道、调度端各个环节误差的综合。相关标准规定,遥测综合误差不得大于±1.0%(额定值)。2)遥测越死区传送整定最小值。在调度端,遥测越死区传送整定最小值要求不小于0.25%(额定值)。3)遥测变送器精度。在厂站端,遥测变送器精度建议在0.2~0.5级,且模拟量输出宜采用恒流输出。4)遥测交流采样精度。遥测交流采样精度建议为0.2级。5)遥信正确动作率。在调度端,遥信正确动作率要求≥99%。6)遥信事件顺序记录站间分辨率。事件顺序记录主要用于记录电网中重要断路器和继电保护的动作信号。站间分辨率是指不同厂站两个事件同时发生,调度端记录的两个事件顺序,其误差应小于事件顺序记录系统的分辨率。相关标准规定,遥信事件顺序记录站间分辨率要求应<10ms。7)遥控正确动作率。在调度端,遥控正确动作率要求达到100%,不能出现任何错误。8)遥调正确动作率。在调度端,遥调正确动作率要求≥99.9%。1.2远动系统的检错能力参照DL/T5002-2005和DL/T5003-2005标准,远动系统传输性能主要包括以下指标。1)远动事件顺序记录分辨率。远动事件顺序记录分辨率要求应≤2ms。2)远动通道误码率。远动系统要求在远动通道信噪比为17dB、误码率为10-4时,能够正常工作。3)远动信息海明距离。为了保证系统正确传送和接收,以及调度自动化系统的正常工作,远动装置必须要有必要的纠错和检错能力。相关标准规定,远动信息海明距离要求≥4。4)数字接口通信速率。远动系统要求数字通信接口速率为1200~9600bit/s。5)平均故障间隔时间。远动系统的平均故障间隔时间应该≥25000h。6)不间断电源时间。远动系统应该配备两路独立的电源系统,而配备的不间断电源时间≥1h。7)时钟对时信号。远动系统应该具备准确接收时钟对时信号的功能。8)调度点通道可靠率。通信专业应提供可靠并满足质量要求的数据通道,网络通道带宽应为N×2Mbit/s或155Mbit/s。1.3调度指挥调度系统改造s在生产调度管理方面,参照DL/T5002-2005和DL/T5003-2005标准和相关资料,主要有以下指标。1)自动发电控制命令发送周期。自动发电控制命令发送周期要求为4~6s。2)经济功率分配计算周期。经济功率分配计算周期应为5~15min。3)调度电话接通率。由于调度命令的重要性,电话一旦故障,极易造成较大损失。因此,调度电话需要保证100%的接通率。4)调度电话质量。调度电话质量主要是指通话是否清晰。5)能量管理系统(EMS,EnergyManagemenSystem)。6)调度生产MIS(ManagementInformationSystem,管理信息系统)可靠性。指标4)~6)的参数与评判标准需要根据各地区实际情况和经验,以专家评估的方法获取。1.4系统执行时间调度自动化业务传输对实时性的要求有如下一些规定。1)系统时间与标准时间误差。系统时间与标准时间误差要求≤1s。2)重要遥测量更新时间。遥测超越死区传输到主站时间或循环传送方式下,重要遥测量更新时间要求为4s。3)遥信量变位传送至主站时间。遥测传送时间是指厂站端远动系统采集到一次系统发生变化信息到主站端数据库反映出来的全部时间总和。相关标准规定,遥信量变位传送至主站时间要求≤3s。4)遥控命令传送时间。遥控命令传送时间要求≤4s。5)遥调命令传送时间。遥调命令传送时间要求≤4s。6)工作站画面调用响应时间。画面调用响应时间是指按下调用键至整体画面显示完成的时间。工作站画面调用响应时间要求其中85%的画面调用响应时间≤2s,其他画面调用响应时间≤3s。7)模拟屏画面整幅调出响应时间。模拟屏画面整幅调出响应时间要求其中85%的画面调用响应时间≤5s,其他画面调用响应时间≤10s。8)工作站实时数据刷新周期。工作站实时数据刷新周期要求在5~10s。9)模拟屏数据刷新周期。模拟屏数据刷新周期要求在6~12s。1.5平均技能水平1)培训模拟系统性能。随着互联电网的快速发展,需要利用调度员培训模拟系统培养调度员在事故时的快速正确决策能力和积累事故处理经验,进而提高互联电网的安全运行水平。该系统的重要性不应忽视。2)操作员平均技能水平。操作员级员工可对计算机系统进行全部的操作,该级别人员的专业技能水平应该受到重视。3)调度员平均技能水平。调度员级员工可对电网进行全网操作,应该保证调度员具有对电网正确操作的能力。4)运行管理人员平均技能水平。运行管理人员只能进行画面调看、修改相关表格等操作,但也应能够熟练操作。5)其他授权人员平均技能水平。其他授权人员只能调看画面,与以上级别的人员相比,其专业技能水平的要求相对要低一些。2电力通信网可靠性评估方法本文综合分析了电力系统调度自动化业务对电力通信网传输性能的需求,这些指标可以为电力通信网的