基于用戶(hù)感知的電力通信指標(biāo)的可靠性研究

蔡毅 曹苗

【摘要】 研究電力通信可靠性指標(biāo)體系對(duì)電網(wǎng)的可靠性具有重要的意義，通過(guò)提高電力通信的可靠性對(duì)電網(wǎng)可靠性的提升具有顯著的作用。開(kāi)創(chuàng)性地建立了基于用戶(hù)感知的電力通信可靠性指標(biāo)體系，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。系統(tǒng)性地建立了基于用戶(hù)感知的電力通信可靠性指標(biāo)評(píng)判分析方法，對(duì)電力通信管理工作具有重要的輔助作用。

【關(guān)鍵詞】 電力通信 指標(biāo)體系 通信業(yè)務(wù) 通信用戶(hù) 可靠性 智能 管理 電網(wǎng)

一、引言

電網(wǎng)與通信的關(guān)系：廣度上，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，電力通信將改變以往僅拘泥于輸變電環(huán)節(jié)的局面，將向智能發(fā)電、智能輸電、智能變電、智能配電、智能用電、智能調(diào)度、信息化等整個(gè)電網(wǎng)環(huán)節(jié)的全過(guò)程延伸（如下圖l、2所示），現(xiàn)有電力通信網(wǎng)絡(luò)已成為智能電網(wǎng)的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”。深度上，隨著智能電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、智能巡檢等業(yè)務(wù)系統(tǒng)（如下圖所示）的開(kāi)展，電網(wǎng)的全景化監(jiān)視和控制將更加依賴(lài)于電力通信。

1.1 可靠性定義

1.1.1 可靠性

可靠性定義為：時(shí)刻正常工作的條件下，在[，]時(shí)間區(qū)間內(nèi)正常工作的概率。可靠率=；不可靠率=1-。

1.1.2 電力可靠性

在電力行業(yè)，電力系統(tǒng)可靠性已經(jīng)有了成熟的理論和研究體系，電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T861-2004中給出了電力系統(tǒng)可靠性定義，即：電力系統(tǒng)按可接受的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和所需數(shù)據(jù)不間斷的向電力用戶(hù)提供電力和電量的能力的量度。此定義主要對(duì)發(fā)、輸、供三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，而對(duì)電網(wǎng)控制系統(tǒng)并沒(méi)有提及，通信作為調(diào)度控制的基礎(chǔ)則更沒(méi)有體現(xiàn)。

1.1.3 通信可靠性

通信網(wǎng)可靠性是指通信網(wǎng)在實(shí)際連續(xù)運(yùn)行過(guò)程中，完成用戶(hù)的正常通信需求的能力。

1.2 電網(wǎng)可靠性與電力通信可靠性的關(guān)系

假設(shè)電網(wǎng)可靠性指標(biāo)體系為A，通信網(wǎng)可靠性指標(biāo)體系為B，相關(guān)系數(shù)H和T為相關(guān)因素，則電網(wǎng)可靠性指標(biāo)體系與通信網(wǎng)可靠性指標(biāo)體系的關(guān)系可以表示為（圖3）：

B=H×A×T其中H、T為轉(zhuǎn)換矩陣

二、研究目的與意義

從電力系統(tǒng)可靠性定義及其與電力通信可靠性的關(guān)系可以看出，研究電力通信可靠性指標(biāo)體系對(duì)電網(wǎng)的可靠性具有重要的意義，通過(guò)提高電力通信的可靠性對(duì)電網(wǎng)可靠性的提升具有顯著的作用。本研究將以服務(wù)電力生產(chǎn)和管理質(zhì)量為目標(biāo)，借鑒供電可靠性管理方法，研究通信可靠性管理機(jī)制，制定“以客戶(hù)為中心”的服務(wù)體系，指導(dǎo)和規(guī)范通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、服務(wù)，為電網(wǎng)生產(chǎn)和管理提供支撐和保障。

三、研究?jī)?nèi)容

1）建立基于通信用戶(hù)感知的可靠性模型：在分析電力通信各種業(yè)務(wù)的服務(wù)對(duì)象、服務(wù)范圍和應(yīng)用場(chǎng)景的基礎(chǔ)上，通過(guò)多維度、多方法對(duì)比分析通信用戶(hù)的定義方案，給出可操作性和實(shí)用性強(qiáng)的最為合理的通信用戶(hù)定義，建立通信用戶(hù)感知可靠性模型。

2）建立基于通信用戶(hù)感知的可靠性指標(biāo)體系：在通信用戶(hù)定義的基礎(chǔ)上，選取相關(guān)的主要業(yè)務(wù)，參考供電可靠性的指標(biāo)體系，采用分層分類(lèi)的方法建立通信用戶(hù)感知的可靠性指標(biāo)體系，包括指標(biāo)卡及相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析表。

3）建立基于通信用戶(hù)感知的可靠性指標(biāo)體系評(píng)價(jià)分析方法：從橫向和縱向進(jìn)行對(duì)比分析，找到各種指標(biāo)的不足之處，分析通信網(wǎng)絡(luò)的薄弱環(huán)節(jié)。

4）算例分析：檢驗(yàn)論證上述通信可靠性感知模型及其指標(biāo)體系的可操作性和合理性。

四、技術(shù)路線(xiàn)

本項(xiàng)目研究將通過(guò)對(duì)供電可靠性指標(biāo)體系解析以及電力通信業(yè)務(wù)的分析，建立基于用戶(hù)感知的通信可靠性指標(biāo)模型，然后按照分類(lèi)建設(shè)（生產(chǎn)類(lèi)指標(biāo)、管理類(lèi)指標(biāo)），多維統(tǒng)計(jì)（通信中斷次數(shù)、中斷持續(xù)時(shí)間、可靠率），分層展現(xiàn)（總體指標(biāo)、分項(xiàng)指標(biāo)）的方式建立通信可靠性指標(biāo)體系及相關(guān)評(píng)判方法。主要的技術(shù)路線(xiàn)示意圖參見(jiàn)下圖4。

五、電網(wǎng)可靠性指標(biāo)體系解析

5.1 構(gòu)建思路

1）用戶(hù)分類(lèi)

低壓用戶(hù)：以380/220伏電壓受電的用戶(hù)；

中壓用戶(hù)：以10/20千伏電壓受電的用戶(hù)；

高壓用戶(hù)：以35千伏及以上電壓受電的用戶(hù)。

2）指標(biāo)分層

總體指標(biāo)：供電可靠性（城市供電可靠性、農(nóng)村供電可靠性）；

單項(xiàng)指標(biāo)：輸變電可靠性、直流輸電可靠性、發(fā)電可靠性；

停電原因分層，如圖5所示。

5.2 指標(biāo)體系

供電可靠性指標(biāo)主要包括用戶(hù)平均停電次數(shù)、用戶(hù)平均停電時(shí)間、用戶(hù)供電可靠率等三大指標(biāo)。具體指標(biāo)定義與汁算如下。

用戶(hù)平均停電次數(shù)AITC-1：供電用戶(hù)在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)的平均停電次數(shù)，是反映供電系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)停電頻率的指標(biāo)，記作AITC-l。具體計(jì)算公式如下：

用戶(hù)平均停電次數(shù)：

若不計(jì)外部影響時(shí)，則記作AITC-2；

若不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電時(shí)，則記作AITC-3；

用戶(hù)平均停電時(shí)間AIHC-1：供電用戶(hù)在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)的平均停電小時(shí)數(shù)，是反映供電系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)停電時(shí)間的長(zhǎng)短指標(biāo)，記為AIHC-1。具體計(jì)算公式如下：

供電可靠率RS-1：供電可靠率指在統(tǒng)計(jì)期間內(nèi)，對(duì)用戶(hù)有效供電時(shí)間總小時(shí)數(shù)與統(tǒng)計(jì)期間小時(shí)數(shù)的比值，是反映的供電系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)供電的可靠度的指標(biāo)，記作RS-1。具體計(jì)算公式如下：

用戶(hù)平均停電時(shí)間

供電可靠率=

若不計(jì)外部影響時(shí)，則記作RS-2；

若不計(jì)系統(tǒng)電源不足限電時(shí)，則記作RS-3。

5.3 指標(biāo)分析

1）指標(biāo)分析內(nèi)容主要包括：指標(biāo)完成情況；影響指標(biāo)的因素；管理工作及電網(wǎng)和設(shè)備的薄弱點(diǎn)分析；改進(jìn)措施及其效果分析。

2）指標(biāo)分析方法：主要包括：

縱向?qū)Ρ确治觯簩?duì)同一特征的指標(biāo)或?qū)ν环诸?lèi)的指標(biāo)不同年度（時(shí)期）之間進(jìn)行對(duì)比，對(duì)指標(biāo)變化的趨勢(shì)和變化的幅度分析。示例如下圖。

橫向?qū)Ρ确治觯簩?duì)同一特征的指標(biāo)或?qū)ν环诸?lèi)的指標(biāo)與評(píng)價(jià)單位所在區(qū)域的網(wǎng)公司指標(biāo)平均值進(jìn)行對(duì)比；與公司系統(tǒng)指標(biāo)平均值進(jìn)行對(duì)比；與其他地（市）單位之間進(jìn)行指標(biāo)對(duì)比，對(duì)偏差較大的指標(biāo)進(jìn)行分析。

對(duì)比分析：2011年供電可靠性提高的主要原因：

一是加強(qiáng)供電可靠性基礎(chǔ)管理；二是開(kāi)展供電可靠性工作評(píng)價(jià)；三是大力開(kāi)展帶電作業(yè)。

六、結(jié)論

本研究開(kāi)創(chuàng)性地建立了基于用戶(hù)感知的電力通信可靠性指標(biāo)體系，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義；并且系統(tǒng)性地建立了基于用戶(hù)感知的電力通信可靠性指標(biāo)評(píng)判分析方法，對(duì)電力通信管理工作具有重要的輔助作用。