数字化变电站通信冗余改进与可靠性研究

“数字化变电站通信冗余实施方案的改进及可靠性分析” 本文主要探讨了数字化变电站通信冗余设计的重要性，并提出了两种改进方案，即集中备用改进模式和交叉备用改进模式，以提高系统的实时性和经济性，同时保持高可靠性。文章作者来自长沙理工大学电气与信息工程学院，针对IEC61850标准下的数字化变电站进行了深入研究。 数字化变电站是电力系统现代化的重要组成部分，其依赖于高效的通信网络来实现设备间的交互和数据传输。IEC61850是国际电工委员会制定的关于变电站自动化系统的一套标准，它定义了变电站内部设备之间的通信协议和信息模型，旨在实现设备的互操作性和系统的集成。 在传统的冗余设计中，通常采用主备切换的方式以确保在主系统发生故障时，备用系统能够无缝接管，保持系统的连续运行。然而，这种设计可能在实时性、经济性和复杂性之间存在平衡问题。因此，作者分析了现有的冗余结构，并提出两种改进策略： 1. 集中备用改进模式：这种模式下，备用系统并不时刻处于激活状态，而是仅在主系统出现故障时被唤醒。这样可以降低系统的功耗和维护成本，同时减少网络资源的占用，提高实时性。 2. 交叉备用改进模式：该模式中，不同功能模块的备用系统互相交织，当某一模块的主系统出现故障时，对应的备用模块会快速接管，这种设计可以有效减少故障传播，增强系统的整体可靠性。 为了评估这些改进方案，作者进行了实时性分析，对比了不同方案在响应时间上的表现，并进行了经济性比较，考察了投资和运行成本。此外，利用故障树分析法进行了定量的可靠性评估，这是通过分析系统中各组件的故障概率，以及这些故障如何影响整个系统的可靠性来完成的。 研究结果显示，改进后的冗余方案在保持或提升系统可靠性的同时，显著提高了实时性能，降低了运营成本，具有较高的实用价值。这为构建高效、可靠且经济的数字化变电站提供了新的思路和技术支持。 关键词：IEC61850；数字化变电站；实时性；经济性；可靠性；冗余体系结构 该研究对数字化变电站通信冗余结构的优化提供了理论依据和实践指导，对于推动我国电力系统的智能化进程，保障电网安全稳定运行具有积极意义。