考虑元件复用的继电保护通信可靠性定量评估.pdf

第４３卷第１１期２０１５年６月１日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶｂＩ．４３ＮＯ．１１Ｊｕｎ．１，２０１５考虑元件复用的继电保护通信可靠性定量评估方必武，王波，刘涤尘，贾骏，卞成志（武汉大学电气工程学院，湖北武汉４３００７２）摘要：高压输电线上的继电保护功能的实现与通信通道可靠性紧密相关。以求解继电保护光纤通道可靠性为目标，以ＳＤＨ为节点，光纤为边，两者可靠性为权集，构建光纤保护通道的加权无向图。从电网实际的数据资料出发，“”“”基于图论思想按最贴近实际数据格式的方式进行编码，并基于编码开发了基于逻辑或和异或的继电保护通信通道及业务可靠性评估算法。以华中某１８节点、５回线路、１９条通道的局部环网进行了实例计算。结果表明所提出的编码方式和算法模型具有很好的适应性和可操作性，可以为电网进行保护通道检修工作和优化配置提供决策参考。关键词：保护通道；可靠性评估；图论编码；逻辑运算ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｒｅｕｓｉｎｇＦＡＮＧＢｉｗｕ，ＷＡＮＧＢｏ，ＬＩＵＤｉｃｈｅｎ，ＪＩＡＪｕｎ，ＢＩＡＮＣｈｅｎｇｚｈｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｐｒｏｂｌｅｍｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｈａｎｎｅｌｃａｕｓｅｄｂｙｅｌｅｍｅｎｔｓｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｂｕｉｌｄｓａｗｅｉｇｈｔｅｄ－ｕｎｄｉｒｅｃｔｅｄｇｒａｐｈｏｆｆｉｂｅｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｈａｎｎｅｌｓ，ｗｈｏｓｅｎｏｄｅｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓＳＤＨｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｆｉｂｅｒｏｐｔｉｃａｌａｓｅｄｇｅｗｅｉｇｈｔｓ．Ｉｔｓｔａｒｔｓｆｒｏｍｔｈｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙｔｈｅａｃｔｕａｌｇｒｉｄ，ｅｎｃｏｄｅｓｔｈｅｄａｔａａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｏｓｔｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅａｃｔｕａｌｄａｔａｆｏｒｍａｔ，ａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｓａｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｃｈａｎｎｅｌａｎｄｓｅｒｖｉｃｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ””””ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｌｏｇｉｃａｌｏｒａｎｄｅｘｃｌｕｓｉｖｅｏｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｉｎａ１８－ｎｏｄｅａｎｄ１９－ｃｈａｎｎｅｌｎｅｔｗｏｒｋｉｎｃｅｎｔｒａｌＣｈｉｎａＧｒｉｄ，ｓｈｏｗｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｅｎｃｏｄｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｍｏｄｅｌｈａｖｅｇｏｏｄｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙａｎｄｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈｃａｎｏｆｆｅｒｇｒｉｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｔｏｎｅｔｗｏｒｋｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｃｈａｎｎｅｌｓａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｈａｎｎｅ１．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｈａｎｎｅｌ；ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；ｇｒａｐｈｔｈｅｏｒｙｃｏｄｉｎｇ；ｌｏｇｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ中图分类号：ＴＭ７６文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－３４１５（２０１５）１１－００８０－０７０引言随着电力行业向智能化发展，电力信息化的进程不断加快，电力网与电力信息网之间相互渗透的趋势越来越明显［１】。电力通信网承载着电力系统多“”种业务，可以看作电力系统的神经网络［２１，其中继电保护作为电力系统三道防线中的第一道防线，其安全可靠性长久以来都被重点关注［３１。高压输电线上的继电保护功能实现需要通信通道传输信息，随着电网向远距离、特高压发展，评估继电保护通信通道的可靠性至关重要【４ｊ。继电保护的可靠性评估一直都是专家学者们研究的重点。比较成熟的方法有很多，如故障树分析法、马尔科夫状态空间法、贝叶斯网络法等Ｌ５】，归结起来这些均是对继电保护装置本身可靠性的评估Ｌ８ｊ。而评估继电保护通信通道的研究还很少，目前主要是从通信的ＱＯＳＯ］￣务质量）ＬＬ￣Ｎ时延、误码率和通道自身的保护机制等方面对通道进行评估【Ｊ¨Ｊ，或者是在极端特殊情况下进行通道可靠性评估［１２－１３］。而且现有的研究主要是对单条通道的定性分析，或者对通道中某个或某几个元件进行定量评估，考虑元件复用的多条通道可靠性定量评估方法尚不多见。而实际工作中，多条通道并联承载线路业务，其可靠性是运维人员关注的重点。针对上述问题，本文考虑保护通道的元件复用情况，从图论的思想出发，将光纤保护通道网络映射为无向图，以ＳＤＨ和光纤可靠性作为权值对实际“”“业务路径进行编码，开发了基于逻辑或和异方必武，等考虑元件复用的继电保护通信可靠性定量评估．８１．”或加速的保护通道和线路业务可靠性评估模型。实例证明建立的模型具有很好的适应性和可操作性。１光纤保护通道结构及特点１．１线路保护的通道配置方式及结构１．１．１线路保护通道的配置双重化由于输电线路直接承载着电力传输，其故障容易传播扩散，因此电力系统对线路的保护异常严格。除了保护装置功能上的主后备保护的双重化之外，根据ＧＢ１４２８５．２００６《继电保护技术规程》上的规定，２２０ｋＶ及以上的线路需要配置两套及以上保护装置，即装置的双重化。一套保护的通道配置一般是两种情况，单通道或者双通道，而且继电保护规定同一套保护装置的两个通道必须经由独立的站点路由；对于一回线路而言，通常配置两套保护装置。１．１．２光纤保护通道的基本结构光纤保护通道是由光传输设备和光纤线路串接而成，单条光纤保护通道可用图１的结构表示。匝＿＿１母悃…圉图１光纤保护通道的基本结构Ｆｉｇ．１Ｂａｓｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｆｉｂｅｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃｈａｎｎｅｌ１．２光纤保护通道的特点１．２．１光纤段的１＋１保护在ＳＤＨ通信网络中有很多自愈保护机制如ＳＤＨ白愈环，自愈机制一方面能够保障通信的稳健可靠，但另一方面由于倒换等动作，相应延时也会增加。对于继电保护业务，由于其重要性非常高并且有非常高的速动性年，在保护通道中一般配置光纤１＋１保护，即在两个ＳＤＨ设备之问配置两回相同的光纤互为备用。１．２．２通道的复用情况虽然，继电保护规程要求单套保护的不同通道要相互独立，但是在多套保护装置之间仍然会存在ＳＤＨ设备和光纤线路的复用情况，如图２所示。通道Ｓ１经过设备１一设备３一设备设备６一图２光纤通道的复用情况Ｆｉｇ．２Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇｃａｓｅｏｆｆｉｂｅｒｃｈａｎｎｅｌ设备７；通道Ｓ２经过设备２一设备３一设备４一设备５。两条通道都通过设备３、设备４，即这两个设备为复用设备，同时都经过设备３和设备４之间的路径段，即此路径段也是复用。１．３考虑结构层次性的多维度可靠性界定如１．１节所述，在实际电力系统通信工作中，为了有效地保证保护业务的实时可靠运行，一般同一个保护装置配置多个相互独立的通信通道，与此同时，一回线路保护也配置多套保护装置，形成线————路保护业务保护装置通道三个不同的可靠性级别【Ｊ４Ｊ。本文为了有效表征保护业务的上述特点，在此定义通道可靠性、保护装置业务可靠性和线路保护业务可靠性。通道可靠性指的是单条通道在其串接的ＳＤＨ设备和光纤段共同作用下正常工作的概率；保护装置业务可靠性指的是同一套保护装置在配置的多条通道共同作用下的正常工作概率；线路业务可靠性指的是线路保护在配置的多套保护装置共同作用下的正常工作概率。２基于实际数据的图论编码２．１保护通道向无向图的映射本文研究的是多条保护通道，经过交接复用，多条通道成为一个通信网络，关于网络可靠性的研究，经典的研究模型是图论。将光纤保护通道网络Ⅳ映射为一个无向图Ｇ＝（，Ｅ，），其中：Ｊ】、ｒ为网络中节点集合，表示ＳＤＨ设备；Ｅ为网络中无向边集合，表示光纤；为网络中权值集合，表示ＳＤＨ可靠性和光纤可靠性。ＳＤＨ的可靠性和光纤可靠性，可以依据设备可靠性评估模型进行评估。本文采用基于历史故障数据的修正有效性作为元件可靠性，本文分析的是节点和边权已知情况下的通道可靠性。２．２模型实用编码２．２．１原始拓扑编码为了方便实际工作中的应用，模型原始编码应该从实际电网能够提供的资料出发，用最简单易得的形式进行。ｆ１）网络节点ＳＤＨ编号向量为了能够在模型中区分各个不同的ＳＤＨ设备，第一步从电网通信拓扑图出发为每个节点编码，假设网络中有个设备，得到ⅣⅣ…Ｎｓ。＝（ｌ，２，，Ｎｎ）（１）（２）光纤线路邻接表邻接表是图中表示节点间连接关系的比较直观自然的一种方式，也是最容易从原始资料中整理得．８２．电力系统保护与控制到的，其形式如表１。表１光纤邻接表Ｔａｂｌｅ１ＡｄｊａｃｅｎｃｙｌｉｓｔｏｆｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒⅣ表示节点与之间是联通的，光纤距离为．，保护方式为１＋１或者１＋０。（３）通道路径编码矩阵实际中能得到的关于通道具体路径的资料是通道组织表，其描述的是每一个通道按顺序所经过的ＳＤＨ设备，结合对ＳＤＨ设备的编号，可以对ｍ条通道进行编码得到路径编码Ｐ。ｐ…ｌ１ｐ１Ｐ…ｐ其中，Ｐ（Ｊ）表示第ｉ号通道按通道组织表经过的第，个ＳＤＨ设备的编号为Ｐｉ，对应ＳＤＨ编号向量ⅣｓＤＨ中的值。因为每条通道经过的ＳＤＨ节点数远小于网络中总的节点数目，所以对于Ｐ每一行而言只有前面的一些列项非０，Ｐ是一个稀疏矩阵。２．２．２编码实用处理由实际资料进行原始编码之后，并不适合于评估计算，还需要进行实用化处理，由拓扑编码得到可靠性评估编码。（１）节点设备可靠性向量对每个节点ＳＤＨ进行可靠性评估后，可得到对…应的ＳＤＨ可靠性向量Ｒ＝（，Ｒ２，）。（２１光纤连线可靠性邻接矩阵对于长度为，的光纤段，若单位千米的可靠性为，则依据可靠性的串联原理，得到该段光纤的正常工作的概率为＝（３）若为１＋１保护光纤段，则两ＳＤＨ间的传输线正常工作的概率为Ｒ＝１一（１一Ｒ）（４）经过式（３）、式（４）的预处理，可以将邻接表中的距离和保护转化为计算用可靠性。为了便于后续的编程计算，将邻接表转化为邻接矩阵，对于总共有ｎ节点的网络拓扑其邻接矩阵如式（５）。ｆ…１Ｉｌ（５）…／式中，ｎｉ，表示节点ｉ、Ｊ之间经过预处理后的实用光纤可靠性，若ｉ、Ｊ之间没有连通，则用无穷大表示，对角线元素Ｒｉｉ＝０。（３）通道逻辑顺序矩阵设备路径矩阵Ｐ虽然表示出了通道的结构，但是由于通道之间存在共用的设备，按该矩阵存储会有很多设备重复存储，且不易观察设备被共用的情况。因此本文按照矩阵的形式来描述通道的逻辑结构顺序，可以大大减少重复存储并且能方便地分析设备被共用的情况。定义矩阵Ｎ，ｍ表示通道数目，ｎ表示通信网络中的设备节点数目。矩阵中元素Ｎ（ｉ，，）：≤≤Ⅳ（ｆｍ，，）表示第ｉ条通道是否经过设备。ⅣⅣ，＝０表示通道ｉ不经过设备，，＝ｋ，（０且Ⅳ为整数）表示通道ｉ经过设备，，ＪＶ，在通道ｉ上的序号为ｋ。其矩阵结构如式ｆ６）所示。Ⅳ…ｆ，ｌ。Ｎｍ＝ｌ：：Ｉ（６）ｌ…ｊｆ４）扩展的通道逻辑矩阵单条通道是由节点设备和传输线路串联而成，由串联模型可知通道可靠性是由节点和传输线路可靠性连乘得到Ｄ５］。为了计算简便和提高计算精度，Ⅳ…由通道逻辑顺序矩阵和光纤连线可靠性矩阵生成扩展的通道设备逻辑矩阵ＮＡ，ＮＡ的形式与…Ｊ７、ｒ相同，元素为０或者１，表示每条通道经过的各个设备的情况。此时将传输节点和传输线定义为广义节点设备，若ＮＡ（ｉ，Ｊ）＝１，表示第ｉ号通道经过第，号广义设备，ＮＡ（ｉ，，）＝０表示第ｉ号通道不经过第，号广Ⅳ…义设备。ＮＡ类似于通道逻辑顺序矩阵，每一列对应的是一个广义节点设备，将原来的，ｚ个节点对应ＮＡ的前列，从ｎ＋１列开始对应光纤连线。ＲＡ为ＮＡ每一列对应的广义节点设备的可靠性向量。通过光纤连线邻接矩阵上确定每一段光纤在ＮＡ中对应的列位置。因为工的对称性，只需要对的上三角元素进行位置对应。例如１．０，２）代表原节点１和２之间的连线，在ＮＡ中对应的列为，ｚ＋１。不失一般性，（，ｔ２）代表的节点和，之间的连线ｆ＜ｔ２），按照矩阵三的上三角按行计数的绝对位置为（一１）＋ｆ２一（１＋）／２，其中（一１）船＋为矩阵工中第一个元素按行计数到￡（，ｔ２）的项数，方必武，等考虑元件复用的继电保护通信可靠性定量评估．８３．（１＋）ｔｌ／２为下三角部分的项数。Ⅳ遍历矩阵每一行，按下述规则得到ＮＡ、ＲＡ。（１）若Ｎ（ｆ，）＞０则ＮＡ（ｉ，）：１，ＲＡ（１，）＝Ｒ（１，）；Ⅳ（２）若（ｆ，ｋ）＝ｆ，Ｎｍ（ｆ，ｈ）＝ｆ＋Ｉ企Ｊｔｌｍｉｎ（ｇ，），ｔ２ｍａｘ（ｋ，）’ＩＢｕｍｎ十（一１），２＋一（１＋）／２贝０ＮＡ（ｉ，ｎｕｍ）＝１，ＲＡ＝（１，ｎｂｌｍ）：（，ｔ２）；（３）否则ＮＡ（ｉ，）＝０，ＲＡ（ｉ，Ｊ）＝０。３基于编码的通道及业务可靠性评估模型３．１单条通道可靠性评估单条通道是经光纤段将ＳＤＨ设备串联而成，使用可靠性的串联模型Ｉ１，结合编码的情况，可以得到通道ｉ的可靠性。＝≠兀（１，），ＮＡ（ｉ，）０（７）ｉ３．２相互独立多通道并联可靠性评估在保护业务中对于每一套保护装置当存在多端口时，规定必须配置至少两条路由相互独立的通道，依据经典可靠性框图方法Ｌ１，此时保护装置承载的保护业务可靠性可以由式（８）计算。ＲＢ：１一ｌＩ（１一Ｒｊ）（８）ｎａｇ（）式中，ｆｌａｇ（ｉ）表示属于第ｉ套保护装置的通道编号。３．３含复用元件的多通道并联可靠性评估“”３＿３．１基于逻辑或的评估模型通常一回线路会配置多套保护装置，相互之间为并联形式。同一回线路不同装置的通道间会存在部分设备或光纤段复用，含有复用情况的可靠性并联模型，并不能根据传统的可靠性并联模型计算，而是要将传统并联公式化简后的高次项转化为一次项ｌ】。对于ｎ条存在复用的并联通道，计算其系统可靠性的符号表达式为∑∑∑Ｒ＝１－ＦＩ（１一）＝一＋ｉ＝１ｉ＝ｌｉ＝ｌ，＝１（９）—Ｈ（ｆＩ）——一∑∑…（一１）・・：＋．＿・ｉ＝ｌｊ＝ｌ式中，Ｓｉ表示第ｉ条通道的可靠性符号计算式，对ｋ于含有个广义节点的通道ｆ，：兀ＲＡｊ，为ｊ＝ｌ第／个广义节点设备的可靠性值的符号表示。…则式（９）总共有＋＋＝２项，对于其”中２一项要将通道里面的部件拆开计算并将结果表达式高次项转化为一次项，实现起来相当困难。结合本文对通道的编码，在得到扩展的设备逻辑矩阵ＮＡ和扩展的设备可靠性矩阵ＲＡ之后，我们可“”以利用逻辑或进行复用部分的高次项消除。以下面的例子进行说明。假设两条存在复用的并联通道其扩展的设备矩阵和扩展的可靠性矩阵为ＮＡ１＝（０。１０。］ＲＡ１：（，ｒ２，ｒ３，ｒ４，ｒ５）（１１）则依据符号复用计算的规则，其并联业务可靠性为Ｒ＝ｒ￣ｒ３ｒ５＋ｒｌｒ２ｒ４ｒ５一ｒ￣ｒ：ｒ３ｒ４ｒ５（１２）因为被减去的部分是两通道的所有不重复部件的可靠性连乘，实际上可理解为求两通道不重复的“”部件。可以对两通道以列为基准进行逻辑或计算，得到计算通道逻辑矩阵（１１１１１），表示两通道可靠性连乘时应该计入的部件，与式（１２）０７被减去的部分相同。因此得到一条运算规则，复用通道进行并联的时候，出现通道相乘时，先在扩展设备逻辑矩阵对“”“”并联通道行求或，然后计算或门输出的计算通道的逻辑矩阵行对应的可靠性。—＾Ｌ式子…，．．：运算项即等价于对矩“”阵中ｍ行进行逻辑或运算，运算后得到一个输出矩阵再乘以每一个元件对应的可靠性数值即可得到运算结果，即对于所有Ｈ行中找出ｍ行并联的项的可靠性为ｃ２笑ｃ２∑∑∑……∑＝Ｉ－Ｉ［ＮＡ￣（ｉ）ｘＡ］（１３）式中：Ａ＝ＲＡ为ｎ×１的列向量，记录每个元件的可靠性数值；ＮＡｍ（ｆ）为ＮＡ矩阵找出ｍ行的第ｉ种“”组合进行或运算的结果向量值；兀为求乘积函数，求取向量ＮＡｍ（ｆ）×Ａ中所有非零元素的乘积。“”３．３．２模型的异或递归加速对于一个区域而言，通信网的节点数量往往远大于电力网的节点数量，大规模网络下的ＮＡ往往为稀疏矩阵，所以还可以采用稀疏矩阵技术对其计算进行优化。对某个ｎ节点网络中有ｍ条通道的保“”护业务，需要进行或门公式的式子有ｎｕｍ项。８４－电力系统保护与控制…／＇／ｕｒｎ＝ｃ『二＋２ｘｃ：＋＋（，一１）×Ｃｍ：，，（ｍ－２、×２ｍ一＋１Ｌ复杂度为０（２），也就意味着需要计算／＇／７．ｇｉｎ次１－ＩＮＡｍ（ｉ）ｘＡ，假设每条路径的平均节点数为，则需要计算ｎｉ．１ｍד”Ｌ次或运算和最多×ｌ＇ｌｂｌｍ次乘法运算，当ｍ比较大时，这个计算量无疑是巨大的。通过研究发现，公式中每一个ｍ项组合的运算结果可以通过ｍ一１项的运算结果得到，即ｍ项组合的第ｉ个运算结果ＮＡ（）可以通过一项中包ｍｉｍ１含ＮＡｍ（ｉ）项的运算结果（假设为ＮＡｍ一（Ｊ），是ｌｘ／＇１的行向量）与新加的（ｆ）（１×的行向量）按位求“”或得到，即ＮＡｍ（ｉ）＝ＮＡｍ一（Ｊ）Ｉ『ＮＡ（ｉ）（１５）但是此时不必要直接求ＮＡ（ｆ）矩阵对应的可靠性，ｍＣ：对于运算兀ＮＡｍ（ｉ）ｘＡ也可通过ｍ一１项的运算结ｉ＝ｌ“果得到，具体方法是对ＮＡｍ（ｉ）和ＮＡｍ一（）进行异”或运算，即可得到相比于ＮＡｍ一（），（ｆ）中增加的量（记为ＡＬＶＡ，．（ｉ）），假设ＮＡｍ一（）与可靠性列向量的乘积结果为Ｒ一（），那么（ｆ）即为一（）乘上ＡＮＡ，．（ｉ）－Ａ中非零值，即Ｒ（ｆ）＝Ｒ（ｊ）ｘｎ（ＡＮＡｍ（ｉ）・）（１６）基于此，在程序设计上可以先计算只有一行的结果，在此基础上计算两行相乘ＳｉＳ结果逐次累加直至求得整个表达式的值。整个公式需要计算的项由２降为。以一个四并联道为例，计算流程如图３所示。图３复用通道可靠性计算过程Ｆｉｇ．３Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇｃｈａｎｎｅｌ“”（１）计算第１条通道可靠性，由异或计算第２条通道与第１条通道的增量；“”“（２１１、２两通道的或门输出结果，由异”“”或计算第３条通道与１、２或门输出增量；“”“（３、由增量计算１、２、３的或门输出，由异”“”或计算第４条通道与１、２、３或门输出的结果的增量；“”（４）由增量计算１、２、３、４的或门输出结果，回溯到上一层，每当出现第４条通道即回溯到上一层，依次循环直到计算结束。４算例分析针对华中地区某环网进行实例验算。共涉及ｌ８套ＳＤＨ设备、１８条光纤段、１９条通道、１０套保护业务、５回线路业务。在已知各节点可靠性测度及边权可靠性的基础上进行本文的模型应用。该环网拓扑图、连接信息和通道及业务路径分另Ｕ如图４口表２。ｌ互：：Ｉ图４网络拓扑图Ｆｉｇ．４Ｎｅｔｗｏｒｋｔｏｐｏｌｏｇｙ表２网络中各通道路径Ｔａｂｌｅ２Ｃｈａｎｎｅｌｐａｔｈｏｆｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ方必武，等考虑元件复用的继电保护通信可靠性定量评估．８５．利用评估好的部件可靠性代入本文算法程序中，可以迅速得到本算例的结果。通道可靠性、装置可靠性和线路可靠性评估结果分别如图５（ａ）、图５（ｂ）、图５（ｃ）所示。由图５（ｃ）可以清楚地看到考虑元件复用和未考虑元件复用的差异，不考虑复用抬高了实际的可靠性水平，不利于实际工程中寻找隐患。ｌ００００．９９５０９９００９８５理Ｏ９８ＯＯ９７５０．９７００．９６５０９６００９５５０．９５０瓣詹通道编号（ａ】通道可靠性１Ｏ北一０５’１０ｃ一０１Ｏ．Ｕ一０５１０。慕１０。１０一Ｉｔ０５’——１０２ｅ０５１０－３＂一０５∞ｌ０一装置编号（ｂ）保护装置业务可靠性・。。Ｊ＝：二辜喜素凳荐．＼＼／／’一．＿●ｒ－‘＿线路编号（ｃ）线路业务可靠性图５可靠性评估结果Ｆｉｇ．５Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ５结论５本文提出的基于图论编码的保护通道可靠性评估方法，考虑了继电保护通信通道的元件复用情况，从实际电网提供的数据出发，编码逻辑与实际“”资料非常贴近，简单易得。基于逻辑或复用算“”法和异或的加速处理，能够应用到大规模复杂网络中的继电保护通信通道可靠性评估。可靠性指标可以有效地指导继电保护通信通道的检修和优化配置，具有非常现实的应用价值。关于继电保护通信可靠性的阈值、通道的脆弱性及通道可靠性对电力系统保护业务影响等内容仍需要进行更深入的分析研究。参考文献［１］高会生．电力通信网可靠性研究【Ｄ】．保定：华北电力大学，２００９．ＧＡＯＨｕｉｓｈｅｎｇ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｏｗｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ［Ｄ］．Ｂａｏｄｉｎｇ：ＮｏａｈＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００９．［２］赵子岩，刘建明．基于业务风险均衡度的电力通信网可靠性评估算法［Ｊ］．电网技术，２０１１，３５（１０）：２０９－２１３．ＺＨＡＯＺｉｙａｎ，ＬＩＵＪｉａｎｍｉｎｇ．Ａｎｅｗｓｅｒｖｉｃｅｒｉｓｋｂａｌａｎｃｉｎｇｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１１，３５（１０）：２０９－２１３．［３］安灵旭，陈中伟，方华亮，等．考虑运行时间和温度的继电保护可靠性分析［Ｊ］．电力系统及其自动化学报，２０１４，２６（５）：７－１１．ＡＮＬｉｎｇｘｕ，ＣＨＥＮＺｈｏｎｇｗｅｉ，ＦＡＮＧＨｕａｌｉａｎｇ，ｅｔａ１．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｏｐｅｒａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＵ－ＥＰＳＡ，２０１４，２６（５）：７－１１．［４］陈小雄，黄新波，朱永灿，等．输电线路雷击故障点远程定位装置的设计［Ｊ】．高压电器，２０１３，４９（７）：５３．５９．ＣＨＥＮＸｉａｏｘｉｏｎｇ，ＨＵＡＮＧＸｉｎｂｏ，ＺＨＵＹｏｎｇｃａｎ，ｅｔａ１．Ｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｒｅｍｏｔｅｌｏｃｍｉｏｎｄｅｖｉｃｅｆｏｒｌｉｇｈｔｎｉｎｇｓ￣ｉｋｅｆａｕｌｔｐｏｉｎｔｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅ［Ｊ］．ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＡｐｐａｒａｔｕｓ，２０１３，４９（７）：５３－５９．［５］戴志辉，王增平．继电保护可靠性研究综述［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（１５）：１６１．１６７．ＤＡＩＺｈｉｈｕｉ，ＷＡＮＧＺｅｎｇｐｉｎｇ．Ｏｖｅｒｖｉｅｗｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ［Ｊ】＿ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（１５）：１６１・１６７．［６］李芷筠，戴志辉，焦彦军，等．继电保护可靠性管理系统设计与实现【Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１３，４１（１４）：ｌ１５－ｌ１９．ＬＩＺｈＯｕｎ，ＤＡＩＺｈｉｈｕｉ，ＪＩＡＯＹａｎｊｕｎ，ｅｔａ１．Ｄｅｓｉｇｎａｎｄａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１３，４１（１４）：１１５－１１９．［７］霍利民，朱永利，范高锋，等．一种基于贝叶斯网络的电力系统可靠性评估新方法［Ｊ］．电力系统自动化，．８６．电力系统保护与控制２００３，２７（５）：３６－４０．ＨＵＯＬｉｍｉｎ，ＺＨＵＹｏｎｇｌｉ，ＦＡＮＧａｏｆｅｎｇ，ｅｔａ１．ＡｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｂａｓｅｄｏｎＢａｙｅｓｉａｎｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓ，２００３，２７（５）：３６－４０．［８］李生虎，朱莹，朱婷涵．继电保护系统长期和短期可靠性的参数灵敏度算法［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１３，４１（１）：１２０・１２６．ＬＩＳｈｅｎｇｈｕ，ＺＨＵＹｉｎｇ，ＺＨＵＴｉｎｇｈａｎ．Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｌｏｎｇａｎｄｓｈｏｒｔｔｅｒｍｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１３，４１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