基于用戶感知的電力通信指標的可靠性研究

蔡毅 曹苗

【摘要】 研究電力通信可靠性指標體系對電網的可靠性具有重要的意義，通過提高電力通信的可靠性對電網可靠性的提升具有顯著的作用。開創性地建立了基于用戶感知的電力通信可靠性指標體系，對電網的安全穩定生產具有重要的指導意義。系統性地建立了基于用戶感知的電力通信可靠性指標評判分析方法，對電力通信管理工作具有重要的輔助作用。

【關鍵詞】 電力通信 指標體系 通信業務 通信用戶 可靠性 智能 管理 電網

一、引言

電網與通信的關系：廣度上，隨著智能電網的發展，電力通信將改變以往僅拘泥于輸變電環節的局面，將向智能發電、智能輸電、智能變電、智能配電、智能用電、智能調度、信息化等整個電網環節的全過程延伸（如下圖l、2所示），現有電力通信網絡已成為智能電網的“神經網絡”。深度上，隨著智能電網狀態監測、智能巡檢等業務系統（如下圖所示）的開展，電網的全景化監視和控制將更加依賴于電力通信。

1.1 可靠性定義

1.1.1 可靠性

可靠性定義為：時刻正常工作的條件下，在[，]時間區間內正常工作的概率。可靠率=；不可靠率=1-。

1.1.2 電力可靠性

在電力行業，電力系統可靠性已經有了成熟的理論和研究體系，電力行業標準DL/T861-2004中給出了電力系統可靠性定義，即：電力系統按可接受的質量標準和所需數據不間斷的向電力用戶提供電力和電量的能力的量度。此定義主要對發、輸、供三個環節進行了分析，而對電網控制系統并沒有提及，通信作為調度控制的基礎則更沒有體現。

1.1.3 通信可靠性

通信網可靠性是指通信網在實際連續運行過程中，完成用戶的正常通信需求的能力。

1.2 電網可靠性與電力通信可靠性的關系

假設電網可靠性指標體系為A，通信網可靠性指標體系為B，相關系數H和T為相關因素，則電網可靠性指標體系與通信網可靠性指標體系的關系可以表示為（圖3）：

B=H×A×T其中H、T為轉換矩陣

二、研究目的與意義

從電力系統可靠性定義及其與電力通信可靠性的關系可以看出，研究電力通信可靠性指標體系對電網的可靠性具有重要的意義，通過提高電力通信的可靠性對電網可靠性的提升具有顯著的作用。本研究將以服務電力生產和管理質量為目標，借鑒供電可靠性管理方法，研究通信可靠性管理機制，制定“以客戶為中心”的服務體系，指導和規范通信網絡規劃、建設、運行、服務，為電網生產和管理提供支撐和保障。

三、研究內容

1）建立基于通信用戶感知的可靠性模型：在分析電力通信各種業務的服務對象、服務范圍和應用場景的基礎上，通過多維度、多方法對比分析通信用戶的定義方案，給出可操作性和實用性強的最為合理的通信用戶定義，建立通信用戶感知可靠性模型。

2）建立基于通信用戶感知的可靠性指標體系：在通信用戶定義的基礎上，選取相關的主要業務，參考供電可靠性的指標體系，采用分層分類的方法建立通信用戶感知的可靠性指標體系，包括指標卡及相關數據統計分析表。

3）建立基于通信用戶感知的可靠性指標體系評價分析方法：從橫向和縱向進行對比分析，找到各種指標的不足之處，分析通信網絡的薄弱環節。

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

四、技術路線

本項目研究將通過對供電可靠性指標體系解析以及電力通信業務的分析，建立基于用戶感知的通信可靠性指標模型，然后按照分類建設（生產類指標、管理類指標），多維統計（通信中斷次數、中斷持續時間、可靠率），分層展現（總體指標、分項指標）的方式建立通信可靠性指標體系及相關評判方法。主要的技術路線示意圖參見下圖4。

五、電網可靠性指標體系解析

5.1 構建思路

1）用戶分類

低壓用戶：以380/220伏電壓受電的用戶；

中壓用戶：以10/20千伏電壓受電的用戶；

高壓用戶：以35千伏及以上電壓受電的用戶。

2）指標分層

總體指標：供電可靠性（城市供電可靠性、農村供電可靠性）；

單項指標：輸變電可靠性、直流輸電可靠性、發電可靠性；

停電原因分層，如圖5所示。

5.2 指標體系

供電可靠性指標主要包括用戶平均停電次數、用戶平均停電時間、用戶供電可靠率等三大指標。具體指標定義與汁算如下。

用戶平均停電次數AITC-1：供電用戶在統計期間內的平均停電次數，是反映供電系統對用戶停電頻率的指標，記作AITC-l。具體計算公式如下：

用戶平均停電次數：

若不計外部影響時，則記作AITC-2；

若不計系統電源不足限電時，則記作AITC-3；

用戶平均停電時間AIHC-1：供電用戶在統計期間內的平均停電小時數，是反映供電系統對用戶停電時間的長短指標，記為AIHC-1。具體計算公式如下：

供電可靠率RS-1：供電可靠率指在統計期間內，對用戶有效供電時間總小時數與統計期間小時數的比值，是反映的供電系統對用戶供電的可靠度的指標，記作RS-1。具體計算公式如下：

用戶平均停電時間

供電可靠率=

若不計外部影響時，則記作RS-2；

若不計系統電源不足限電時，則記作RS-3。

5.3 指標分析

1）指標分析內容主要包括：指標完成情況；影響指標的因素；管理工作及電網和設備的薄弱點分析；改進措施及其效果分析。

2）指標分析方法：主要包括：

縱向對比分析：對同一特征的指標或對同一分類的指標不同年度（時期）之間進行對比，對指標變化的趨勢和變化的幅度分析。示例如下圖。

橫向對比分析：對同一特征的指標或對同一分類的指標與評價單位所在區域的網公司指標平均值進行對比；與公司系統指標平均值進行對比；與其他地（市）單位之間進行指標對比，對偏差較大的指標進行分析。

對比分析：2011年供電可靠性提高的主要原因：

一是加強供電可靠性基礎管理；二是開展供電可靠性工作評價；三是大力開展帶電作業。

六、結論

本研究開創性地建立了基于用戶感知的電力通信可靠性指標體系，對電網的安全穩定生產具有重要的指導意義；并且系統性地建立了基于用戶感知的電力通信可靠性指標評判分析方法，對電力通信管理工作具有重要的輔助作用。