摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的电力工程的发展也有了很大的提高。在电网中变电站属于重要的用电节点，其能够实现对用电设备状况、事故信息等的监测，这些都能够保证变电站向着信息模型化、数字化和信息化的方向发展，数字化变电站将是变电站发展的一种趋势。数字化变电站系统属于非常新的系统，其可靠性方面仍旧存在很多需要解决的问题，从结构和功能两大方面对数字化变电站系统可靠性进行了分析，对系统的可用性进行了分析。
关键词：数字化变电站；系统可靠性；可用性研究
引言
数字化变电站中，主要由信息技术以及网络技术来实现对电力系统运行的有效控制与保护，涉及多种规模不同的智能化电子设施设备，其在推动电子装置更好地实现安全化、稳定性以及可靠性运作上均有着非常重要的作用。电力系统在运期间，信息数据质量、运行环境等多方面的因素都会给电子装置的运行带来影响，继电保护系统也会因此受到一定程度的影响。为此，在数字化变电站运行期间，应尽可能地采用先进的科学技术来实现对系统的自我检测，并结合检测结果进行报告的上传和预警，以便能够及时采取相应的改进处理措施，保证数字化变电站继电保护系统的安全可靠，这在推动整个电力系统运行上发挥着至关重要的作用。由此可知，对数字化变电站继电保护系统可靠性进行提升是非常有必要的。
1DSAS系统结构可靠性分析
DSAS系统可靠性是基于系统功能组合基础上来保障的，其关键点是为了对组见见连接方式进行突出，从而保证系统的运行状态保持正常，而要想使得系统结构可靠性得以保证，找出整个系统薄弱点并有针对性的采取措施则显得尤为重要。1）系统结构节点冗余：在该系统中，设备节点是通过系统自身具有的端口实现和不同网络的连接，以此来确保冗余功能的实现，在该系统中节点需要独立性的进行网络的连接，冗余网络不仅可以在任何网络中实现，冗余结构所需要的费用则是常规性网络的一倍以上，同时其可靠性也会得到大大的增加，但是此种结构要求网络并行运行，只有这样才可以实现无延时切换。2）网络冗余：DSAS系统能够保证网络设备交换和设备冗余的连接，一般在系统中从IED设备到交换机采用的都是非冗余这种方式进行连接的，但是此种方案可靠性相对较低，在整个网络当中只是能够简单的实现冗余功能，但其具有的优势则是成本较低，再有这种接入方案还会使得设备接入存在一定的延时现象，有很大的局限性。实际上系统结构的可靠性是在功能可靠性基础上建立的，整个系统侧重了对各个功能组件连接能力的实现，其可以实现对系统功能合理性的有效评估，实现对系统维修、设计等的有效指导。
2DSAS系统功能可靠性分析
系统功能可靠性指的是系统可以在固定的时间内实现功能的一种能力，对于DSAS系统来说非常重要，其功能属于自由式的分布，一套系统和装置所具有的功能是多元的，常规性的系统可靠性方法是通过可靠性模型来分析的，但是得出的分析结果是较为笼统的，现在较为先进的方法是通过平均无故障工作时间来确定的。在DSAS系统中薄弱的环节是由系统与案件最小割集组成的，在整个系统当中只有所有的原件全部失去效用才会保证系统的有效性，所以对系统薄弱环节的分析就是对最小割集求解的过程。例如某个系统薄弱环节分析的时候，可以利用公式来进行成功概率的计算，比如在一阶割集求解的时候，需要对每个操作符所出的故障状态进行计算，当其他操作符状态所具有的概率不变化的时候，就会得出成功的概率。而当系统成功概率得出的是0的时候，这就说该系统中的部件出现故障的时候整个系统就会出现故障。以此类推就可以得到各个阶层的割集，最后就会得到最小割集。这样计算非常便于进行编程实现，即使是非常复杂的系统也可以能够很快计算出最小割集。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在整个系统中最小割集所表示的事件一旦变为了现实，就会导致系统出现功能失效的现象，其中故障发生概率最大的则是需要密切关注的事件，是整个系统中功能可靠性最为薄弱的环节，一般来说是可以通过对其进行冗余配置降低来实现故障率降低的。
3提高数字化变电站继电保护系统可靠性的措施
3.1增加系统冗余性
为了能更好的实现对数字化变电站继电保护可靠性的提升，对系统的冗余性进行提升非常重要。在进行实际操作时，应通过下列措施来实现：第一，以太网中的数据链路层技术能够实现对变电站自动化的有效支持，并通过多种模式来更好的实现其目标；第二，结合网络架构的具体需求来实施分析，网络架构通常是由三个不同的网络组合而成，其最主要的目的是为了能更好的实现对数字化继电保护系统可靠性的有效提升。（1）环形结构。与总线结构相比，环形结构与之有着诸多相似的情况，环路上任何一个部位均能够实现不同冗余，其能够与以太网进行相互联合，从而更好的实现对交换机的管理，并能够形成树协议。这种操作还能够为机电系统在运时提供更多的物理中断的冗余，从而保证网络重构始终控制在要求的范围中，并且能够保障其收敛的时间更长，通常无法达到具体的操作任务，系统重构因此受到影响。（2）总线结构。总线结构可对交换机的相关数据进行传送，进而实现对接线的有效控制，但因冗余度本身就相对较差，在实际使用期间必须经过长时间的操作才能得到有效实现。（3）星型结构。星型结构最主要的特点就是所等待的时间相对较短，并能够对导频较高的场合进行更好的应用。但在没有任何冗余的情况下将其运用到交换机中，则会致使信息传送受到较大影响，其可靠性也相对较低。为此，在为变电站继电保护系统网络架构选择的过程中，必须对其具体情况进行合理的分析，同时对各自的情况进行更加详细的了解之后，才能够对网络架构进行合理的选择，从而实现对继电保护系统可靠性的提升。
3.2加强过程操作中的继电保护
在实施操作前，继电保护的可靠性还受到快速跳闸功能的直接影响，其能够对输电线路、变电站母线以及变压器等保护有效完善，从而促使运行过程中存在的风险得到有效控制，更好的实现对电力调度系统保护的强化。与此同时，还必须对系统保护设备以及保护装置进行简化处理。简单来说，在主保护定值出现波动相对较小的情况下，即使电力系统再次出现变化，继电保护也不会发生任何改变，这就必须对软硬件进行分开处理，使其独立保护得到更好的强化。就输电线路的具体情况来看，对其实施独立采样可通过运用不同开关电流来实现，及时了解系统电流综合运行情况。在继电保护实际运行期间，可对多端线路所掌握的母线保护以及数字化变电站进行更好的利用，使站内保护装置能够实现同步采样，同时还可对变电站作出及时的调整处理，促使数据可靠性得到进一步提升。
结语
与传统变电站自动系统做比较，数字化变电站系统虽然更为复杂，但是其可靠性和可用性更强，所以将会得到更多、更好的应用。对该系统的可靠性分析的时候，其可靠性和成本性之间是有矛盾性的额，一方面不应该对可靠性过分的强调，一方面也不应该过分强调经济性，而应该找到最优化的点，从而实现经济和可靠性的全面提升。
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论文作者:郭腾飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2019/1/7
标签：系统论文; 变电站论文; 可靠性论文; 冗余论文; 功能论文; 结构论文; 继电保护论文; 《基层建设》2018年第32期论文;