一种广域保护系统通信信息流时延可靠性的评估方法
【专利摘要】本发明涉及一种广域保护系统通信信息流时延可靠性的评估方法，属于电力系统自动化【技术领域】。本发明首先确定PDC数据包的时间延迟，然后根据影响PDC数据包的时间延迟的因素PDC超时参数计算一个PMU相量数据包的可用度，最后根据PDC最大延迟和采样数据分辨率，建立PMU相量信息流对应的FTA可靠性模型，计算整个PMUs相量信息流的可用度，以该信息流可用度作为广域通信信息流时延可靠性的评估。本发明引入可用度作为广域通信信息流时延可靠性的评估，通过计算可信度来实现对广域通信信息流时延可靠性的评估，本发明能够实现对广域保护系统通信信息流的时延可靠性进行准确评估。
【专利说明】一种广域保护系统通信信息流时延可靠性的评估方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种广域保护系统通信信息流时延可靠性的评估方法，属于电力系统自动化【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，广域保护系统已获得较为广泛的应用。其为电力系统进行更加有效的管理，保证系统安全运行起着重要的作用。然而，广域保护系统本身可能会故障，其后果非常严重。因此，在过去的几年中，已经对此系统做了有关的可靠性研究。但是这些研究均是基于硬件的可靠性分析，带有一定的局限性。
[0003]一般来说，广域保护系统的功能对数据量交换和控制命令响应时间有严格的要求。然而，这两方面的要求与通信信息流的质量有着密切的关系。因此，广域保护系统的可靠性评估应考虑到信息可靠性，其包括信息流的实时性，完整性和正确性。但是目前没有一种方法能够对广域保护系统通信信息流的时延可靠性进行准确评估。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种广域保护系统通信信息流时延可靠性的评估方法，以解决目前广域保护系统通信信息流的时延可靠性缺乏正确评估的问题。
[0005]本发明为解决上述技术问题而提供一种广域保护系统通信信息流时延可靠性的评估方法，该评估方法包括以下步骤:
[0006]I)根据影响广域保护系统中通信网络数据包的时间延迟因素确定PDC数据包的时间延迟TPD。；
[0007]2)计算一个PMU相量数据包的可用度；
[0008]3)根据PDC最大延迟和采样数据分辨率，建立PMU相量信息流对应的FTA可靠性模型，计算整个PMUs相量信息流的可用度，以该信息流可用度作为广域通信信息流时延可靠性的评估。
[0009]所述步骤I)中影响PDC数据包时间延迟的因素包括PDC数据处理时间、PDC设置的超时参数和PMU数量。
[0010]所述步骤I)中的roc数据包的时间延迟Tpdc为:
[0011]Tpdc = Min (Ττ。I Tw)
[0012]其中Ttq表示在PDC超时参数，Tff表示从PMU到PDC的传输延迟。
[0013]所述步骤2)中一个PMU相量数据包可用度的计算公式如下:
[0014]Ap = 1-P(Tto)
[0015]其中Ttq表示PDC超时参数，P(Tto)表示在超时参数Ttq的基础上PMU相量数据丢失的概率。
[0016]所述步骤3)中整个PMUs相量信息流可用度的计算公式如下:
[0017]Apif = (1-P(Ira)T/s)n
[0018]其中Ttq表示PDC超时参数，P(Tto)表示在超时参数Ttq的基础上PMU相量数据丢失的概率，T表示为确保可靠的控制功能最大的延迟时间，S表示采样频率，T/s表示PMU相量数据包的冗余度，η表示必要的PMU数量。
[0019]本发明的有益效果是:本发明首先确定PDC数据包的时间延迟，然后根据影响roc数据包的时间延迟的因素PDC超时参数计算一个PMU相量数据包的可用度，最后根据roc最大延迟和采样数据分辨率，建立PMU相量信息流对应的FTA可靠性模型，计算整个PMUs相量信息流的可用度，以该信息流可用度作为广域通信信息流时延可靠性的评估。本发明引入可用度作为广域通信信息流时延可靠性的评估，通过计算可信度来实现对广域通信信息流时延可靠性的评估，本发明能够实现对广域保护系统通信信息流的时延可靠性进行准确评估。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明实施例中所采用广域网骨干网网络结构示意图；
[0021]图2是PMU相量数据信息流FTA模型示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明。
[0023]广域保护系统的功能对数据量交换和控制命令响应时间有严格的要求。然而，这两方面的要求与通信信息流的质量有着密切的关系。因此，广域保护系统的可靠性评估应考虑到信息可靠性，其包括信息流的实时性，完整性和正确性，为解决上述问题，因此本专利提出一种广域通信信息流时延可靠性的评估方法，依此来解决广域保护可靠性的评估可行性方法。
[0024]如图1所示，本发明所采用的广域保护系统的骨干通信网络采用光纤自愈双环网，本实施例特取4个节点来分析骨干网络的可靠性，光纤可分为四个部分F1-F4，并通过网关IU1-1U4连接，一个主光纤环网，该环逆时针发送数据，另一个处于待机状态下，顺时针方向发送相同的数据包作为备份。在广域保护系统的层次结构中，PMU部署在变电站内关键位置，PDC部署在控制中心，PMU相量数据通过广域网上传到roc，并依据时标分成不同的数据集。一旦一个时间标记的数据集完成，或者处理时间超过PDC设置的等待时间，PDC将相量数据集发送至对应的应用程序。下面就以该广域保护系统为例来说明本发明广域通信信息流时延可靠性的评估方法的具体过程。
[0025]1.确定PDC数据包时间延迟Tpdc
[0026]对比广域网的传输延迟，局域网的传输延迟可以忽略不计，而影响PDC数据包时间延迟Tpdc的因素如下:PDC数据处理时间，PDC设置的超时参数和PMU数量，PDC数据处理时间与设置的超时参数或路由延迟相比可以忽略，因此在以下分析中将其排除，而广域控制系统的通信网络传输延迟可以通过以下方法获取。
[0027]Tpdc = Min (Tto I Tw) (I)
[0028]Tto表示在PDC超时参数，Tff表示从PMU到PDC的传输延迟。
[0029]2.计算单个PMU相量数据包的可用度
[0030]假设每一帧数据相互独立，如果Tw > Tto,那么PMU相量数据包将丢失，P (Tto)表示数据包丢失的概率，基于前述，一个PMU相量数据包的可用度可以表示为:
[0031]Ap = 1-P(Tto)(2)
[0032]3.计算整个系统信息流的可用度，以该可用度作为广域通信信息流时效可靠性的评估。
[0033]一般情况下，为满足控制功能的要求，需要部署一定数量的PMU，考虑到PDC最大延迟和采样数据的分辨率，PMU向量信息流对应的FTA可靠性模型如图2所示，整个PMUs相量信息流可用度开采用下式计算。
[0034]Apif= (1-P (Tto) T/S)n (3)
[0035]表示PDC超时参数,表示在某超时参数的基础上PMU相量数据丢失的概率,T表示为确保可靠的控制功能最大的延迟时间，s表示采样频率，T/S表示PMU相量数据包的冗余度，η表示必要的PMU数量。
【权利要求】
1.一种广域保护系统通信信息流时延可靠性的评估方法，其特征在于，该评估方法包括以下步骤: 1)根据影响广域保护系统中通信网络数据包的时间延迟因素确定PDC数据包的时间延迟Tpdc ； 2)计算一个PMU相量数据包的可用度； 3)根据PDC最大延迟和采样数据分辨率，建立PMU相量信息流对应的FTA可靠性模型，计算整个PMUs相量信息流的可用度，以该信息流可用度作为广域通信信息流时延可靠性的评估。
2.根据权利要求1所述的广域保护系统通信信息流时延可靠性的评估方法，其特征在于，所述步骤I)中影响PDC数据包时间延迟的因素包括PDC数据处理时间、PDC设置的超时参数和PMU数量。
3.根据权利要求2所述的广域保护系统通信信息流时延可靠性的评估方法，其特征在于，所述步骤I)中的PDC数据包的时间延迟Tpdc为:
Tpdc = Min (Tto I Tff) 其中Ttc表示在PDC超时参数，Tff表示从PMU到roc的传输延迟。
4.根据权利要求3所述的广域保护系统通信信息流时延可靠性的评估方法，其特征在于，所述步骤2)中一个PMU相量数据包可用度的计算公式如下:
Ap = 1-P(Tto) 其中Ttc表示PDC超时参数，P (Tto)表示在超时参数Tto的基础上PMU相量数据丢失的概率。
5.根据权利要求4所述的广域保护系统通信信息流时延可靠性的评估方法，其特征在于，所述步骤3)中整个PMUs相量信息流可用度的计算公式如下:
Apif= (1-P (Tto) T/S)n 其中Ttc表示PDC超时参数，P (Tto)表示在超时参数Tto的基础上PMU相量数据丢失的概率，T表示为确保可靠的控制功能最大的延迟时间，S表示采样频率，T/s表示PMU相量数据包的冗余度，η表示必要的PMU数量。
【文档编号】H04L12/26GK104320303SQ201410604054
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】李俊刚, 刘星, 魏勇, 史宏光, 李国斌, 姜睿智 申请人:许继电气股份有限公司, 许昌许继软件技术有限公司