电力信息物理系统框架下基于通信架构的系统可靠性研究

发布时间：2020-11-08 16:14

　　 随着间歇式电源、与实时电价相关的柔性负荷、电力电子技术的大规模接入,未来电网的运行和控制将极度依赖于信息反馈和信息决策,信息流成为电力系统能量流闭环链中必不可少的链接。由此,未来电网将发展为物理能量系统和信息系统耦合而成的复杂网络,即电力信息物理系统(Cyber-Physical Power System,CPPS)。信息网络化传输可以实现高度信息共享,但是信息系统的不确定因素以及潜在的网络故障又可能导致物理系统的运行风险。本文以基于通信网络架构的智能变电站继电保护系统和信息物理融合背景下的智能配电网为研究对象,在信息物理系统框架下进行可靠性分析和评估。本文首先分析了智能变电站信息流的特点及其相关应用问题,探讨智能变电站保护功能实现的影响因素,以受信息流影响最为严重的电流差动保护为研究对象,定量表示信息传输质量与继电保护拒动和误动的关联关系,为基于信息流的智能变电站保护系统可靠性分析奠定了基础。其次,从信息物理融合的角度评估智能变电站保护系统的可靠性。根据智能变电站信息流特点和保护结构,运用故障树分析法对智能变电站保护系统可靠性进行研究,以保护功能失效为顶层事件构建故障树,建立智能变电站保护系统可靠性分析模型,计算出各故障事件发生的概率和系统可靠度。进一步解析过程层报文传输对保护功能实现的制约,以被保护元件、保护单元、SV通道和GOOSE通道为对象进行了状态空间的划分,建立了评价智能变电站继电保护可靠性的马尔科夫模型,列出相应的状态转移矩阵,利用状态空间法计算智能变电站继电保护可靠性。最后,从信息物理融合的角度研究含分布式电源的配电网可靠性。分析分布式电源接入对配电系统中负荷供电可靠度的影响,并刻画供电负荷状态信息与控制决策可达性的关系,构建考虑信息系统影响的配电网负荷供电可靠性的故障树分析模型,通过负荷的失控率指标实现计及信息网络故障的配电网可靠性评估。
【学位单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM732
【部分图文】：

图 2-3 区域外部故障Fig.2-3 External fault2-4 所示，其表示的是某区域内部故障的情况，此时，故障点路电流从母线流向短路点，短路电流M1I 和短路电流N1I 的方 1 22 20M N N K LH dzLHI II I n In ，继保设备保护动作。图 2-4 区域内部故障

8图 2-4 区域内部故障Fig.2-4 Internal fault，纵联差动保护的原理：通过判断线路两边的电流向量相同，由此来判断故障点的位置是不是在保护的范围内元件来完成的，倘若线路两端的电流向量之和等于零，护范围内没有发生故障，保护就不会动作；如果线路两定好的阈值，那么继保设备就认为其保护范围内发生了出警告或直接跳闸。流保护和距离保护，电流差动保护在线路末端故障的选该保护也有不足之处。对于差动保护而言，其最大的不的判定依据是r dcI I。因为线路或设备在稳态运行的时定是大小相等，方向相同的。由于电流互感器的误差和
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 富雨柯;;信息物理系统安全威胁与解决措施[J];中国新通信;2018年23期

2 田竞豪;;信息物理系统在工业4.0中的应用探究[J];通讯世界;2019年01期

3 邬晶;宋蕾;龙承念;李少远;;信息物理系统威胁与攻击建模[J];自动化博览;2018年S2期

4 ;信息物理系统——工业4.0时代智能制造的基础[J];智慧工厂;2019年01期

5 李敬兆;宫华强;;煤矿信息物理系统场景感知自配置与优化策略研究[J];煤炭科学技术;2019年04期

6 郭戈;张文安;周彬;;“信息物理系统理论、方法及应用”专栏序言[J];控制与决策;2019年11期

7 陶飞;戚庆林;王力翚;A.Y.C.Nee;;数字孪生与信息物理系统——比较与联系[J];Engineering;2019年04期

8 季承扬;;信息物理系统安全威胁与防护措施[J];科技传播;2018年04期

9 蒋建春;肖佳平;唐琨;;面向智慧城市的数据驱动信息物理系统安全威胁分析模型与方法[J];计算机系统应用;2018年07期

10 ;《信息物理系统发展白皮书》专家研讨会在北京召开[J];电信工程技术与标准化;2017年02期

相关博士学位论文 前10条

1 汪慕峰;DoS干扰攻击下的信息物理系统镇定与控制研究[D];华南理工大学;2019年

2 邹敏辉;关于信息物理系统安全的关键问题研究[D];重庆大学;2018年

3 黄开兴;数据与模型驱动的工业信息物理系统动态信息安全防护方法研究[D];华中科技大学;2018年

4 彭良红;信息物理系统中针对状态估计的攻击调度问题[D];东南大学;2018年

5 周春阳;面向信息物理系统的实时数据对象调度关键技术研究[D];华中科技大学;2019年

6 王轶楠;电力信息物理系统建模及网络攻击环境下的脆弱性研究[D];浙江大学;2019年

7 李陆雨;面向信息物理系统状态估计非线性滤波方法研究[D];北京理工大学;2017年

8 郭安;智能车间信息物理系统关键技术研究[D];中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所);2018年

9 盆海波;电力信息物理系统若干关键技术研究[D];天津大学;2017年

10 赵红专;协同驾驶信息物理系统的可信分析研究[D];重庆大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 李依宁;动态数据攻击下信息物理系统的控制安全[D];上海交通大学;2017年

2 张会霞;基于博弈论的信息物理系统安全估计研究[D];燕山大学;2019年

3 刘增稷;电网信息物理系统的联合仿真技术研究[D];东南大学;2019年

4 洪辉;基于信息物理系统的数控铣床能耗建模及切削参数优化[D];华中科技大学;2019年

5 罗安琴;基于边缘计算的主动配电网信息物理系统研究[D];华北电力大学(北京);2019年

6 宋丹;电力信息物理系统脆弱性评估方法研究[D];华北电力大学(北京);2019年

7 干际阳;基于攻防博弈的信息物理系统的安全控制[D];上海交通大学;2018年

8 连宏汇;基于社团理论的电力信息物理系统连锁故障研究[D];宁夏大学;2019年

9 左修涵;增设虚拟信息节点的电力信息物理系统防护及攻防博弈[D];湘潭大学;2019年

10 钟靖;电力信息物理系统框架下基于通信架构的系统可靠性研究[D];广东工业大学;2019年

本文编号：2875019