通信通道故障概率建模方法技术

本发明专利技术公开了通信通道故障概率建模方法，涉及通信通道故障技术领域。本发明专利技术包括在使用串行通信广域网保护系统的通信系统中，运用故障树分析法量化分析保护系统中通信设备的故障函数，建立通信中断的通信通道可靠性模型；建立基于通信通道延时概率分布的通信通道可靠性模型；依照通信业务建立具有通信中断因素、通信通道延时因素的系统保护通信通道可靠性模型。本发明专利技术通过在使用串行通信广域网保护系统的通信系统中，运用故障树分析法量化分析保护系统中通信设备的故障函数，建立通信中断的通信通道可靠性模型。的通信通道可靠性模型。的通信通道可靠性模型。

【技术实现步骤摘要】
通信通道故障概率建模方法


[0001]本专利技术属于通信通道故障
，特别是涉及通信通道故障概率建模方法。

技术介绍

[0002]随着智能电网技术的迅速发展，电力系统逐渐成为一个信息系统与电力系统深度融合的时空多维异构系统，即电力信息物理融合系统。作为其中的一个重要环节，高速、可靠和安全的数据通信网络为电力系统的可观性和可控性提供了支撑。广域通信网所支撑的电力系统实时监测、控制和保护业务能够在电力系统故障发展初期进行监测和预防。然而，通信系统的故障(如中断、延迟或误码等)也会引起的电力系统因为信息缺失或错误进入异常或紧急运行状态，甚至诱发连锁故障，进而研究综合通信网络状态的通信通道可靠性研究具有重要意义。
[0003]近年来，基于通信网络结构的可靠性指标通过对通信网络进行详细建模，利用基于元件故障概率的故障树分析评估网络可靠性。通常这类研究中只考虑通信中断影响，而鲜有考虑通信延时的影响，后者可能引起的系统控制指令无法发挥应有作用。将电力CPS(非接触能量传输系统)中信息通信网络和电力物理网络视为耦合网络，采用复杂网络理论进行网络脆弱性评估。这类研究可以在宏观层面用于解释大规模连锁故障的发生和蔓延过程，但是由于忽略了两个网络内部的物理本质，不适合直接用于指导系统运行控制。而基于直接信息物理依赖网络DCPI的脆弱性指标：这类研究认为通信元件故障会引起的其对应的电力系统组件完全失效。
[0004]因此，如何综合考虑通信网络状态对通信通道可靠性的影响并量化分析，是通信通道可靠性研究重点问题。
专利
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供通信通道故障概率建模方法，广域网保护系统中通信设备的组成部分，运用故障树分析方法量化分析了通信通道的故障概率，建立通信中断的通信通道可靠性模型，该方法根据通信通道延迟波动原理，评估不同通信通道发生时延变异的概率，建立基于通信通道延时概率分布的通信通道可靠性模型。最后，结合电力系统不同通信业务的通信要求建立综合考虑通信中断、通信延时的系统保护通信通道可靠性模型。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术为通信通道故障概率建模方法，包括在使用串行通信广域网保护系统的通信系统中，运用故障树分析法量化分析保护系统中通信设备的故障函数，建立通信中断的通信通道可靠性模型；
[0008]建立基于通信通道延时概率分布的通信通道可靠性模型；
[0009]依照通信业务建立具有通信中断因素、通信通道延时因素的系统保护通信通道可靠性模型。
[0010]进一步地，电广域网保护系统通信通组成包括：PCM设备、ADM设备、TM设备、REG设
备，DXC设备。
[0011]PCM故障树结构函数：
[0012]λ
PCM
＝λ
JK
+λ
FJ
+λ
ZJ
+λ
DY
[0013]其中，λ
JK
为接口单元失效率；λ
FJ
为2M复接单元失效率，λ
ZJ
为子架背板失效率，λ
DY
为电源失效率。
[0014]进一步地，ADM设备故障树结构函数：
[0015]λ
ADM
＝λ
ZK
+λ
JC
+λ
XL1
+λ
XL2
+λ
DY
+λ
ZL1
+λ
ZL2
[0016]其中，λ
ZK
为主控板失效率，λ
JC
为交叉板失效率，λ
XL1
、λ
XL2
分别是线路板1和线路板失效率，λ
ZL1
、λ
ZL2
分别是支路板1和支路板2失效率，λ
DY
为电源失效率。
[0017]进一步地，TM设备故障树结构函数：
[0018]λ
TM
＝λ
ZK
+λ
JC
+λ
DY
+λ
XL
+λ
ZL
[0019]其中，λ
ZK
为主控板失效率，λ
JC
为交叉板失效率，λ
XL
线路板失效率，λ
ZL
支路板失效率，λ
DY
为电源失效率。
[0020]进一步地，REG设备故障树结构函数：
[0021]λ
REG
＝λ
ZK
+λ
SZ
+λ
DY
+λ
XL1
+λ
XL2
[0022]其中，λ
SZ
为时钟板失效率，λ
ZK
为主控板失效率，λ
DY
为电源失效率，λ
XL1
、λ
XL2
分别是线路板1和线路板失效率。
[0023]进一步地，DXC设备故障树结构函数：
[0024]λ
DXC
＝λ
ZK
+λ
JC
+λ
DY
+λ
XL1
+λ
XL2
；
[0025]其中，λ
ZK
为主控板失效率，λ
DY
为电源失效率，λ
XL1
、λ
XL2
分别是线路板1和线路板失效率，λ
JC
为交叉板失效率。
[0026]进一步地，一光纤通信通道有n
i
个SDH设备(i＝1，2，3，4，5)表示五种SDH设备，不考虑通信延时时，通信通道发生通信中断的故障概率模型为：
[0027][0028][0029]其中，P
GX
为单位光纤故障概率；n为稳控业务经过的光纤通信通道距离，单位为千米；n
i
为该通信通道中第i种SDH设备的数量；(i＝1，2，3，4，5)分别表示五种SDH设备(PCM、TM、ADM、DXC、REG)；为第i种SDH设备故障概率。
[0030]进一步地，，建立基于通信通道延时概率分布的通信通道可靠性模型
[0031]通信通道延时：SDH设备处理延时和传输延时；
[0032]通信通道延时概率建模：当延时大于一门限值(t
max
)触发保护告警或闭锁，测量得到的实际传输延时为t会在传输延时均值t
d
周围左右波动，当传输延时服从正态分布传输延时的概率密度函数为：
[0033][0034]当电力正常运行或者发生区外故障时，如果实测通信延时t＞t
max
时，通信通道发生故障，控制措施不在规定的时间内及时执行，则由通信延时引起的通信通道故障概率为：
[0035][0036]其中，为标准正态分布函数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.通信通道故障概率建模方法，其特征在于，包括：在使用串行通信广域网保护系统的通信系统中，运用故障树分析法量化分析保护系统中通信设备的故障函数，建立通信中断的通信通道可靠性模型；建立基于通信通道延时概率分布的通信通道可靠性模型；依照通信业务建立具有通信中断因素、通信通道延时因素的系统保护通信通道可靠性模型。2.根据权利要求1所述的通信通道故障概率建模方法，其特征在于，电广域网保护系统通信通组成包括：PCM设备、ADM设备、TM设备、REG设备，DXC设备。3.根据权利要求2所述的通信通道故障概率建模方法，其特征在于，PCM故障树结构函数：λ
PCM
＝λ
JK
+λ
FJ
+λ
ZJ
+λ
DY
其中，λ
JK
为接口单元失效率；λ
FJ
为2M复接单元失效率，λ
ZJ
为子架背板失效率，λ
DY
为电源失效率。4.根据权利要求2所述的通信通道故障概率建模方法，其特征在于，ADM设备故障树结构函数：λ
ADM
＝λ
ZK
+λ
JC
+λ
XL1
+λ
XL2
+λ
DY
+λ
ZL1
+λ
ZL2
其中，λ
ZK
为主控板失效率，λ
JC
为交叉板失效率，λ
XL1
、λ
XL2
分别是线路板1和线路板失效率，λ
ZL1
、λ
ZL2
分别是支路板1和支路板2失效率，λ
DY
为电源失效率。5.根据权利要求2所述的通信通道故障概率建模方法，其特征在于，TM设备故障树结构函数：λ
TM
＝λ
ZK
+λ
JC
+λ
DY
+λ
XL
+λ
ZL
其中，λ
ZK
为主控板失效率，λ
JC
为交叉板失效率，λ
XL
线路板失效率，λ
ZL
支路板失效率，λ
DY
为电源失效率。6.根据权利要求2所述的通信通道故障概率建模方法，其特征在于，REG设备故障树结构函数：λ
REG
＝λ
ZK
+λ
SZ
+λ...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤奕，钱胜，陈汹，许士光，杨琪，赵子涵，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院有限公司国网四川省电力公司，
类型：发明
国别省市：