动态p-cycle在电网广域系统中的共享风险保护

Wide area measurement system has been applied in our interconnected grid to achieve real-time monitoring of power system dynamic process based on the synchronized phasor measurement technology. Large amount of multi-core fibers has been deployed during the construction of wide-area system, cables between the substation contain multiple fibers, while each fiber may contain multiple channels, and thus the failure correlation that result from the share risk link group (SRLG) can not be ignored. Preconfigured cycle that has high resource efficiency has attracted many attentions in the wide-area system recently. This project aims to provide in-depth investigations on the failure relations and bundle effect of different SRLG, according to the dynamic p-cycle protection under SRLG constraint. Specific content of this project includes: (1) Wide-area systems service effect on backbone transmission network mechanism and corresponding resource optimization configuration theoretical analysis; (2) Establish dynamic p-cycle model of a wide area system under SRLG constraints with ILP mathematic model and heuristic algorithm; (3) Transient analysis model and data perturbation validation during wide-area p-cycle switch over operation.

广域测量系统已在我国互联电网得到初步应用，在建设过程中大量采用多芯通信光缆作为传输介质，变电站之间的光缆在敷设过程会经过多个管道和路径，而同一路径内可能存在多条管道，同一管道又包含多条光纤链路，导致广域系统链路间的故障存在相关性。在进行广域系统保护时，不应忽略共享风险链路组(SRLG)的故障相关性。预配置环保护(P圈)作为一种高效的动态保护技术在广域系统中逐渐引起关注，本项目在对广域系统中的故障相关性的分析基础上，开展动态P圈在电网广域系统中的共享风险保护技术研究，探索SRLG资源捆绑对于动态保护圈的资源配置影响。具体内容包括：(1)广域系统业务对骨干传输网的影响机理及对应资源优化配置理论分析；(2)建立SRLG约束条件下的广域系统动态P圈保护模型，设计P圈配置过程中的ILP模型及对应的启发式算法；(3)广域系统在P圈动态倒换过程中的暂态分析模型及数据扰动验证。

本项目主要开展了三个方面的研究：1）广域系统中的资源优化配置理论分析。在综合考虑电网广域系统层/域结构后分析其线路容量、支路容量及资源使用率，提出了SRLG资源捆绑关系对于动态保护圈的资源优化配置理论。研究数据层级的自适应通道保护，区分广域系统中的关键性数据与非关键性数据动态调整网络的资源配置，优化备用容量的使用。2）建立了SRLG约束下针对广域系统业务的P圈PWCE业务配置的数学模型。基于SRLG故障相关性模型，综合考量广域通信网络中共享同根光缆的链路具有相同的失效风险，建立动态P圈PWCE保护模型，建立了ILP数学模型及启发式快速算法。3）广域系统在动态P圈倒换过程中的暂态分析模型及数据扰动验证分析。研究在SRLG约束下，单SRLG故障导致共享风险组中多条链路失效的故障恢复机制。通过在P圈的规划设计中考虑SRLG分离，区分每条圈上链路的SRLG，重点分析了广域系统中由于故障保护倒换导致多个圈上链路的SRLG发生断裂时的暂态影响分析。.通过动态P圈的优化配置方法，解决了电网公司保护通道利用效率不高的问题。取得的重要成果包括：考虑SRLG相关性的P圈配置方法、支持P圈保护的电力通信设备的设计、结合广东电网的网架的P圈共享风险保护应用等。此外，课题组也正在研讨将P圈保护技术应用于广域负荷调度业务领域。结合该项目的研究，培养博士1名，硕士11名，在国际学术期刊、国际会议及国内核心期刊上发表论文23篇，其中SCI期刊收录5篇、EI期刊8篇，EI国际会议6篇，其它期刊4篇，获得国家发明专利授权5项，实用新型专利授权1项，新申请国家发明专利10项，新申请实用新型专利1项。获得省部级奖励2项，申请软件著作权2项，参编标准2项，专著3部。