[发明专利]考虑天气影响的电力通信系统可靠性评估方法

说明书

本发明公开了一种考虑天气影响的电力通信系统可靠性评估方法，包括如下步骤：(1)根据历史天气数据和历史电力通信系统元件故障历史数据，采用灰色关联度方法，计算天气变量与电力通信系统元件故障的相关系数和重要性值；(2)设定相关系数临界值ξ和重要性值η，选取相关性系数大于ξ及重要性大于η的天气变量作为关键天气变量；(3)构建关键天气变量的天气状态模型，建立考虑天气影响的电力通信系统元件故障概率模型；(4)基于电力通信系统元件故障概率模型，结合历史天气数据，计算电力通信系统的可靠性指标。本发明能够针对不同天气变量对电力通信系统元件故障概率的影响，对电力通信系统可靠性进行评估，从而提高可靠性分析的准确度。

技术领域

本发明涉及一种电力通信系统可靠性评估方法，尤其涉及一种考虑天气影响的电力通信系统可靠性评估方法。

背景技术

随着越来越多的通信技术应用于电力系统，电力系统与通信网络的交互机理日益复杂，现代电力系统已经融合通信网络发展成为电力通信系统。电力系统对通信系统的依存度不断提高，也给电力系统引入了新的威胁，一旦通信系统发生可靠性问题，会直接或间接的对电网的可靠性产生影响，造成大面积的用电事故，2015年乌克兰大故障事件就是电力通信元件故障导致电网大故障的典型案例。因此，在对电力系统的可靠性进行评估过程中，需要充分考虑通信系统可能对电力系统产生的影响。

影响电力通信系统可靠性的关键因素之一是元件故障。造成元件故障的原因众多，如元件老化、人为破坏、自然灾害、天气因素等，其中，天气因素对元件的影响频繁，并且关联性较为清晰，因此，研究天气因素对电力通信系统可靠性的影响意义重大。通信元件在不同天气条件下，发生故障的概率和恢复时间差异很大，恶劣天气条件下的元件故障率可能比正常天气下的故障率要高得多，冬季风暴期间的恢复时间比正常天气要多很多。

电力通信可靠性评估方法可分为两大类：一类是基于通信系统和物理系统间相互作用的定性分析，解析修正电网元件可用率等参数，采用常用电力系统分析方法对电网元件故障进行后果分析，获取系统可靠性评估指标；另一类是以电力通信系统元件具体功能或业务场景为切入点，根据电力通信系统元件年平均故障次数以及年平均故障时间来获取电力通信系统的可靠性指标。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种考虑天气影响的电力通信系统可靠性评估方法，以进一步提高电力通信系统可靠性分析的准确度。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种考虑天气影响的电力通信系统可靠性评估方法，包括步骤：

(1)基于天气变量历史数据和电力通信系统元件故障历史数据，采用灰色关联度方法，计算天气变量与通信元件故障的相关系数和重要性值；

(2)设定相关系数临界值ξ和重要性值η，选定天气变量与通信元件故障的相关系数大于ξ和重要性值大于η的天气变量为关键天气变量；

(3)构建关键天气变量的天气状态模型，分析电力通信系统元件故障概率与天气状态的关系，建立考虑天气状态的电力通信系统元件故障概率模型；

(4)基于电力通信系统元件故障概率模型，结合历史天气数据，计算电力通信系统的可靠性指标。

进一步地，所述步骤(1)中，天气变量包括气温、空气相对湿度、风速、雷击及冰冻程度。

进一步地，选择防雷击电流和峰值雷击电流表示雷击影响变量；选择阵风速度、合成风度及平均风速表示风速影响变量；所述冰冻程度变量由下式计算得到：

其中，RS为雨雪评估的最大天数、FRS为降雨和降雪量、CLT为连续低温天数；c 下标为当前值，av下标为平均值。

进一步地，所述步骤(2)中，天气变量与通信元件故障概率的关联度r_0i：