變電站通信故障自動診斷與快速恢復(fù)研究與應(yīng)用

朱明增　李旭橫　盧君

摘要：隨著大電網(wǎng)的發(fā)展以及分布式電源的接入，調(diào)度自動化水平的提升尤為關(guān)鍵。一旦變電站遠動系統(tǒng)發(fā)生通信故障，變電站將失去實時監(jiān)測和控制，目前電網(wǎng)調(diào)度自動化EMS系統(tǒng)是依賴自動化班值班員人工維護，經(jīng)統(tǒng)計，廠站網(wǎng)絡(luò)通道中斷平均每周10次，每次中斷維護時間約兩小時，當(dāng)變電站網(wǎng)絡(luò)通道中斷時需馬上回自動化機房進行系統(tǒng)維護，事故處理效率低，存在安全隱患，僅僅依賴人力運維，存在局限性，人力運維是目前調(diào)度自動化系統(tǒng)業(yè)務(wù)維護的主要手段，效率低、成本高;智能運維是系統(tǒng)維護的新興技術(shù)，但技術(shù)未成熟，沒有針對電力系統(tǒng)定制，鑒于此，本文對變電站通信故障自動診斷與快速恢復(fù)研究與應(yīng)用進行探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：電站通信故障;自動診斷;快速恢復(fù)

1核心技術(shù)分析

項目研究的主要內(nèi)容：本成果利用JAVA跨平臺技術(shù)搭建通道故障診斷與快速恢復(fù)機制，針對多場景構(gòu)建機器學(xué)習(xí)模型與大數(shù)據(jù)專家系統(tǒng)，實時在線監(jiān)視各個變電站鏈路通信異常狀態(tài)，一旦有廠站出現(xiàn)通信中斷，系統(tǒng)會自動識別故障點，并通過執(zhí)行相應(yīng)策略實現(xiàn)快速故障診斷，將故障信息發(fā)送到值班手機，值班員依據(jù)故障報文，即可快速做相應(yīng)故障處理，恢復(fù)正常運行?；谏鲜鲫P(guān)鍵技術(shù)，可以保證對通道故障突發(fā)事件、需求變更進行快速準(zhǔn)確響應(yīng)，實現(xiàn)系統(tǒng)持續(xù)正常運行，減輕自動化人員工作強度和壓力，增強電網(wǎng)安全性與穩(wěn)定性，流程如圖1所示

2技術(shù)實現(xiàn)目標(biāo)分析

（1）縮短網(wǎng)絡(luò)通道故障事故處理時間，成果實施后，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通道故障時，系統(tǒng)會自動診斷，快速識別出故障點，并將故障信息發(fā)送到值班手機，值班員通過報文信息可快速通知通信班或保護班及時處理，在非上班時間無需返回機房再做事故處理，提高工作效率，大大降低人力勞動。（2）實現(xiàn)遠程在線監(jiān)視系統(tǒng)運行狀態(tài)，電話值班期間，當(dāng)監(jiān)控班通知系統(tǒng)數(shù)據(jù)刷新異常時，可通過手機終端發(fā)送命令查詢鏈路通信報文，判斷系統(tǒng)運行狀態(tài)。

3開發(fā)過程

3.1開發(fā)調(diào)試過

通過團隊合作開發(fā)，利用JAVA跨平臺技術(shù)搭建調(diào)度自動化系統(tǒng)智能運維助手，完成程序調(diào)試，短信模塊焊接組裝，分析變電站網(wǎng)絡(luò)通道配置表，總結(jié)日常系統(tǒng)維護故障及處理操作指令，提煉shell腳本。

3.2咨詢專業(yè)技能專家

向自動化技能專家陳向暉咨詢改善相關(guān)技術(shù)，包括短信告警應(yīng)用技術(shù)、系統(tǒng)常見故障分析、腳本分析技術(shù)等，具體如下培訓(xùn)大綱：

自動化技能專家陳向暉給予了非常充分的指導(dǎo)及培訓(xùn)，提出了一些非常寶貴的意見使我們的開發(fā)工作更具有針對性，從而使得最終的產(chǎn)品更具實用性，更逼近真實的故障狀態(tài)。

3.3部門討論

針對改善成果的安全性，部門多次開展專題學(xué)習(xí)討論，并得出一下結(jié)論：

如何確保信息安全1）終端認證：系統(tǒng)配置有終端認證信息表 ，只有將手機號碼寫入終端認證信息表，并配置權(quán)限才生效。2）腳本入庫：將編輯好的shell腳本通過專家審核，并測試通過，再寫入腳本庫。3）信息加密：對接收短信信息進行加密，防止入侵。4）物理隔離：GSM模塊與工作站用光耦串口隔離，確保無物理連接。5）設(shè)置安全接入?yún)^(qū)：將短信模塊通過安全接入?yún)^(qū)接入自動化主系統(tǒng)，將安全風(fēng)險降到最低。

3.4縣企推廣宣貫

將改善成果推廣應(yīng)用到縣級企業(yè)，提高縣級自動化系統(tǒng)運維效率，對系統(tǒng)部署展開說明：

如何防止自身卡死、進程中斷、數(shù)據(jù)溢出1）分開部署、協(xié)同作業(yè)：將系統(tǒng)部署在兩個工作站，集聯(lián)運行，減輕數(shù)據(jù)壓力。2）相互監(jiān)視：A、B工作站相互發(fā)心跳包，當(dāng)應(yīng)答異常時自動將對方釋放并重新拉起。3）釋放內(nèi)存：完成一次標(biāo)志位觸發(fā)或短信觸發(fā)后，自動退出數(shù)據(jù)庫并釋放內(nèi)存。

3.5 應(yīng)用技術(shù)交流

本改善成果參加廣西電網(wǎng)繼電保護協(xié)會技術(shù)交流、貴港市創(chuàng)新成果技術(shù)交流等，并參加全國中電聯(lián)創(chuàng)新技術(shù)交流會。獲得了省網(wǎng)領(lǐng)導(dǎo)的高度認可并給予了充分的肯定。

4項目實施成效

成果實施后，有效解決EMS平臺104通道通信中斷問題，每年產(chǎn)生144萬的經(jīng)濟效益，網(wǎng)絡(luò)通道診斷時間由90分鐘縮短至1.5分鐘，每年網(wǎng)區(qū)變電站網(wǎng)絡(luò)通道中斷時間由一千小時減少為兩百小時，全年通道可用率提升到 99.998%，減少調(diào)度無法后臺監(jiān)控的時間，提高系統(tǒng)通道運行性能，縮短了維護人員處理故障的時間，本成果具有推廣性與可復(fù)制性強（半小時調(diào)試完成），產(chǎn)出比高（成本2500元，效益144萬），提高人機功效，推動調(diào)度自動化系統(tǒng)智能運維，提升公司整體管理水平等特點，成果申請軟著1項，發(fā)明專利1項，實用新型專利1項。

改進前，當(dāng)半夜變電站發(fā)生網(wǎng)絡(luò)通道中斷時，原始的方法是監(jiān)控班值班員電話通知自動化值班員，值班員接到電話通知后就立馬從家里趕往機房，登陸前置服務(wù)器ping故障鏈路的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，確認故障點后，通道故障就通知通信班處理，變電站遠動機故障就通知保護班處理，此方法處理時間要一兩個小時，費時費力，效率低。

改進后，當(dāng)半夜變電站發(fā)生網(wǎng)絡(luò)通道中斷時，系統(tǒng)會自動登陸前置服務(wù)器ping故障鏈路的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，確認故障點后，自動分類發(fā)送短信到自動化值班員、通信班值班員、保護班值班員值班手機上，此方法處理時間只需一兩分鐘，省時省力，效率高。

結(jié)束語

總體來說本技術(shù)改善成果兼容性強，可復(fù)制性強，無須改變現(xiàn)有的自動化設(shè)備部署，只需增加短信模塊，在其中一臺工作站上部署進程即可，并不會對原有的系統(tǒng)產(chǎn)生影響，兼容性強，實施難度非常小，無須開展現(xiàn)場施工、改造，風(fēng)險非常低，半天可在其他網(wǎng)區(qū)的自動化系統(tǒng)調(diào)試完成并投入使用，計劃在公司進行全面推廣使用。

參考文獻

[1]許健嘉.智能變電站自動化通信網(wǎng)絡(luò)可靠性研究[J].電子元器件與信息技術(shù)，2019，3（07）：37-40.

[2]孫宇嫣，蔡澤祥，郭采珊，馬國龍，戴觀權(quán).基于深度學(xué)習(xí)的智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)故障診斷與定位方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2019，43（12）：4306-4314.

[3]韓廣偉，于福水，潘鵬飛.變電站電量采集裝置通信故障的調(diào)試方法[J].農(nóng)村電氣化，2019（02）：50-52.