变电站通信故障自动诊断与快速恢复研究与应用

朱明增　李旭横　卢君

摘要：随着大电网的发展以及分布式电源的接入，调度自动化水平的提升尤为关键。一旦变电站远动系统发生通信故障，变电站将失去实时监测和控制，目前电网调度自动化EMS系统是依赖自动化班值班员人工维护，经统计，厂站网络通道中断平均每周10次，每次中断维护时间约两小时，当变电站网络通道中断时需马上回自动化机房进行系统维护，事故处理效率低，存在安全隐患，仅仅依赖人力运维，存在局限性，人力运维是目前调度自动化系统业务维护的主要手段，效率低、成本高;智能运维是系统维护的新兴技术，但技术未成熟，没有针对电力系统定制，鉴于此，本文对变电站通信故障自动诊断与快速恢复研究与应用进行探讨，以供参考。

关键词：电站通信故障;自动诊断;快速恢复

1核心技术分析

项目研究的主要内容：本成果利用JAVA跨平台技术搭建通道故障诊断与快速恢复机制，针对多场景构建机器学习模型与大数据专家系统，实时在线监视各个变电站链路通信异常状态，一旦有厂站出现通信中断，系统会自动识别故障点，并通过执行相应策略实现快速故障诊断，将故障信息发送到值班手机，值班员依据故障报文，即可快速做相应故障处理，恢复正常运行。基于上述关键技术，可以保证对通道故障突发事件、需求变更进行快速准确响应，实现系统持续正常运行，减轻自动化人员工作强度和压力，增强电网安全性与稳定性，流程如图1所示

2技术实现目标分析

（1）缩短网络通道故障事故处理时间，成果实施后，当网络通道故障时，系统会自动诊断，快速识别出故障点，并将故障信息发送到值班手机，值班员通过报文信息可快速通知通信班或保护班及时处理，在非上班时间无需返回机房再做事故处理，提高工作效率，大大降低人力劳动。（2）实现远程在线监视系统运行状态，电话值班期间，当监控班通知系统数据刷新异常时，可通过手机终端发送命令查询链路通信报文，判断系统运行状态。

3开发过程

3.1开发调试过

通过团队合作开发，利用JAVA跨平台技术搭建调度自动化系统智能运维助手，完成程序调试，短信模块焊接组装，分析变电站网络通道配置表，总结日常系统维护故障及处理操作指令，提炼shell脚本。

3.2咨询专业技能专家

向自动化技能专家陈向晖咨询改善相关技术，包括短信告警应用技术、系统常见故障分析、脚本分析技术等，具体如下培训大纲：

自动化技能专家陈向晖给予了非常充分的指导及培训，提出了一些非常宝贵的意见使我们的开发工作更具有针对性，从而使得最终的产品更具实用性，更逼近真实的故障状态。

3.3部门讨论

针对改善成果的安全性，部门多次开展专题学习讨论，并得出一下结论：

如何确保信息安全1）终端认证：系统配置有终端认证信息表 ，只有将手机号码写入终端认证信息表，并配置权限才生效。2）脚本入库：将编辑好的shell脚本通过专家审核，并测试通过，再写入脚本库。3）信息加密：对接收短信信息进行加密，防止入侵。4）物理隔离：GSM模块与工作站用光耦串口隔离，确保无物理連接。5）设置安全接入区：将短信模块通过安全接入区接入自动化主系统，将安全风险降到最低。

3.4县企推广宣贯

将改善成果推广应用到县级企业，提高县级自动化系统运维效率，对系统部署展开说明：

如何防止自身卡死、进程中断、数据溢出1）分开部署、协同作业：将系统部署在两个工作站，集联运行，减轻数据压力。2）相互监视：A、B工作站相互发心跳包，当应答异常时自动将对方释放并重新拉起。3）释放内存：完成一次标志位触发或短信触发后，自动退出数据库并释放内存。

3.5 应用技术交流

本改善成果参加广西电网继电保护协会技术交流、贵港市创新成果技术交流等，并参加全国中电联创新技术交流会。获得了省网领导的高度认可并给予了充分的肯定。

4项目实施成效

成果实施后，有效解决EMS平台104通道通信中断问题，每年产生144万的经济效益，网络通道诊断时间由90分钟缩短至1.5分钟，每年网区变电站网络通道中断时间由一千小时减少为两百小时，全年通道可用率提升到 99.998%，减少调度无法后台监控的时间，提高系统通道运行性能，缩短了维护人员处理故障的时间，本成果具有推广性与可复制性强（半小时调试完成），产出比高（成本2500元，效益144万），提高人机功效，推动调度自动化系统智能运维，提升公司整体管理水平等特点，成果申请软著1项，发明专利1项，实用新型专利1项。

改进前，当半夜变电站发生网络通道中断时，原始的方法是监控班值班员电话通知自动化值班员，值班员接到电话通知后就立马从家里赶往机房，登陆前置服务器ping故障链路的网络设备，确认故障点后，通道故障就通知通信班处理，变电站远动机故障就通知保护班处理，此方法处理时间要一两个小时，费时费力，效率低。

改进后，当半夜变电站发生网络通道中断时，系统会自动登陆前置服务器ping故障链路的网络设备，确认故障点后，自动分类发送短信到自动化值班员、通信班值班员、保护班值班员值班手机上，此方法处理时间只需一两分钟，省时省力，效率高。

结束语

总体来说本技术改善成果兼容性强，可复制性强，无须改变现有的自动化设备部署，只需增加短信模块，在其中一台工作站上部署进程即可，并不会对原有的系统产生影响，兼容性强，实施难度非常小，无须开展现场施工、改造，风险非常低，半天可在其他网区的自动化系统调试完成并投入使用，计划在公司进行全面推广使用。

参考文献

[1]许健嘉.智能变电站自动化通信网络可靠性研究[J].电子元器件与信息技术，2019，3（07）：37-40.

[2]孙宇嫣，蔡泽祥，郭采珊，马国龙，戴观权.基于深度学习的智能变电站通信网络故障诊断与定位方法[J].电网技术，2019，43（12）：4306-4314.

[3]韩广伟，于福水，潘鹏飞.变电站电量采集装置通信故障的调试方法[J].农村电气化，2019（02）：50-52.