變電站通信故障自動診斷與快速恢復研究與應用

朱明增　李旭橫　盧君

摘要：隨著大電網的發展以及分布式電源的接入，調度自動化水平的提升尤為關鍵。一旦變電站遠動系統發生通信故障，變電站將失去實時監測和控制，目前電網調度自動化EMS系統是依賴自動化班值班員人工維護，經統計，廠站網絡通道中斷平均每周10次，每次中斷維護時間約兩小時，當變電站網絡通道中斷時需馬上回自動化機房進行系統維護，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，人力運維是目前調度自動化系統業務維護的主要手段，效率低、成本高;智能運維是系統維護的新興技術，但技術未成熟，沒有針對電力系統定制，鑒于此，本文對變電站通信故障自動診斷與快速恢復研究與應用進行探討，以供參考。

關鍵詞：電站通信故障;自動診斷;快速恢復

1核心技術分析

項目研究的主要內容：本成果利用JAVA跨平臺技術搭建通道故障診斷與快速恢復機制，針對多場景構建機器學習模型與大數據專家系統，實時在線監視各個變電站鏈路通信異常狀態，一旦有廠站出現通信中斷，系統會自動識別故障點，并通過執行相應策略實現快速故障診斷，將故障信息發送到值班手機，值班員依據故障報文，即可快速做相應故障處理，恢復正常運行。基于上述關鍵技術，可以保證對通道故障突發事件、需求變更進行快速準確響應，實現系統持續正常運行，減輕自動化人員工作強度和壓力，增強電網安全性與穩定性，流程如圖1所示

2技術實現目標分析

（1）縮短網絡通道故障事故處理時間，成果實施后，當網絡通道故障時，系統會自動診斷，快速識別出故障點，并將故障信息發送到值班手機，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）實現遠程在線監視系統運行狀態，電話值班期間，當監控班通知系統數據刷新異常時，可通過手機終端發送命令查詢鏈路通信報文，判斷系統運行狀態。

3開發過程

3.1開發調試過

通過團隊合作開發，利用JAVA跨平臺技術搭建調度自動化系統智能運維助手，完成程序調試，短信模塊焊接組裝，分析變電站網絡通道配置表，總結日常系統維護故障及處理操作指令，提煉shell腳本。

3.2咨詢專業技能專家

向自動化技能專家陳向暉咨詢改善相關技術，包括短信告警應用技術、系統常見故障分析、腳本分析技術等，具體如下培訓大綱：

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

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習討論，并得出一下結論：

如何確保信息安全1）終端認證：系統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）設置安全接入區：將短信模塊通過安全接入區接入自動化主系統，將安全風險降到最低。

3.4縣企推廣宣貫

將改善成果推廣應用到縣級企業，提高縣級自動化系統運維效率，對系統部署展開說明：

如何防止自身卡死、進程中斷、數據溢出1）分開部署、協同作業：將系統部署在兩個工作站，集聯運行，減輕數據壓力。2）相互監視：A、B工作站相互發心跳包，當應答異常時自動將對方釋放并重新拉起。3）釋放內存：完成一次標志位觸發或短信觸發后，自動退出數據庫并釋放內存。

3.5 應用技術交流

本改善成果參加廣西電網繼電保護協會技術交流、貴港市創新成果技術交流等，并參加全國中電聯創新技術交流會。獲得了省網領導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，每年產生144萬的經濟效益，網絡通道診斷時間由90分鐘縮短至1.5分鐘，每年網區變電站網絡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%，減少調度無法后臺監控的時間，提高系統通道運行性能，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制性強（半小時調試完成），產出比高（成本2500元，效益144萬），提高人機功效，推動調度自動化系統智能運維，提升公司整體管理水平等特點，成果申請軟著1項，發明專利1項，實用新型專利1項。

改進前，當半夜變電站發生網絡通道中斷時，原始的方法是監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，登陸前置服務器ping故障鏈路的網絡設備，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，當半夜變電站發生網絡通道中斷時，系統會自動登陸前置服務器ping故障鏈路的網絡設備，確認故障點后，自動分類發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。

結束語

總體來說本技術改善成果兼容性強，可復制性強，無須改變現有的自動化設備部署，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產生影響，兼容性強，實施難度非常小，無須開展現場施工、改造，風險非常低，半天可在其他網區的自動化系統調試完成并投入使用，計劃在公司進行全面推廣使用。

參考文獻

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