基于電網運維大數據的繼電保護通信系統故障定位方法

盧一鳴

摘? 要：電網運維繼電保護的主要傳輸方式為光纖通信，在此過程中則依靠通信系統的精準定位，而由于該系統涉及的通信部件與單元數量較多，且種類各異，因而定位通信系統則比較復雜。在實際應用中由于繼電保護類通信系統對自身定位不明，再加上搜索范圍大，極易發生系統故障，為保證通信安全，技術人員需找出科學方法并準確定位系統故障。為此，本文對基于電網運維大數據的繼電保護通信系統故障定位方法進行了探討。

關鍵詞：電網運維;大數據;繼電保護通信系統;故障定位方法

1繼電保護通信系統

繼電保護通信系統，是指電力系統主設備互感器、斷路器等及其相關的保護、測控、交換機等二次設備構成的通信系統。繼電保護功能的可靠實現要依賴該系統的每個元件及其組成的系統結構。繼電保護功能實現如下非常規互感器將一次系統的電壓和電流轉換為低電平數字采樣值信號，多路低電平采樣值匯集至合并單元，通過高速以太網構成的數據采集及傳輸系統上傳至間隔層的保護和測控裝置。因此，繼電保護相關的IED包括：合并單元（MU）、繼電保護與測量控制裝置（P&K）、過程總線交換機（SW），這些裝置分別對應于實時信息采集系統、保護與控制系統、通信系統，各裝置通過網絡介質（EthernetMedia，EM）相連。

2電網運維大數據的繼電保護通信系統故障定位的實際需求

在對通訊系統故障進行精準定位的時候，為了能夠快速對于系統障礙進行定位，技術人員應該明確定位工作的真正訴求，通過這樣的方式來提升工作效率。在電網維運大數據的背景之下，技術人員要對于通訊系統管理信息和警告信息有一個清楚認知。首先，要對于通信線路故障和信息板塊問題有一個準確地斷定，如果是系統內部出現問題，就可通過運維管理中的相關內容和內部的ID標志，即可快速給出故障保護裝置所在變電站和屏柜編號等位置信息。對于通信系統故障，需先判斷出光纜故障和設備板卡故障類型，通過通信資源管理系統進行故障定位，從而快速指導現場運維人員進行合理的檢修工作。在保護裝置采用迂回路由通信方式的情況下，當通信系統發生故障時，相關設備發出的告警信息數量大且在物理路徑上難以直接確定告警設備問的關系，尤其在多區域復雜故障下，冗余信息和交叉信息更影響故障定位結果的準確度。因此，基于大數據技術中多源信息融合的思想，在故障定位過程中需要整合多源系統信息，并參考歷史運行數據形成的經驗數據，從而實現快速故障定位并確定故障原因。

3電網運維大數據背景下的繼電保護通信系統故障精準定位方法

3.1合理選擇數據源

其主要可以從以下幾點進行：（1）在設置通信系統的過程中，需設立四項原始信息源，即通信資源管控、OMS、通信網管裝置與RPMS等，繼電保護器中的警告信息需與通信網管裝置、RPMS中的警告信息相符，要實時判斷故障發生的具體位置，即通信系統或保護裝置內部。（2）經過分析與調查，當故障發生在通信系統中，多項通信通道若出現同時警告時，則需將OMS中的警告信息一一找出，并與當前的通信警告信息一一對應，在分析通信系統中的故障路徑后，進而可準確識別故障區域。（3）當初步掌握通信故障區域的位置后，技術人員應仔細分析警告信息，得到更精準的故障結果。在找尋通信資源系統裝置后，才能依照其內部的數據信息，找到路徑來源，從而獲取精準的故障位置。

3.2明確故障定位的流程

第一，當RPMS中發出警告就可以判定通信系統出現系統故障，從而開展對于系統故障進行定位的一系列操作，依照出現的先后次序檢查繼電保護和通信王國設備中出現的警告信息內容，從而對于出現系統故障的位置有一個初步的判斷;第二，當RPMS和通信網管設備中只有一個發出警報，如RPMS發出警報信息，那么出現的系統故障基本上可以確定是保護裝置出現的問題;若是通信網關設備發出警告就意味著通信系統出現問題。如果說多個線路同時發出警告，工作人員就要對路由拓撲進行分析了解其出現問題區域，并分析出故障的具體位置;第三，當通信線路之間存在著交叉的現象，就可以使用歷史數據來掌握出現故障的位置。一般來說，主要使用貝葉斯算法進行分析，在對于歷史運行數據進行分析時，能夠看到過去設備發出來的警告和故障信息，通過計算找出問題原因，對于機率最大的問題進行定位，找出出現故障的位置。還可以對于通信系統故障定位工作流程進行完善，以此保障故障定位工作效率和質量。比如說，某一個通訊系統經常會出現系統故障，但是由于通信設備覆蓋面積大，涉及的功能較多，很難對于故障位置進行準確定位。隨后技術人員完善了通訊系統故障定位的流程，對每一項設備問題都進行了詳細的研究，并設計出了與問題相匹配的解決算法，讓在故障發生時能夠更加有針對性地解決，大幅度地提升了相關工作人員的工作效率。

3.3使用算列仿真技術

3.3.1對結構化數據進行探究整理

設置數據庫時，要根據不同類型的信息數據，對數據整合后進行統一管理，再對多個數據內容進行建模。對于結構化數據，要根據相關的管理制度進行統一管理，而對于非結構化的數據，例如，某次系統的故障工單，應及時解析原文件，并將原信息完全抽取后才能開展儲存工作。與此同時，將數據按不同形式統一存儲后，對于其內部關聯性應加強實時管理，將每個系統中的數據按不同故障主題進行定位與組織，設置維度表與事實表。

3.3.2建立全面的關鍵字匹配機制

創建了關聯性的系統之后，工作人員還可以建立關鍵字詞匹配機制來減少信息錯誤或是缺乏警告信息出現的次數，主要有以下兩種方式：第一，通信網管和RPMS系統的警告信息都是攜帶ID身份認證的，技術人員可以將這兩種警告信息中的“保護ID”聯系起來，保護ID作為識別信息的唯一關鍵詞，在識別到這一關鍵詞后就可進行故障定位;第二，為了減少缺少ID相關信息或是匹配不成功到知識信息關聯失誤帶來的影響，工作人員還可以采取靜態配置信息關鍵詞的搜索匹配方式，將RPMS系統發出來的警告信息中的“裝置名稱”和通信網管系統警告信息中的“承載業務”作為關鍵詞進行搜索，實現故障匹配對故障進行精準定位。

3.4采取科學方式對系統故障進行定位

3.4.1路由拓撲法

當通信系統當中多個線路發出警告時，技術人員可將OMS對應的線路剝離出來，對其傳輸路徑進行觀察，讓其轉變為拓撲結構。當通訊系統當中發生故障時，多個線路都會發出警報，所以這一方式的最重要一點就是要找到拓撲匯聚比較集中的區域，就可以對故障區域進行精準定位。

3.4.2貝葉斯算法

貝葉斯算法就是對繼電保護的通訊故障判定前，對相關線路時刻觀察，在知道有可能發生的問題后，技術人員對這些問題發生概率進行計算。一般來講，針對通信網管中的歷史數據，應對其定時整合并清理，對某些數據可實行進一步優化，而另一部分舊式數據則需適當淘汰。而對于產生故障的數據信息，要仔細分析其產生的概率，對其告警信息進行判斷，某些故障信息會產生交叉，工作人員將價值量較高的信息予以保留。此外，為更方便地開展數據整合工作，可設置貝葉斯數據結構網，從而將數據信息更直觀地展現出來。

4結束語

本文針對故障定位的實際需求，提出了科學選擇數據源、完備故障定位流程、使用算例仿真技術及合理定位系統故障四項改進通信系統故障定位的具體方法。

參考文獻

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