大數據下繼電保護通信系統故障定位方法

王鵬林

（山東黃金電力有限公司，山東 萊州 261400）

0 引 言

近年來，隨著電子技術和半導體技術的不斷發展，人們的日常通信方式正經歷著巨大變革[1-3]。通信系統是通信的主要載體之一，由不同的模塊集成。一旦通信系統發生問題，其故障的識別和處理費時費力[4]。通信系統的供電電網出現故障的頻率較高，加上通信系統覆蓋的范圍較廣，發生通信故障時對其進行定位比較困難，如何及時查找故障并對其進行有效處理成為亟待解決的問題[5]。

高壓電網繼電保護過程中，對同一輸電線路兩端均采用保護手段，具體而言包括直達和迂回路由兩種方式。在對通信系統的故障進行定位過程中，為了提升故障識別的效率，故障分析人員應該先明確故障出現的源頭。在大數據技術的支撐下，故障分析人員要對通信系統的管理和告警具備清晰的認識[6-10]。如果板塊之間出現問題，則需要借助運維管理文檔中的ID標識找到其編號等信息，同時進行相關處理。如果是通信系統出現問題，便要對問題的類型開展判斷，在對系統中存儲的海量數據進行分析定位后，通信系統的維護人員才會開展相應的運行維護工作[11]。目前，大數據技術發展迅速，已經逐漸滲透到不同的行業中，并為用戶帶來了巨大收益。對于大數據技術支撐下的繼電保護通信系統，通過不斷探索故障定位的主要方法并優化故障定位技術，創造更大的效益。繼電保護通信系統基本構成如圖1所示。

圖1 繼電保護通信系統基本構成

1 故障定位分析

搭建大數據平臺，設置通信資源管理系統、對象管理系統（Object Management System，OMS）、通信網管設備以及遠程電源管理系統（Remote Power Manager System，RPMS）數據存儲模塊。如果繼電保護的信息顯示模塊中出現報警信息，則需要對通信網管設備中所顯示的信息和RPMS中的相關報警信息進行比對，然后進行數據分析，監控故障發生的節點。一旦出現通信問題，通信線路會發出報警信息，借此來對OMS和設備信息進行對比，從而對故障所發生的區域進行準確定位[12]。在尋找到具體的定位區域后，還需要對告警的信息進行準確辨別，分析故障的類型，然后通過大數據技術進行數據源精確定位。

盡管定位技術相對成熟，但是技術人員還要對故障的具體處理機制和流程進行明確，從而規避故障處理過程中出現的問題。一旦RPMS系統發現報警情況后，系統便會針對具體的故障類型進行提示，隨后基于故障類型開展具體的定位分析，對警告出現的次序進行排列，檢查繼電保護和通信設備中出現的警告信息內容，對故障出現的源頭進行充分分析，明確具體的故障位置[13]。當RPMS和通信設備兩者中僅有一個出現報警信息時，則根據判斷邏輯可以分析保護裝置出現的問題。若存在多個線路同時出現故障，則工作人員需要對具體的問題進行分析。當線路之間存在信息的交錯問題，則需要采用歷史大數據開展故障的定位研究。從定位角度而言，常規的定位主要是使用貝葉斯算法開展研究和分析，從而迅速鎖定問題出現概率最高的地方[14]。技術人員需要完善通信故障的定位流程，對問題進行逐項仔細研究，并且對匹配算法進行優化，從而精準解決故障。當通信系統中存在多路報警情況時，對OMS中對應的報警信號進行分離，觀察其傳輸路徑，找到拓撲匯聚相對集中的區域，從而精確定位故障。貝葉斯網絡模型如圖2所示。

圖2 貝葉斯網絡模型

和傳統的方式相比，貝葉斯網絡算法更加簡便快捷，計算效率更高。其采用圖形化的表現方式，能夠以可視化的方式呈現模型的復雜變化情況。此外，貝葉斯網絡模型能夠處理不完備的數據信息。傳統的數據處理模型要求技術人員要完全掌握數據的輸入類型和規則，缺少數據的任何一部分，模型都無法正常運轉。貝葉斯網絡模型則可以在用戶輸入部分數據的前提下完成對模型的精準構建，從而實現對通信系統故障的快速定位分析。

利用貝葉斯網絡模型能夠對變量之間的因果關系進行分析，然后通過其中一個或多個變量的輸入推導其他變量，進而構建其全部推理模型。充分采用相關數據樣本，將信息和大數據樣本充分結合，實現信息之間的充分關聯。

2 基于大數據技術的繼電保護通信系統故障定位方法

繼電保護裝置出現故障時，對故障的具體位置進行確認之后將其切斷，進而確保通信過程的正常運轉，不受外界的干擾。在系統發生故障后，所有的電氣物理量特征會出現非常大的變化。當電流出現明顯增大的情況時，電流和電壓之間的相位角便會發生很大程度的改變，同時測量阻抗也會發生明顯的變化。

和傳統的貝葉斯網絡模型相比，繼電保護技術的優點在于算法更加簡潔，計算的實時性和準確性更高。繼電保護裝置并不存在復雜的網絡算法模型，一旦故障發生，即可實時顯示出來，不需要經過復雜的信息傳遞，準確度較高。貝葉斯算法需要經過復雜的信息傳遞，在信息傳遞過程中容易出現信息誤差，從而對其他正常的部位造成影響，帶來不必要的維修成本和費用。對于繼電保護的基本要求，是可以準確、快速且靈敏地完成工作任務，而且還能夠提升數據處理的可靠性水平。選擇性是指一旦通信系統發生故障，繼電保護裝置僅將故障的部位從系統中切除，而不切除其他部位。可靠性是指在沒有故障發生時，繼電保護裝置不會出現誤動；當發生故障時，保護裝置不會出現拒絕動作的情況。

在計算機數據庫中收集不同類型的數據信息，快速整合后進行數據建模。對于某些結構化的數據類型，要基于管理標準進行數據的頂層策劃和分層管理，從而實現數據的結構化存儲。此外，需要按照數據的不同情況進行存儲，創建不同維度的數據表。在完成表的創建后，工作人員還需要建立關鍵字匹配機制，從而避免信息數據缺失。此外，為了降低因ID缺失而導致信息匹配失誤帶來的危險，工作人員還可以采用靜態配置信息的方式實現信息匹配，將RPMS系統發出的警告信息作為關鍵字進行搜索，進而實現快速定位。

3 結 論

綜上所述，隨著通信技術和計算機技術的不斷發展，逐漸出現了多種通信故障定位方式。基于大數據技術的繼電保護通信系統故障定位方法已經比較成熟，技術人員可以采用此種技術實現通信系統內部故障的快速定位，不斷提高自身故障定位處理的水平，從而帶動行業的長久發展。