摘要：互联网络技术不断发展，在各个领域都得到了良好的应用，尤其是在电网系统中的应用显得尤为重要，可以通过网络通信技术实现子站信息的快速上传，使用网络通信技术完成对各个子站信息的收集任务。在实际应用的过程中可以发现，由于变电站的检测系统在运行中会产生大量的数据信息，为信息储存和分析工作都增加了一定的难度。除此之外，当前使用的网络分析仪对设备名称以及对应的信息没有明确的标注，致使故障原因无法直观的体现，为工作人员分析故障带来很大难度，同时也为变电站在线分析和网络故障诊断定位带来了挑战。文中就对调动自动化系统通信网络在线分析及故障诊断定位技术进行多方面的研究。
关键词：电网系统；网络通信技术；故障诊断定位
1 引言
当前，人们日常生活及生产活动都离不开电力的支持，在电力行业不断发展的过程中，自身存在的故障隐患也在逐渐显现。由于人们对电力的需求的不断增大，为电力系统的运行带来很大压力，同时也为变电站的检测系统带来了庞大的数据，为了实现对这些数据的储存和分析，需要引进网络通信技术作为支持。文中就以网络通信技术的发展现状为切入点，分析其应用中存在的不足，并且阐述相应的数据处理方法，再从调度自动化系统的网络结构出发，对其在线分析与故障诊断定位技术进行进一步研究。
2 变电站网络通信技术的发展现状
网络通信技术在变电站中的作用就是通过网络通信实现各个设备之间的链接，取代原有的输出输入接口连接，可以节省相当一大部分成本，通过使用高速的网络通信技术可以实现设备间的资源共享和数据共享，将二次设备和装置变成具有逻辑功能的模块。变电站内部的装置多为网络化的二次设备，具体包括完成继电保护的装置与同期的测试装置，还有在线检测装置，这些常规装置已经在不断发展中形成了标准化和模块化的设计。相关学者对网络化设备和网络通信技术进行研究，通过对不同规模的变电站的网络通信方式进行对比分析，在将网络通信技术应用到变电站的二次回路，观察变电站的网络系统响应，以此分析出最佳的应用方式；在使用网络通信技术时发现会存在通信不及时的情况，针对这一问题，相关学者对数据采集、传输和处理的过程进行延时测试，通过仿真分析不同子站与主站信息交流的时效性为通信设备的选取提供参考依据；部分学者还采用PSCAD/EMTDC和EPOCHS仿真平台创建了动态模型，模拟SAV和GOOSE传输，对比时效，为变电站的网络管理工作和信息处理提供了参照。在数字化变电站的建设中，运用的网络通信技术有：交互式以太网技术、IEEE802.1排队特性、虚拟局域网技术VLAN等。其中的交互式以太网技术最为成熟，因此在数字化变电站中得以普遍应用。变电站的子站与主站的总线通信动作采用的就是交互式以太网技术。交互式以太网在局域网属于通用的通信协议，所采用的CSMA/CD可以让各个变电站的节点都可以单独完成数据传输。以太网的协议为EtherNet/IP，EPL，EtherCAT，SERCOSIII和PROFINET。当交互式以太网采用CSMA/CD技术时，很可能引起子站数据信息上传延时，在故障发生时无法保障传输以及防御网络供给的性能降低等问题。
3 调度自动化系统通信网络在线分析及故障诊断定位系统的内容
3.1 信息处理技术
为了解决现有网络分析仪无法查找调度自动化系统通信网络故障及定位故障的问题，设计调度自动化系统通信网络在线分析及故障诊断定位系统中在网络分析仪中增加了信息处理技术，包括信息的提取、抽象、分类及与报文的对应的功能，现作详细介绍如下：（1）信息的提取。变电站配置数据均可从变电站监控后台和远动机中导出，由于变电站设备供应商很多，并且这些厂家并无数据存储的统一规范，因此这些导出数据的存储形式多种多样。（2）信息的抽象。配置数据提取出来后虽然形式不同，但其主要类别却相差无几。按照变电站数据模型实体大致可以分为以下几类：“网络参数表”、“远动节点表”、“远动转发表”“遥测表”、“遥信表”、“遥控表”。借用C++中类的概念及定义形式，并根据这些表中内容信息的共同点进行对应的属性分配，用于描述该类的对象所具有的特征。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆每个属性信息还包括属性的数据类型，表示属性的值域。
3.2 变电站通信网络规约
由于IEC61850标准是作为全球电力系统领域的统一标准而存在，为此，电网建设需要将此标准作为变电站系统的智能标准化建设的依据，从而实现智能变电站管理的统一性与透明性。IEC61850标准的主要内容包括：对电力行业的术语介绍、变电站系统的总体要求、系统管理、项目管理、对功能和装置的功能需求、变电站通讯语言的描述、变电站和通讯设备的结构以及各种特殊传输路径的采样值。以上标准中明确指出相关变电站网络通信的规范要求，为此，要想对变电站的网络通讯实行规范管理，就必要严格尊严标准实行。103A、B规约是在IEC60870－5－103报文的基础上形成的具备文件传输以及召唤记录的扰动表、浮点型遥测数据传承等功能的新规约。这个标准不仅可以适用于网络通讯还可以用到串口通讯中。此标准中对网络通讯所需的帧格式和传输规则进行了标准化的定义，另外还对串口类的通讯帧格式和传输进行规范，这种规约主要适用于传输数据量较大，且传输线路短的数据通讯活动中。
3.3 网络报文存储装置设计
（1）数据清洗。在社会生产活动和人们日常生活的双重需求下，电网的建设规模呈现出持续上涨的态势，随之而来的电网的结构也逐渐形成了复杂性的特征，节点数也呈几何的增长趋势。这种发展形式造成各个子站上传信息的量出现井喷现象。与此同时，网络报文中存在的重复数据、错误数据和异常数据也占去了大部分储存空间。为此，要想在不影响数据储存与传输效果的同时，减少网络通信传输信息的压力，就需要采取有效的措施，对数据信息中的错误数据、重复数据以及异常数据进行清理，从而减轻网络报文储存装置的负担。（2）硬件结构。通过对上述数据清洗原理的分析结果，研发出新型的网络报文储存装置，旨在完善调度自动化系统通信网络在线分析及故障诊断定位技术。
3.4 网络整体介绍
调度自动化通讯网络在线分析和故障诊断定位系统采用的是三层构架，硬件部分包括网络记录仪、子站端网络分析仪和主站端的网络分析仪。其中，网络记录仪可以对交换机的镜像口内的报文贴上标签之后进行储存，起到保存数据信息的作用。而子站端网络分析仪和主站端网络分析仪是接触网络通信技术中的以太网对储存的报文进行读取和分析处理。在建设自动化变电站的过程中，除了对界面和管理进行重新配制之外，还需要在软件中讲过功能模块都设置供开发使用的预留接口，预留接口需要以脚本语言以及类库等多种形式存在。方便在后续的改进工作中，加设新的功能及系统模块，系统开发的相关人员可以使用这些预留接口完成系统优化及功能开发等操作。
4 结束语
在电力行业发展规模不断壮大的形势下，变电站内部的数据传输任务量呈现出持续上升的态势，这就为通信网络在线分析与故障诊断定位带来很大困难。文中对调度自动化系统通信网络在线分析及故障诊断定位技术中的相关问题进行分析，通过对网络通信技术的发展现状进行研究，阐述相关的数据处理方法，研究出具备网络记录仪、子站端网络分析仪和主站端网络分析仪的调度自动化系统通信网络在线分析及故障诊断定位系统。
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论文作者:赵蕾,王慧敏,赵龙,王丽,王晶,白兰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/27
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