智能变电站网络报文信息与二次设备运行异常快速定位和消缺技术分析

智能变电站网络报文信息与二次设备运行异常快速定位和消缺技术分析

邬荷叶杨拓原野沈森焕刘玉

（国网浙江宁波市奉化区供电有限公司浙江宁波315500）

摘要：文章以推动电力行业发展为前提，针对智能变电站网络报文信息与二次设备运行异常快速定位和消缺技术展开分析。首先介绍了智能变电站网络报文分析配置根本原则，其次对智能变电站网络报文信息系统设计进行总结，最后论述了网络报文信息与运行异常快速定位和消缺技术功能，希望能够为今后智能变电站运行提供参考，大力推动我国电力行业稳定发展。

关键词：智能变电站；网络报文信息；二次设备运行异常快速定位；消缺技术

社会发展至今，居民用电量不断提升，直接推动了变电站规模的扩张，二次设备种类也越来越丰富，从而提高了复杂性与智能性。智能站投运之后，开始有一些新式智能设备得到应用，使故障消缺难度也有所增加。基于此，为了确保电力能够可靠运行，除了要提高电力系统水平之外，和技术人员专业性也有分不开的关系，必须要提升技术人员专业素质以及反事故能力。然而，出于对电力公司工作需求的考虑，难免会有一些工作人员频繁的调动工作岗位，为变电站相关工作的运行带来一些消极影响，需要开发一种管理工具实现消缺操作，保证操作的简便性与效率，能够全面提高消缺速度，为今后电网运行奠定基础。

1智能变电站网络报文分析配置根本原则

网络报文分析系统主要包括网络报文记录单元、网络报文分析单元。其中网络报文记录单元是以电压等级、网络配置为前提，如果SV、GOOSE接入量大，那么这时单个网络便可以支持诸多网络报文采集单元同时配置[1]。随后，网络报文记录单元中的单独组网对信息进行上传，传送给网络报文分析单元。网络报文记录单元利用互联网接收网络报文记录单元传输的SV、GOOSE报文。

2智能变电站网络报文信息系统设计

2.1二次设备运行知识库

知识库主要是以相应领域问题求解需求为依据，使用对应的知识表示模式，将其储存在计算机存储器内，通过组织、管理、储存、使用等方式将知识片进行集合。其中涉及到的知识片包含领域内理论知识与事实数据，通过专家积累的经验获得的一系列启发式知识。知识库为信息、知识赋予了有序化的特点，能够加快实现知识共享，帮助企业尽快实现和客户之间的有效交流，并且有效管理客户知识。此外，知识库也可以与企业员工培训、产品研发以及售后服务等一些环节相结合，充分提高产品质量与服务水平。知识库主要有故障处理、设备消缺这两种功能，有效储存历史知识以及工作人员现场积累的实际经验，一旦出现运行故障，快速带领工作人员对故障进行快速定位与消缺。通过知识库以及软件技术构建维护经验数据模型，确保消缺事件能够根据固定格式在数据库内储存。

2.2设计方案

2.2.1建模

将历史和现场知识库信息进行建模，依据固定格式以及类型对相关数据进行处理，由此便可以构成专家知识库。展开历史数据的模型化分析，使用数据挖掘算法可以确定各种数据之间存在的关联，构建数据关联模型，明确一类数据变化对于其他关系数据的影响，从而构建专家模型，统一分析电网内的各项数据，提出专业的意见。

2.2.2开发终端设备

立足于知识库开发终端设备，其中具备专家系统、知识搜索、知识发布以及知识可视化等诸多功能，可以快速了解设备状态，查询故障所在位置。知识库建模与数据处理结束之后，针对现场消缺这一工作，可以将数据输入到相应设备中，便可以将设备台帐、历史数据等呈现出来。将故障特征输入到设备中，可以将以往经验、智能化预测呈现出来，帮助技术人员能够快速定位故障与消缺。

2.2.3专家库功能的添加与修改

技术人员应用期间经常会发现专家库有关事件存在问题，必须要对原来信息进行修改。技术人员消缺之后，也需要在专家库中添加一些新的经验。知识点根据彼此之间的相互关系依次展开，便可以构成层次化结构，填充知识库内容，使智能电网知识库的层次更加丰富。在构建专家库基础上保证其规范性，并持续研究专家库持续更新与数据完整性等其他技术，监控人员在实际操作过程中积累经验，如此便可以实现专家库录入、修改以及校验等一系列功能，操作更新实现专家库维护对于监控决策而言非常重要，按照监控分析经验动态操作进入到专家库中，应用期间便可以快速获得操作者想要的信息，确保决策信息的可靠性与合理性。

3智能变电站网络报文信息与运行异常快速定位和消缺技术功能

3.1记录原始数据

如果电力系统出现运行方面的故障，一方面需要对记录网络原始报文展开分析，另一方面便要将电力系统一次设备故障波形与二次设备动作行为进行追溯，方便故障的快速定位与消缺[2]。

3.2对象监督与分析

基于物理设备角度进行分析，系统主要分为合并单元、智能终端、监控后台以及交换机等多个部分；基于协议类型以及逻辑接点进行分析，则主要包括SV接点、GOOSE接点以及IP接点等几个部分。

3.3记录报文信息数据

记录的报文信息数据主要分为以下几个方面：第一，数据分辨率小于等于1us；第二，SV报文连续记录存储大于等于3d；第三，GOOSE报文连续记录储存大于等于15d；第四，MMS报文连续记录存储大于等于15d；第五，报文异常事件记录存储超过1000条；第六，文件格式选择pcap格式。

3.4实时报文监督

报文实时分析与监督，可以获得预警信息，并将报文记录启动。其条件主要包括以下几点：（1）报文格式出错[3]。具体如SV和GOOSE这两种报文格式出现错误；（2）报文间断，出现了丢帧和重复等问题：（3）报文不同步；（4）数据属性出现改变，体现为品质因数和同步标志等出现变化；（5）SV采样不正常，出现双A/D不统一以及GOOSEStNum与SqNum变化规律异常等；（6）对时服务异常；（7）和SCD配置不同。

3.5实时监督网络状态

系统可以对网络状态进行实时监督与分析，主要对网络内节点变化情况、报文流量以及通信状态等进行监督，明确预警信息，开启报文记录。具体条件包括以下几点：流量存在异常、节点骤增、通信超时等。

3.6实时监督电力系统数据

针对电力系统数据进行实时监督，具体包括有效值、相角和有功功率、无功功率等，并对下面几种异常情况展开深入分析：（1）电压突变；（2）电压、负序电压、零序电压、二次谐波电压、三次谐波电压越限等，明确对应的告警信息[4]。

结束语：

综上所述，智能变电站的快速发展，网络报文记录分析系统得到广泛应用，为了能够快速定位二次设备运行故障，需要使用消缺技术，优化软件功能的同时，也能够降低成本，提高处理能力，实现大容量、智能化、低成本的发展目标。

参考文献：

[1]陶冶，张明.基于IEC61850的智能变电站通信网络的实时性分析[J].电气自动化，2018，40（03）：37-39.

[2]施寅跃，付艳兰，李琳玮，黄雄，黄汉昌.基于PRP和HSR冗余协议的智能变电站网络组网研究[J].电力信息与通信技术，2018，16（05）：52-57.

[3]靳梦莉，吕勇，高强.NFV在智能变电站通信网络管理系统中的应用[J].中国新通信，2018，20（09）：45-46.

[4]陶文伟，高红亮，杨贵，张喜铭，彭安.智能变电站过程层冗余组网模式及网络延时累加技术研究[J].电力系统保护与控制，2018，46（08）：124-129.