智能變電站故障診斷系統及定位技術的探討范文

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摘要：為對智能變電站的故障進行全面診斷，確保變電站供電的穩定性，以網絡拓撲、數據采集分析為基礎，提出了智能變電站故障診斷及定位技術，實現對站控層、過程層等數據信息的實時監控和管理，從而對變電站故障進行精準診斷和快速定位。因此，本文針對智能變電站故障診斷及定位技術進行研究，從網絡通信架構層面對故障診斷和定位技術進行闡述，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

關鍵詞：變電站；故障診斷；定位技術

引言

現階段，智能變電站可以實現信息采集、信息測量、信息檢測等功能，同時具備一定程度的故障診斷能力。研究得知，傳統診斷方式僅限于單裝置設備的自我檢測，局限性較大，主要表現如下：一是診斷單裝置設備的故障，不能發現故障的根本原因，只能發現直接原因；二是沒有集中統一的故障診斷接口和平臺，使得診斷信息不能集中輸出；三是故障診斷不具有系統性，是相對獨立和局部的。因此，為確保智能變電站的穩定運行，要研究智能變電站的故障診斷及定位技術，及時診斷和快速精準定位，盡最大可能預防安全事故的發生。

1智能變電站故障診斷系統設計

智能變電站的故障診斷系統，主要分為三大部分：數據采集、數據分析和診斷數據結果的輸出，其故障診斷技術架構，如圖1所示。智能變電站的故障診斷的基礎是數據采集，采集數據包括：裝置設備信息、網絡設備的日志、變電站內網絡協議報文、信息管理庫、網絡管理協議等，捕獲和過濾篩選網絡數據、統一搜集網絡設備日志，對這些信息數據進行規范化處理和分析，最后得出數據分析結果，為故障診斷提供更加有效的數據支持[1]。智能變電站的故障診斷的核心是數據的分析和診斷，變電站可以經過過程層的網絡連接過程層和設備層的裝置設備，在經過TCP/IP協議連接站控層和間隔層的裝置設備。通過主動報文探測、網絡協議自動化分析等技術，對變電站運行故障進行診斷分析。此外，數據診斷結果的輸出，就是通過人機接口，將變電器運行故障信息進行可視化顯示。

2智能變電站故障診斷關鍵技術

（1）數據采集技術智能變電站內的所有設備裝置的配置信息、設備日志、網絡協議報文等數據信息的采集，則需要故障診斷系統來完成，利用對網絡數據信息的獲取和過濾、集中統一收集和規范化的處理設備的網絡日志和SNMP協議分析處理技術，從而得到較為基礎的分析數據[2]。

（2）變電站網絡協議分析技術依據ICE61850的標準分層框架，變電站的結構有多種分層。從邏輯層次角度講，變電站連接變電層和間隔層設備的工具是變電層網絡，變電站連接間隔層和過程層設備的工具是過程層網絡，主要包括：SMV網絡和GOOSE網絡。有兩類非常重要的信息通過過程層網絡進行傳輸，分別為：GOOSE報文和SMV采樣值報文。GOOSE報文可以對開關量進行上傳，也可以下行分合閘的控制量；SMV采樣值報文可以上傳電流、電壓交流量的采樣值，所以，網絡協議分析主要是分析規范報文、SMV報文、制造報文、GOOSE報文。

（3）變電站主動探測技術變電站主動探測技術主要包含：Internet控制報文協議（ICMP）包探測、站內報文測試、網絡設備日志分析。ICMP包探測即是指ICMP探測報文主動被診斷系統發出，接下來分析設備的響應報文，然后對網絡裝置的狀態進行判斷。站內報文測試就是對智能變電站中的各種報文進行模擬，然后使用網絡報文發射器，將測試報文發送至變電站網絡，根據測試分析結果，對物理鏈路的連接問題、網絡系統的性能問題及網絡裝置的配置問題進行合理的判斷[3]。網絡設備日志分析主要分為4個過程，分別為：日志采集、日志過濾、日志格式轉換、日志解析與告警。

（4）基于SNMP的網絡故障診斷技術基于SNMP的網絡故障診斷技術主要由基于SNMPTrap的報文解析技術、基于SNMP的網絡拓撲發現的故障分析技術和基于SNMP輪詢的異常檢測技術等構成。SNMP輪詢就是指利用GetNextRequest,GetRequest等定時讀取、捕獲和被管理對象故障管理有關的當前值，同時將當前值與閥值庫中設定的閥值進行對比，如果當前值超過界限時，則發出報警信號。SNMPTrap解析是指系統對Trap數據包進行接收、解析，然后獲得系統開機和重啟、通信鏈路失敗并恢復正常狀態、端口流量等診斷信息，有助于尋找故障原因。網絡拓撲發現即是尋找網絡節點并發現網絡節點之間的連接關系，所謂節點就是網絡中的物理裝置和設備，例如：交換機、主機、路由器等，節點關系就是指網絡設備之間是使用哪個接口進行連接[4]。

3智能變電站故障定位技術評價

首先，變電站的邏輯接口模型和功能層可以與變電站的拓撲結構進行有機結合，為智能變電站的故障定位技術提供鏈路路徑[5]；其次，變電站監控系統與IED信息模型和信息交相服務的模型進行結合，可有效提高智能變電站的故障定位技術保障和監控網絡狀態的能力；最后，通過VLAN等網絡技術的應用，可進行網絡組態和流程化的管理，確保對網絡狀況、網絡路徑進行實時的監視，進而實現定位網絡故障，迅速尋找故障目標[6]。研究得知，智能變電站故障不是獨立存在，它具有較強的關聯性，如果某一臺裝置設備發生故障，有可能會引起與它關聯裝置設備的連鎖失效。倘若數據的分析和診斷確定出故障，同時在其他故障區域會同時出現報警提示，因此，對變電站檢修管理工作帶來較大影響[7]。運用變電站故障定位技術，可有效提高故障類別的判斷，故障位置定位及成因分析，通過智能化技術手段，實現變電站運行狀態的科學管理，從而提高變電站檢修效率和工作質量。

4結論

綜上所述，本文對智能變電站的故障診斷及定位技術進行研究，提出變電站狀態監測的可靠方法；充分考慮到過程層的連接關系，有效評估智能變電站的故障風險；研究得知，良好的組態接口信息和接口位置，能夠快速精準的定位智能變電站的故障。在變電站故障檢修過程中，具有顯著效果，同時為智能變電站的故障分析和風險預警，提供有利的技術依據。

參考文獻

[1]許偉國,張亮,金乃正.智能變電站網絡通信狀態監測與故障分析[J].浙江電力,2012(04).

[3]伊洋,胡蘇凱等.智能變電站SCD文件二維校驗碼校驗方法研究[J].電力系統保護與控制,2015,43(2).

[4]辛建波,廖志偉.基于Multi-agents的智能變電站警報處理及故障診斷系統[J].電力系統保護與控制,2011(16).

[5]王浩中,張英梅,汪文全,馬振國,楊博,劉利青.基于多鏈路透明協議技術的智能變電站過程層組網研究[J].科學技術與工程.2015(09).

[6]陳浙.智能變電站過程層故障快速診斷與定位關鍵技術設計與研究[D].山東大學,2015.

[7]許偉國,張亮.智能變電站網絡通信狀態監測與故障分析的方法[A].第輸配電研討會論文集,2011.

作者：尹相國 單位：寧夏電力公司檢修公司