基于电力4G专网的继电保护智能移动运维平台的应用

2018-04-09张玉冠张继刚

通信电源技术 2018年1期

张玉冠 , 张继刚

(1.济南大学，山东济南 250022; 2.国网山东阳谷供电公司,山东阳谷 252300)

随着电力4G专网继电保护设备的整体性能逐渐提升，电网对于自身的保护状态以及整体数据的收集、性能使用以及监视能力要求也越来越强。通过借助智能设备的保护以及运维平台的应用，使电网的数据分析以及处理效率得到有效提升。电网变电站设备层的存在取代了传统的二次电缆连接，对二次回路的状态也实施了有效检测。

1　继电保护回路状态检测

继电保护设备的二次回路通过采用光纤组网替代传统变电站的电缆连接，通过使用数字信号取代了传统变电站中的模拟信号传输[3]。继电保护二次回路的状态检测，具体为通过使用数字信号的相互传输交换，对电网的整体设备链路状态以及具体的通信内容进行检测，从而使得继电保护设备的电力回路状态有了检测的可能，有效取代了传统的继电保护设备定检运维方式。此种二次回路的状态检测具体包括了物理链路的二次回路状态检测以及逻辑链路的二次回路状态检测。

1.1　物理链路状态模型建立

物理链路的状态检测完成了电力4G专网的变电站通信电网中，每一个通信环节的具体设备运行检测以及功能性评估。要想对物理链路的状态进行检测，就要对该链路的具体运行模型状态进行清晰的描述。物理链路上所涉及的诸多设备对象，比如其中包括了电网的合并单元、终端的职能设备以及信息交换设备等，每一个设备对象之间的电路通信也包括了诸多环节存在，比如端口以及线缆的存在。对于此类通信对象，建立的物理链路的状态模型如图1所示。

图1　通信对象模型样例

物理链路的运维平台状态检测主要是借助于继电设备的智能性装置以及交换机上的诸多警告信号，从而将物理链路状态下的异常信息进行快速捕捉。但是相较于通信设备，绝大多数的情况下通信设备的警告信号往往指的并不是真正的通信保障设备，而是基于物理链路上的故障定位设备。在传统的人工排查模式中，对故障设备进行逐步排查进而定位。但是此种方法虽然保障了故障的定位准确性，却消耗了大量的人力物力，并且极度延长了设备故障点的恢复时间，导致如果不能及时地对故障进行消除，就会使得网络通信电网的整体功能失常。那么运维系统的存在就可以通过其故障诊断功能对继电设备中的故障进行功能性诊断。通过依照上述的建模方法，对保护装置、测试装置以及智能终端与交换机之间的通信装置进行模型建立。各个装置设备的端口以及各个端口之间所存在的交互性连接关系如图2 所示。

图2　通信建模示意图

1.2　逻辑链路状态检测

逻辑链路的状态检测主要实现了智能变电站的过程性电能网络检测，主要目的在于如何将通信内容保证其正确性和有效性。正确性是对通信内容的具体格式进行检测，确定其是否规范，而对于通信报文中所存在的相关数据就要检验其是否存在重复以及是否正确。有效性是通过对通信内容的具体工程配置以及预期配置进行检验，确定其是否保证一致。实际运行过程中会存在诸多问题，比如信号的丢失、数据采样错误以及警告装置的出错等，都会对继电保护设备的整体性能造成直接的影响，无法使得相关设备正常运行。

2　辅助性维修

运维平台的存在不仅能够实现继电保护设备的功能性，以及二次回路的整体状态检测和系统性评估，更能对具体的系统功能性进行辅助维修，此种功能对于电力4G专网的继电保护设备的日常维修工作起到了较为实用的成效[10]。借助有效的检修设备对继电保护设备进行具体维修工作，防止出现继电保护设备的二次回路，使用光纤组网将电缆连接取而代之，从直观的接线到抽象的网络报文。运维系统检测继电保护设备的自身功能性的同时，还能够给运维平台的具体工作人员，展现清晰可视化的继电保护视图，如图3所示。

图3　继电保护设备检修隔离示意图

如图3所示，继电保护设备之间的二次回路的具体关系尤为清晰，同时还可实现各回路压板之间的具体运行状态。

3　继电保护设备运维平台系统的应用

以某地电力4G专网的变电站中继电保护设备运维平台的具体应用为例，分析其主要应用。运维平台系统的结构如图4所示。

图4　继电保护设备运维平台系统构架图

图4中，运维平台的整体功能性SCD可以对配置数据进行获取，其中包括具体的模型以及压板配置和端口等，能够将其存入回路模型库中。运维平台中的继电保护设备具体状况以及运行信息，可以依照网络层之中的站控层以及过程层进行获取分析，并且能够实现继电保护设备的实施状况和监测功能。

4　信息交互系统

如图5所示，移动终端的信息系统与主站端的服务数据信息交互通常借助两种方式：其一为通过移动终端系统发送既定的HTTP请求，将系统请求中利用Server进行信息发布，随后使用终端系统完成发送的请求，借助Server完成回复请求，被应用于绝大多数业务的主要数据传输；其二是建立长连接，借助终端设备与WebSocket和Server之间完成通信。此种方法较为适用于Server的信息推送至移动终端的具体情况，比如发布既定的新任务。通过使用WebSocket进行信息连接推送，有效地避免了出现HTTP的弊端，减轻了电力专网服务客户端的压力。