基于电网运维大数据的继电保护通信系统故障定位方法

卢一鸣

摘  要：电网运维继电保护的主要传输方式为光纤通信，在此过程中则依靠通信系统的精准定位，而由于该系统涉及的通信部件与单元数量较多，且种类各异，因而定位通信系统则比较复杂。在实际应用中由于继电保护类通信系统对自身定位不明，再加上搜索范围大，极易发生系统故障，为保证通信安全，技术人员需找出科学方法并准确定位系统故障。为此，本文对基于电网运维大数据的继电保护通信系统故障定位方法进行了探讨。

关键词：电网运维;大数据;继电保護通信系统;故障定位方法

1继电保护通信系统

继电保护通信系统，是指电力系统主设备互感器、断路器等及其相关的保护、测控、交换机等二次设备构成的通信系统。继电保护功能的可靠实现要依赖该系统的每个元件及其组成的系统结构。继电保护功能实现如下非常规互感器将一次系统的电压和电流转换为低电平数字采样值信号，多路低电平采样值汇集至合并单元，通过高速以太网构成的数据采集及传输系统上传至间隔层的保护和测控装置。因此，继电保护相关的IED包括：合并单元（MU）、继电保护与测量控制装置（P&K）、过程总线交换机（SW），这些装置分别对应于实时信息采集系统、保护与控制系统、通信系统，各装置通过网络介质（EthernetMedia，EM）相连。

2电网运维大数据的继电保护通信系统故障定位的实际需求

在对通讯系统故障进行精准定位的时候，为了能够快速对于系统障碍进行定位，技术人员应该明确定位工作的真正诉求，通过这样的方式来提升工作效率。在电网维运大数据的背景之下，技术人员要对于通讯系统管理信息和警告信息有一个清楚认知。首先，要对于通信线路故障和信息板块问题有一个准确地断定，如果是系统内部出现问题，就可通过运维管理中的相关内容和内部的ID标志，即可快速给出故障保护装置所在变电站和屏柜编号等位置信息。对于通信系统故障，需先判断出光缆故障和设备板卡故障类型，通过通信资源管理系统进行故障定位，从而快速指导现场运维人员进行合理的检修工作。在保护装置采用迂回路由通信方式的情况下，当通信系统发生故障时，相关设备发出的告警信息数量大且在物理路径上难以直接确定告警设备问的关系，尤其在多区域复杂故障下，冗余信息和交叉信息更影响故障定位结果的准确度。因此，基于大数据技术中多源信息融合的思想，在故障定位过程中需要整合多源系统信息，并参考历史运行数据形成的经验数据，从而实现快速故障定位并确定故障原因。

3电网运维大数据背景下的继电保护通信系统故障精准定位方法

3.1合理选择数据源

其主要可以从以下几点进行：（1）在设置通信系统的过程中，需设立四项原始信息源，即通信资源管控、OMS、通信网管装置与RPMS等，继电保护器中的警告信息需与通信网管装置、RPMS中的警告信息相符，要实时判断故障发生的具体位置，即通信系统或保护装置内部。（2）经过分析与调查，当故障发生在通信系统中，多项通信通道若出现同时警告时，则需将OMS中的警告信息一一找出，并与当前的通信警告信息一一对应，在分析通信系统中的故障路径后，进而可准确识别故障区域。（3）当初步掌握通信故障区域的位置后，技术人员应仔细分析警告信息，得到更精准的故障结果。在找寻通信资源系统装置后，才能依照其内部的数据信息，找到路径来源，从而获取精准的故障位置。

3.2明确故障定位的流程

第一，当RPMS中发出警告就可以判定通信系统出现系统故障，从而开展对于系统故障进行定位的一系列操作，依照出现的先后次序检查继电保护和通信王国设备中出现的警告信息内容，从而对于出现系统故障的位置有一个初步的判断;第二，当RPMS和通信网管设备中只有一个发出警报，如RPMS发出警报信息，那么出现的系统故障基本上可以确定是保护装置出现的问题;若是通信网关设备发出警告就意味着通信系统出现问题。如果说多个线路同时发出警告，工作人员就要对路由拓扑进行分析了解其出现问题区域，并分析出故障的具体位置;第三，当通信线路之间存在着交叉的现象，就可以使用历史数据来掌握出现故障的位置。一般来说，主要使用贝叶斯算法进行分析，在对于历史运行数据进行分析时，能够看到过去设备发出来的警告和故障信息，通过计算找出问题原因，对于机率最大的问题进行定位，找出出现故障的位置。还可以对于通信系统故障定位工作流程进行完善，以此保障故障定位工作效率和质量。比如说，某一个通讯系统经常会出现系统故障，但是由于通信设备覆盖面积大，涉及的功能较多，很难对于故障位置进行准确定位。随后技术人员完善了通讯系统故障定位的流程，对每一项设备问题都进行了详细的研究，并设计出了与问题相匹配的解决算法，让在故障发生时能够更加有针对性地解决，大幅度地提升了相关工作人员的工作效率。

3.3使用算列仿真技术

3.3.1对结构化数据进行探究整理

设置数据库时，要根据不同类型的信息数据，对数据整合后进行统一管理，再对多个数据内容进行建模。对于结构化数据，要根据相关的管理制度进行统一管理，而对于非结构化的数据，例如，某次系统的故障工单，应及时解析原文件，并将原信息完全抽取后才能开展储存工作。与此同时，将数据按不同形式统一存储后，对于其内部关联性应加强实时管理，将每个系统中的数据按不同故障主题进行定位与组织，设置维度表与事实表。

3.3.2建立全面的关键字匹配机制

创建了关联性的系统之后，工作人员还可以建立关键字词匹配机制来减少信息错误或是缺乏警告信息出现的次数，主要有以下两种方式：第一，通信网管和RPMS系统的警告信息都是携带ID身份认证的，技术人员可以将这两种警告信息中的“保护ID”联系起来，保护ID作为识别信息的唯一关键词，在识别到这一关键词后就可进行故障定位;第二，为了减少缺少ID相关信息或是匹配不成功到知识信息关联失误带来的影响，工作人员还可以采取静态配置信息关键词的搜索匹配方式，将RPMS系统发出来的警告信息中的“装置名称”和通信网管系统警告信息中的“承载业务”作为关键词进行搜索，实现故障匹配对故障进行精准定位。

3.4采取科学方式对系统故障进行定位

3.4.1路由拓扑法

当通信系统当中多个线路发出警告时，技术人员可将OMS对应的线路剥离出来，对其传输路径进行观察，让其转变为拓扑结构。当通讯系统当中发生故障时，多个线路都会发出警报，所以这一方式的最重要一点就是要找到拓扑汇聚比较集中的区域，就可以对故障区域进行精准定位。

3.4.2贝叶斯算法

贝叶斯算法就是对继电保护的通讯故障判定前，对相关线路时刻观察，在知道有可能发生的问题后，技术人员对这些问题发生概率进行计算。一般来讲，针对通信网管中的历史数据，应对其定时整合并清理，对某些数据可实行进一步优化，而另一部分旧式数据则需适当淘汰。而对于产生故障的数据信息，要仔细分析其产生的概率，对其告警信息进行判断，某些故障信息会产生交叉，工作人员将价值量较高的信息予以保留。此外，为更方便地开展数据整合工作，可设置贝叶斯数据结构网，从而将数据信息更直观地展现出来。

4结束语

本文针对故障定位的实际需求，提出了科学选择数据源、完备故障定位流程、使用算例仿真技术及合理定位系统故障四项改进通信系统故障定位的具体方法。

参考文献

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[2]林彤，陈锋云.微机继电保护系统故障信息自动检测方法研究[J].电子设计工程，2020，28（16）：87-91.