大数据下继电保护通信系统故障定位方法

王鹏林

（山东黄金电力有限公司，山东 莱州 261400）

0 引 言

近年来，随着电子技术和半导体技术的不断发展，人们的日常通信方式正经历着巨大变革[1-3]。通信系统是通信的主要载体之一，由不同的模块集成。一旦通信系统发生问题，其故障的识别和处理费时费力[4]。通信系统的供电电网出现故障的频率较高，加上通信系统覆盖的范围较广，发生通信故障时对其进行定位比较困难，如何及时查找故障并对其进行有效处理成为亟待解决的问题[5]。

高压电网继电保护过程中，对同一输电线路两端均采用保护手段，具体而言包括直达和迂回路由两种方式。在对通信系统的故障进行定位过程中，为了提升故障识别的效率，故障分析人员应该先明确故障出现的源头。在大数据技术的支撑下，故障分析人员要对通信系统的管理和告警具备清晰的认识[6-10]。如果板块之间出现问题，则需要借助运维管理文档中的ID标识找到其编号等信息，同时进行相关处理。如果是通信系统出现问题，便要对问题的类型开展判断，在对系统中存储的海量数据进行分析定位后，通信系统的维护人员才会开展相应的运行维护工作[11]。目前，大数据技术发展迅速，已经逐渐渗透到不同的行业中，并为用户带来了巨大收益。对于大数据技术支撑下的继电保护通信系统，通过不断探索故障定位的主要方法并优化故障定位技术，创造更大的效益。继电保护通信系统基本构成如图1所示。

图1 继电保护通信系统基本构成

1 故障定位分析

搭建大数据平台，设置通信资源管理系统、对象管理系统（Object Management System，OMS）、通信网管设备以及远程电源管理系统（Remote Power Manager System，RPMS）数据存储模块。如果继电保护的信息显示模块中出现报警信息，则需要对通信网管设备中所显示的信息和RPMS中的相关报警信息进行比对，然后进行数据分析，监控故障发生的节点。一旦出现通信问题，通信线路会发出报警信息，借此来对OMS和设备信息进行对比，从而对故障所发生的区域进行准确定位[12]。在寻找到具体的定位区域后，还需要对告警的信息进行准确辨别，分析故障的类型，然后通过大数据技术进行数据源精确定位。

尽管定位技术相对成熟，但是技术人员还要对故障的具体处理机制和流程进行明确，从而规避故障处理过程中出现的问题。一旦RPMS系统发现报警情况后，系统便会针对具体的故障类型进行提示，随后基于故障类型开展具体的定位分析，对警告出现的次序进行排列，检查继电保护和通信设备中出现的警告信息内容，对故障出现的源头进行充分分析，明确具体的故障位置[13]。当RPMS和通信设备两者中仅有一个出现报警信息时，则根据判断逻辑可以分析保护装置出现的问题。若存在多个线路同时出现故障，则工作人员需要对具体的问题进行分析。当线路之间存在信息的交错问题，则需要采用历史大数据开展故障的定位研究。从定位角度而言，常规的定位主要是使用贝叶斯算法开展研究和分析，从而迅速锁定问题出现概率最高的地方[14]。技术人员需要完善通信故障的定位流程，对问题进行逐项仔细研究，并且对匹配算法进行优化，从而精准解决故障。当通信系统中存在多路报警情况时，对OMS中对应的报警信号进行分离，观察其传输路径，找到拓扑汇聚相对集中的区域，从而精确定位故障。贝叶斯网络模型如图2所示。

图2 贝叶斯网络模型

和传统的方式相比，贝叶斯网络算法更加简便快捷，计算效率更高。其采用图形化的表现方式，能够以可视化的方式呈现模型的复杂变化情况。此外，贝叶斯网络模型能够处理不完备的数据信息。传统的数据处理模型要求技术人员要完全掌握数据的输入类型和规则，缺少数据的任何一部分，模型都无法正常运转。贝叶斯网络模型则可以在用户输入部分数据的前提下完成对模型的精准构建，从而实现对通信系统故障的快速定位分析。

利用贝叶斯网络模型能够对变量之间的因果关系进行分析，然后通过其中一个或多个变量的输入推导其他变量，进而构建其全部推理模型。充分采用相关数据样本，将信息和大数据样本充分结合，实现信息之间的充分关联。

2 基于大数据技术的继电保护通信系统故障定位方法

继电保护装置出现故障时，对故障的具体位置进行确认之后将其切断，进而确保通信过程的正常运转，不受外界的干扰。在系统发生故障后，所有的电气物理量特征会出现非常大的变化。当电流出现明显增大的情况时，电流和电压之间的相位角便会发生很大程度的改变，同时测量阻抗也会发生明显的变化。

和传统的贝叶斯网络模型相比，继电保护技术的优点在于算法更加简洁，计算的实时性和准确性更高。继电保护装置并不存在复杂的网络算法模型，一旦故障发生，即可实时显示出来，不需要经过复杂的信息传递，准确度较高。贝叶斯算法需要经过复杂的信息传递，在信息传递过程中容易出现信息误差，从而对其他正常的部位造成影响，带来不必要的维修成本和费用。对于继电保护的基本要求，是可以准确、快速且灵敏地完成工作任务，而且还能够提升数据处理的可靠性水平。选择性是指一旦通信系统发生故障，继电保护装置仅将故障的部位从系统中切除，而不切除其他部位。可靠性是指在没有故障发生时，继电保护装置不会出现误动；当发生故障时，保护装置不会出现拒绝动作的情况。

在计算机数据库中收集不同类型的数据信息，快速整合后进行数据建模。对于某些结构化的数据类型，要基于管理标准进行数据的顶层策划和分层管理，从而实现数据的结构化存储。此外，需要按照数据的不同情况进行存储，创建不同维度的数据表。在完成表的创建后，工作人员还需要建立关键字匹配机制，从而避免信息数据缺失。此外，为了降低因ID缺失而导致信息匹配失误带来的危险，工作人员还可以采用静态配置信息的方式实现信息匹配，将RPMS系统发出的警告信息作为关键字进行搜索，进而实现快速定位。

3 结 论

综上所述，随着通信技术和计算机技术的不断发展，逐渐出现了多种通信故障定位方式。基于大数据技术的继电保护通信系统故障定位方法已经比较成熟，技术人员可以采用此种技术实现通信系统内部故障的快速定位，不断提高自身故障定位处理的水平，从而带动行业的长久发展。