电力系统网络数据采集方法探究

杨文益，何林涛，胡安慰，喻宏江，刘慧

（云南电网有限责任公司怒江供电局，云南 怒江 673100）

0 引言

在互联网、云计算、大数据技术、物联网等现代化新兴技术的大力发展下，实现电力系统的智能化运维管理，成为电力系统发展的重要趋势。利用信息化通信网络技术，可以对电力系统的相关数据进行规范化采集，实现对通信网络设备运行状态的全方位实时性监测，为电力运维管理提供即时的数据依据，推动我国电力系统的正常稳定运行。当前有关电力通信报文记录和分析装置在报文获取方式上，都是通过在交换机设置镜像端口来获取，使用场合局限在较小范围，而且对专业技能要求很高、配置复杂，通常装置也很难做到便携。基于此，可以研制一款通用傻瓜便携式网络通信报文记录器，设计给予其简单直接的报文获取能力，使其成为运维人员、检修人员、工程人员在日常工作中用于查找分析网络通讯数据问题的高效通用型器具。

1 综合概述

目前有关电力通信报文记录和分析装置在报文获取方式上，都是通过在交换机设置镜像端口来获取，使用场合局限在较小范围，而且对专业技能要求很高且配置复杂，通常装置也很难做到便携。因此，若是能实现采取一种无需通过镜像端口和通讯规约，直接网络接入，无需任何配置即可获取通讯报文的方式，也是一种创新性的空白填补。此种获取报文方式的实现，将为现场安装工程人员的安装调试、运维人员日常排查故障、开发人员开发过程中测试调试提供一种简单有效易用的工具，提高工作效率[1]。本项目拟研制一款通用傻瓜便携式网络通信报文记录器，设计给予其简单直接的报文获取能力，使其成为运维人员、检修人员、工程人员在日常工作中用于查找分析网络通讯数据问题的高效通用型器具。该装置可以对智能变电站网络通信状态进行实时性在线动态检测，并对其系统、设备的运行状态进行科学诊断与评估，该工具可以利用智能化技术对通讯报文进行全面的解析，对电力系统故障波形开展科学分析与评价，还可以对故障波形以及动作行为痕迹进行全过程记录存储，以便电力维修人员对电力系统的故障原因进行综合性分析，明确故障影响因素，从而采取有针对性和高效的防范方案，保障电力系统通信网络的安全稳定运行，促进电力事业的可持续发展。

2 网络安全型通讯数据存储工具的研发必要性

为了保障电力系统通讯网络的安全稳定性运行，需要对电线的电压、电流、功率等参数进行实时监测、测量、采集和记录，结合电力网络数据的全面采集与分析，可以对电力系统的运行状态进行及时掌握分析，从而第一时间发现异常情况，方便维修人员采取有效的维修手段进行运维管理。在电力产业体制改革逐渐深入的背景下，对电力网络数据进行全面采集，成为电力系统运维管理的必然需求，也是提升电力系统运维管理水平的重要途径。在现代化智能技术、云计算、网络通信技术高速发展的基础上，逐渐实现智能化网络数据采集成为电力数据采集的重要发展方向[2]。智能化技术的充分应用，可以实现数据采集、处理、统计、存储功能的统一化融合应用，实现功能多样化和配置的灵活性，助力电力系统运维管理的高效性。

现阶段使用的电力通信报文记录和分析装置，在报文数据获取途径上，往往需要使用交换机对镜像断口进行规范性设计，才能实现报文获取，但是这种装置的适用性较低，可以使用的场合不多，而且在具体应用中，不仅需要较为专业化的技术知识，而且配置要求较为复杂，不利于携带，严重限制了其使用效能。目前使用的电力通信报文记录与分析装置，在具体使用中存在以下缺陷和问题：网络数据采集可以通过数据分析对电力设备以及整体系统的运行状态进行评价与诊断，如巡检、运行工况、带电检测、停电例行试验、停电诊断试验数据等。在智能技术的深入应用背景下，智能电网建设水平日益提高，原有的设备在状态检测以及数据采集方面出现了很大的不利因素[3]。如，使用原来的数据采集方法不能对数据采集记录的全面性和真实性进行保障，往往需要现场数采集人员具有较高的专业技能，且配以较高水平的装置才能实现，引起电力通信网络数据采集记录结果的不稳定性；数据采集规范性不足，由于电力设备种类较多，自动化水平差异较大，数据各式标准不同，往往在对数据进行记录时存在不规范、效率低、格式难以统一的问题；以往进行带电检测试验数据采集工作时，需要到现场进行采集，工作不方便，录入数据效率较低，采集的数据价值性功能较少；在以往的通信报文数据记录与分析过程中，往往需要较长的中间过程，数据整理、分析、运用周期较长，不能对电力设备运行状态进行即时诊断、评估，影响数据应用时效性。

3 网络安全型通讯数据存储工具研发探究

3.1 软、硬件研发

（1）硬件装置架构。该装置主要需保障以下硬件条件：2个以上RJ45网口、多个USB接口、自带电源，且主要是通过电池供电，可以使用外接充电宝提供电源，也可外接适配器供电，整体供电方式较为简单、便捷，而且整个装置体积、重量不大，整体架构较为小巧，便于携带。由于在电力系统中包含很多类型的设备，而且不同设备对同步数据的精度要求存在一定的差异性，如线路行波测距装置、同步向量测量装置、雷电定位系统等都需要较高的同步精度。该工具作为网络报文记录与分析装置，是一种第三方监测设备，需要结合具体的电力设备实际需求，提高同步精度[4]。可以在装置中配备特定的对时卡，以便对其同步精度进行有效控制。还需要在装置中设置硬件压缩卡，提高压缩比率，并提高双硬盘交互速度，增加存储容量，以便应对智能电网越来越多的报文数据采集需求。

（2）软件装置架构。在对该装置设备进行研发设计时，需要保障其具备以下功能：报文记录过程中不能影响原来的通信、免配置即插即用、插入U盘可自动拷贝报文。

3.2 研发意义和作用

该网络安全型通讯数据存储工具的研发与应用，可以改变传统装置的缺陷问题，不仅便于携带，适用性较好，而且对现代化智能技术、云计算、网络通信技术等进行综合应用，推动电力通信报文记录与分析的智能化、网络化发展。在实际应用中，该装置可以解决针对网络通讯报文中偶发事故问题的数据记录存储问题；解决传统此类型记录装置配置复杂携带不方便的问题，能真正做到傻瓜式配置且小巧便于携带；解决部分现场记录装置安装环境恶劣、条件不方便携带的问题，如电源等；解决由规约类型限制的问题，能做到针对所有网络通讯、通用性更好；解决报文数据拷贝、调阅、读取缺乏便利化的问题[5]。

3.3 创新技术应用

该装置的研发设计，对网络透传技术进行了合理应用，在使用过程中，不需要配置设备的通讯地址，可以在通信网络、电力系统正常运行过程中进行带电检测和应用，这是对传统电力网络通讯报文获取方式的创新与优化；可以直接插入接口进行使用，省却中间转接装置，如交换机镜像端口等；突破了规约类型对网络通讯应用过程中的限制；不需要其他配置，直接插入U盘即可将报文自动拷贝进U盘，实现报文数据的拷读取，即插即用。

3.4 效益预测分析

在现代化社会经济发展背景下，高新技术日新月异，传统的电力系统运营管理方式已经不符合现代社会发展需求。该工具的研发应用，可以为电力网络通信报文的获取提供极大的便利性，提高日常工作中对自动化通信维护和问题排查的效率；该工具的研发应用，进一步提升了电力系统运维效率，减少运维管理人员的工作量，缩短故障维修时间，对电力系统运维成本进行有效控制。同时该工具的合理应用，可以极大程度上保障电力设备运行安全性，降低电力设备带电检测过程的危险系数，推动整体工作过程的安全性，有效提升电力企业的盈利效益水平。由此可见，本记录器的成功研制，可开发出一套通用网络报文记录神器，不仅是在电力通讯方面，在交通讯息、国防通讯、能源讯息、航天通讯等任何网络通讯的场所都有其发展运用的前景。

4 结语

综上所述，在现代化社会发展背景下，智能化电网逐渐成为电力事业的发展趋势，传统的电力通信报文记录与分析装置已经难以服务现代化智能电网发展需求。需要结合实际情况，研发一种网络安全型通信数据存储工具，提高电力通信网络数据采集的高效化、便捷化与即时化和智能化发展，突破通信规约的限制因素，减少电力设备运维工作量，提高电网运维的整体工作效率，以及电力通信网络数据采集的规范性和可靠性，助力我国智能电网事业的高质量发展。