无线通信技术支持下的继电保护运维研究

张厚利

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

继电保护是电力系统中重要的安全保障措施，主要用于检测和保护电力设备与线路在发生故障时的安全运行。随着无线通信技术的不断发展和普及，越来越多的电力公司开始将无线通信技术引入继电保护系统的运维。文章旨在研究无线通信技术支持下的继电保护运维，以提高运维效率和可靠性。通过相关分析，证明无线通信技术在提高继电保护系统运维效率和可靠性方面的潜力。

1 无线通信技术概述

无线通信技术指通过无线电波或红外线等无线介质传输信息的技术。它是现代通信领域的重要组成部分，广泛应用于移动通信、无线网络、卫星通信、无线电视、无线传感器网络等领域。无线通信技术的基本原理是利用无线电波或红外线传输信息信号，发送端将信息进行调制，并通过天线发射出去；接收端接收到信号后，通过解调还原出原始信息。无线通信技术可以实现远距离的无线传输，克服了有线通信的限制，提升了通信的便利性和灵活性。常见的无线通信技术包括无线局域网、蜂窝移动通信、卫星通信等。无线通信技术的发展使得人们可以随时随地进行无线通信和数据传输，提高了信息交流的效率和便利性[1]。随着5G 和6G 等新一代无线通信技术的广泛应用，无线通信将进一步实现高速、低延迟、大容量的数据传输。5G 通信技术的特点及相关应用如表1 所示。

表1 5G 通信技术的特点及相关应用

2 无线通信技术支持下的继电保护运维要点

2.1 身份认证技术

身份认证技术在继电保护运维中的要点如下。第一，在无线通信技术应用中，采用合适的身份验证机制来识别和验证用户的身份。常见的身份验证方法包括用户名和密码、指纹识别、智能卡等。用户必须提供有效的身份凭证才能获得访问权限[2]。第二，为了提升身份认证的安全性，可以采用双因素身份认证方法，即用户需要同时提供两个或多个不同类型的身份验证要素，如密码和指纹、密码和手机验证码等[3]。这样可以大大提升身份认证的安全性。第三，在继电保护系统中，可以使用访问控制列表（Access Control List，ACL）来限制特定用户或用户组对设备的访问权限。ACL 可以根据用户的身份、角色和权限级别来设定，只有符合条件的用户才能进行相应的操作。第四，在无线通信技术下，采用安全协议和加密技术对通信进行保护。第五，为了增加安全性，建议定期更换用户的密码或身份验证凭证，以防止密码泄露或被破解。第六，继电保护系统的组成部分如图1 所示，应具备日志记录和审计功能，记录用户的操作行为和访问记录，以便追踪和审查可能存在的安全问题[4]。

图1 继电保护系统的组成

2.2 移动智能终端技术

通过利用移动智能终端，运维人员可以实现远程监测、控制和管理继电保护设备，提高运维效率和响应速度。移动智能终端技术在继电保护运维中的要点如下。第一，借助移动智能终端，运维人员可以通过无线通信技术远程监测继电保护设备的状态、参数和报警信息等，随时随地获取实时的设备数据，并进行必要的操作，如开关控制、参数设置等。第二，开发针对移动智能终端的应用程序，使运维人员能够方便地访问和操作继电保护系统。这些应用程序可以提供直观的用户界面和功能，以简化操作流程和改善用户体验。第三，通过移动智能终端，运维人员可以可视化地查看继电保护设备的数据和趋势分析，使用图表、图像和报表等工具来分析数据，帮助更好地了解设备状态和故障情况，从而做出准确的决策。第四，移动智能终端可以接收继电保护设备的实时报警信息，并向运维人员发送通知。这样，运维人员可以及时响应和处理报警事件，避免潜在的设备故障和系统事故[5]。

2.3 信息传递

通过有效的信息传递，可以实现设备状态的及时监测、故障的迅速响应以及运维决策的高效执行，技术要点如下。第一，无线通信技术可以用于实时监测继电保护设备的状态和性能指标，并将这些信息及时传递给运维人员。传感器和监测设备可以通过无线通信网络将数据传输至中心控制室或数据中心，实现对设备运行状况的远程监控。第二，当继电保护设备发生故障或异常情况时，无线通信技术可以通过短信、邮件、手机应用等方式向运维人员发送报警信息或事件通知。这样可以实现及时响应和快速处理，减少故障对系统的影响。第三，利用无线通信技术，运维人员可以通过远程终端设备对继电保护设备进行远程操作和控制。无线通信构架如表2 所示。这样可以减少人工干预，提高运维的效率和灵活性。第四，无线通信技术可以实现不同维护人员之间的数据共享和协同工作。通过云平台或共享数据库，运维人员可以共享设备状态、维护记录、故障经验等信息，提高运维团队的工作效率和沟通协作能力。第五，通过无线通信技术，可以将继电保护设备的状态数据传输至大数据中心服务平台进行分析和挖掘。这样可以为运维决策提供支持，包括故障预测、设备健康评估、优化维护计划等方面的决策[6]。

表2 无线通信架构

2.4 大数据中心服务平台

通过利用大数据中心服务平台，可以实现对继电保护设备的集中管理、分析和优化，提高系统的可靠性和运维效率，具体功能如表3 所示。此外，大数据中心服务平台在继电保护运维中的相关要点如下。第一，大数据中心服务平台可以实时采集和存储继电保护设备的各种数据，包括状态、参数、事件和报警等。这些数据可以通过无线通信技术传输至数据中心，进行进一步的处理和分析。第二，通过大数据中心服务平台，可以对继电保护设备的数据进行大规模的分析和挖掘。利用数据分析算法和人工智能技术，可以发现隐藏的故障模式、预测设备的健康状况，并提供智能化的决策支持，帮助运维人员优化运维策略[7]。第三，大数据中心服务平台可以实现对继电保护设备的远程监控和诊断。运维人员可以通过无线通信技术远程访问大数据中心，实时监测设备的状态和性能指标，并进行故障诊断和排除。第四，通过大数据中心服务平台的分析功能，可以实现对继电保护设备的预防性维护和优化。基于设备的历史数据和趋势分析，可以制定合理的维护计划和策略，提前发现潜在问题并采取相应措施，以提高设备的可靠性和延长寿命。第五，大数据中心服务平台可以对继电保护设备的资源进行有效管理和调度。通过分析设备的使用情况和负载情况，可以合理分配和调度设备资源，实现最佳的运行效率和资源利用率[8]。

表3 大数据中心服务平台在继电保护中的功能

3 结 论

无线通信技术可以显著提高继电保护系统的运维效率和可靠性，实现快速的数据传输、远程监测和精确的故障诊断，使运维人员能够更好地掌握系统状态，及时采取措施保障电力系统的安全运行。然而，在实际应用中，仍然存在一些挑战，如网络安全性、通信覆盖范围等。未来的研究可以进一步深入探讨这些问题，并提出相应的解决方案。总之，无线通信技术对于继电保护系统的运维具有重要的意义，将为电力系统的安全运行提供更强大的支持。